KR20040103905A

KR20040103905A - 비원형 구동 요소가 있는 동시 구동 장치

Info

Publication number: KR20040103905A
Application number: KR10-2004-7007894A
Authority: KR
Inventors: 가쥬스키위톨드
Original assignee: 리텐스 오토모티브 파트너쉽
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-12-09
Also published as: WO2003046413A1; HUP0401957A2; EP1448916B1; KR100933581B1; DE60213647T2; JP2010164198A; CN1592825A; US20060264285A1; DE60213647D1; JP4584582B2; US7232391B2; US7044875B2; PT1448916E; RU2004114835A; EP1448916A1; PL207352B1; HU229113B1; BR0214257B1; ATE335144T1; CA2463715A1

Abstract

동시 구동 장치 및 방법이며, 장치는 적어도 제1 로터와 제2 로터를 포함하는 복수의 로터를 포함한다. 제1 로터(11)는 긴 구동 구조부(10)가 맞물림부(15)와 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비하고, 제2 로터(12)는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비한다. 회전식 부하 조립체(26)는 제2 로터(12)에 결합된다. 긴 구동 구조부(10)는 제1 로터와 제2 로터의 둘레로 맞물린다. 제1 로터는 긴 구동 구조부를 구동시키기 위하여 배열되며, 제2 로터는 긴 구동 구조부에 의해 구동되도록 배열된다. 로터 중 하나는 후퇴부와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부를 갖는 비원형 형상부(19)를 구비한다. 회전식 부하 조립체는 회전 구동시에 주기적인 부하 토오크 파동을 발생시키고, 제2 로터의 각위치에 대한 비원형 형상부의 돌출부와 후퇴부의 각위치와 비원형 형상부의 이심률의 크기는 비원형 형상부가 반대의 보정 토오크 파동을 제2 로터에 인가하여 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 감소시키거나 실질적으로 제거하는 각위치 및 크기이다.

Description

비원형 구동 요소가 있는 동시 구동 장치 {SYNCHRONOUS DRIVE APPARATUS WITH NON-CIRCULAR DRIVE ELEMENTS}

타이밍 벨트계 시스템과 같은 동시 구동 시스템은 공업 용도뿐만 아니라, 자동차에도 널리 사용된다. 자동차에 있어서, 예컨대, 타이밍 벨트 또는 체인은 흡입 밸브 및 배기 밸브를 열고 닫는 캠 축을 구동시키는 데에 사용된다. 물 펌프, 연료 펌프 등과 같은 여러 장치도 동일한 벨트 또는 체인에 의해 구동될 수 있다.

내연 기관은 그 작동 중에 여러 형태의 기계적 진동을 발생시키며, 이 진동은 주로 연속 구조 시스템 내의 타이밍 벨트 또는 체인을 통해 전달된다. 흡입 밸브, 배기 밸브와, 그 흡입 밸브 및 배기 밸브를 열고 닫는 캠 축은 특히 고강도의 기계적 진동원이 된다. 흡입 밸브 및 배기 밸브를 열고 닫는 것은 비틀림 진동으로 알려져 있는 형태의 진동을 일으킨다. 이들 진동의 주파수가 구동부의 고유 진동수에 가까운 경우에 시스템 공진이 일어난다. 비틀림 진동과 스팬부의 장력 파동은 공진 시에 최대가 된다.

가요성 기계 구조에 있어서, 특히 타이밍 벨트와 체인은 기계적 진동으로부터의 악영향을 받기 쉽다. 타이밍 벨트 또는 체인을 통해 기계적 진동이 전달되어 벨트 또는 체인의 장력에 파동을 주어 마모성을 증대시키고, 벨트 또는 체인의 수명을 단축시킨다. 또한 진동은 타이밍 오류와 불필요한 소음을 가져온다.

진동을 감쇄시키기 위한 종래의 기술에는, 벨트 또는 체인의 장력을 증가시키는 것과 캠 축 댐퍼를 장착하는 것이 포함된다. 캠 축 댐퍼는 진동 흡수 고무 또는 실리콘에 의한 관성원을 캠 축 스프로킷에 연결하는 것이다. 그러나, 벨트 또는 체인의 장력을 증가시키는 것은 소음의 정도를 증가시키고 벨트 또는 체인의 유효 수명을 단축시킨다. 또한 캠 축 댐퍼를 장착하는 것은 그 비용 및/또는 공간 부족의 측면에서 바람직한 해결책이 되지 않는다.

독일 특허 공개 공보 제195 20 508호(아우디 AG)에는, 타이밍 벨트가 엔진의 캠 축에 결합된 두 개의 피동 풀리에 감기고, 하나의 구동 풀리는 엔진의 크랭크 축에 결합된, 내연 기관을 위한 랩드 벨트(wrapped belt)가 개시된다. 위 발명의 목적은 그와 같은 벨트 구동부에서 나타나는 비틀림 진동을 상쇄하는 데 있다. 임계 공진 범위를 허용 범위 또는 공진이 일어나지 않는 범위로 이동시키도록 추가적인 비틀림 진동을 제공하는 것을 제안한다. 본 인용문은 캠 축 풀리 중 하나를 구성하는 것으로 도시된 "둥글지 않은(out of round)" 풀리에 의한 비틀림 진동을 발생시키는 것을 제안한다. 풀리의 주위로 규칙적으로 배치되는 네 개의 돌출부와 네 개의 후퇴부를 구비한 둥글지 않은 풀리가 도시된다. 풀리의 형상부에 편차가 생기면 피동 풀리의 유입 또는 유출 스팬부에 있는 타이밍 벨트에 비틀림을 가한다고 하면서, 연소 엔진의 동역학에 부가되어 따라서 임계 공진의 범위를 이동시키거나 제거한다. 크랭크 축의 RPM에 대한 캠 축의 타이밍 구동부의 비틀림 진동을 도(degree)로 표시한 그래프를 나타내는 도면이 도시된다. 총 진폭이 도시되며, 또한, 2차 탁월 진동(dominant vibration)과 4차 덜 관련된(less relevant) 진동이 도시된다. 둥글지 않은 풀리에 있어서의 이심률에 대한 하나의 예가 제시되어 있으나, 엔진의 종류, 구동 벨트의 종류 및 부하의 종류의 어느 주어진 조건에서 이심률의 크기를 선택하는 방법과 둥글지 않은 로터의 다른 로터에 대해 배열하는 각도에 관하여 알려주지 않는다. 기재된 바와 같이, 인용된 위 발명의 목적은 벨트 구동부의 비틀림 진동을 상쇄하기 위한 데 있고, 진동원을 다루려는 데 있지 않다.

1987년의 일본 실용신안 출원 JP 62-192077(일본특허공개 평1-95538호)(하타노 등/미쓰비시)에는 내연 기관의 타이밍 벨트와 같은 벨트 구동부에 의해 구동 풀리의 회전을 피동 풀리로 전달하는 장력 동일화(equalizing) 구동 장치가 개시된다. 캠 축의 구동 축에 있는 치 형상의 풀리가, 내연 기관의 구동 축에 연결된 타원형 타이밍 벨트 구동 스프로킷에 의해 구동되는 타이밍 벨트 구성이 도시된다. 인용 실용신안 출원은, 내연 기관 엔진의 회전에 의해 발생된 벨트의 장력 파동과 반대되는 상의 장력 파동을 구동 벨트에 발생시키기 위해 구동 풀리를 타원형의 형상부로 한다는 것을 가르쳐 준다. 이와 같은 방식으로 구동 풀리가 장착되어 이미 존재하고 있는 벨트의 장력 파동과 반대되는 상의 장력 파동을 구동 벨트에 발생시킨다고 한다. 타원형의 구동 스프로킷은 장력 동일화 장치로 불리어지며, 구동 벨트의 장력을 동일하게 하도록 제공된다. 밸브 트레인 토오크에 의한 장력과 장력동일화 장치(타원형의 구동 스프로킷)에 의한 장력을 도시하는 그래프의 도면이 도시되며, 두 장력은 크기가 동일하고 상이 반대인 것으로 도시된다. 타원형 구동 풀리의 이심률의 크기를 결정하는 방법이나, 벨트에 의해 구동되는 캠 축 풀리에 대해 구동 풀리의 각위치(angular position)를 관련시키는 방법에 대해서는 구체적으로 알려주는 바가 없다. 또한, 1997년의 일본 특허 출원 번호 평9-73581호(일본특허공개 평10-266868호)(구보/미쓰비시)에 논의된 바와 같이, JP 62-192077(평 1-95538)의 출원인은 그 후에 타원형의 스프로킷을 크랭크 스프로킷으로 사용하는 것은 다수의 어려움과 문제를 내포하며 따라서 바람직하지 않다고 단정하고 있다.

본 발명은 동시 구동 장치, 동시 구동 장치를 작동하기 위한 방법과, 동시 구동 장치를 구성하기 위한 방법에 관련된다. 본 발명은 특히 내연 기관의 기계적 진동을 제거 또는 감소시키는 것에 관련되나, 내연 기관에 한정되지 않는다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 예시적으로 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 내연 기관의 자동차를 위한 동시 구동 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도2는 도1에 도시된 크랭크 축 스프로킷의 확대도이다.

도3은 DOHC 엔진에 있어서의 내연 기관의 동시 구동 장치의 개략적인 도면이다.

도4a는 SOHC 내연 기관의 캠 축에서의 부하 토오크 파동과, 도1 및 도2에 도시된 타원형 크랭크 축 스프로킷에 의해 발생되는 보정 토오크의 파동의 그래프이며, 모든 그래프는 일 크랭크 축 회전 동안 얻어진 것이다.

도4b는 DOHC 내연 기관의 흡입 캠으로부터 발생한 부하 토오크 파동, 배기 캠으로부터 발생한 부하 토오크 파동과 도3에 도시된 엔진의 타원형의 크랭크 축스프로킷에 의해 발생된 보정 토오크 파동의 그래프이며, 모든 그래프는 일 크랭크 축 회전 동안 얻어진 것이다.

도5a 내지 도5d는 본 발명을 4기통 엔진 및 3기통 엔진에서 실시한 경우의 크랭크 축 스프로킷 및 캠 축 스프로킷의 상이한 조합들을 도시한다.

도6a 및 도6b는 본 발명을 6기통, 8기통 및 2기통 엔진에서 실시한 경우의 크랭크 축 스프로킷 및 캠 축 스프로킷의 상이한 조합들을 도시한다.

도7a는 둥근 크랭크 축 스프로킷을 구비한 공지된 엔진의 경우에 있어서, 상이한 엔진 속도에서의 내연 기관의 비틀림 진동의 크기를 도시하는 그래프이며, 수직 축은 캠 축의 비틀림 진동의 진폭을 각도로써 나타내고, 수평 축은 엔진의 속도를 rpm(분당 회전수)으로 나타낸다.

도7b는 타원형의 크랭크 축 스프로킷을 사용하여 본 발명을 구현하는 동시 구동 장치 장치의 경우에 있어서, 상이한 엔진 속도에서의 내연 기관의 비틀림 진동의 크기를 도시하는 그래프이며, 수직 축은 캠 축의 운동의 비틀림 진동의 진폭을 각도로써 나타내고, 수평 축은 엔진의 속도를 rpm으로 나타낸다.

도8a는 둥근 크랭크 축 스프로킷을 구비한 공지된 엔진의 경우에 있어서, 상이한 엔진 속도에서의 내연 기관의 장력의 크기를 도시하는 그래프이며, 수직 축은 벨트 장력의 진폭을 나타내고, 수평 축은 엔진의 속도를 rpm으로 나타낸다.

도8b는 타원형의 크랭크 축 스프로킷을 사용하여 본 발명을 구현하는 동시 구동 장치 장치의 경우에 있어서, 상이한 엔진 속도에서의 내연 기관의 장력의 크기를 도시하는 그래프이며, 수직 축은 벨트 장력의 진폭을 나타내고, 수평 축은 엔진의 속도를 rpm으로 나타낸다.

도9a 및 도9b는 둥근 크랭크 축 스프로킷을 구비한 선행 기술의 엔진에서, 크랭크 축이 1500 RPM으로 일 회전하는 동안의 장력의 파동을 각각 도시하고, 도9a 및 도9b는 크랭크 축 스프로킷의 인장측(tight side)과 이완측(slack side)에서의 벨트 장력 편차를 각각 도시한다.

도10a 및 도10b는 둥근 크랭크 축 스프로킷을 구비한 선행 기술의 엔진에서, 크랭크 축이 2500 RPM으로 일 회전하는 동안의 장력의 파동을 각각 도시하고, 도10a 및 도10b는 크랭크 축 스프로킷의 인장측(tight side)과 이완측(slack side)에서의 벨트 장력 편차를 각각 도시한다.

도11은 둥근 크랭크 축 스프로킷을 구비한 선행 기술의 엔진에서, 크랭크 축이 3500 RPM으로 일 회전하는 동안의 장력의 파동을 도시하고, 도11a 및 도11b는 크랭크 축 스프로킷의 인장측(tight side)과 이완측(slack side)에서의 벨트 장력 편차를 각각 도시한다.

도12는 둥근 크랭크 축 스프로킷을 구비한 공지된 내연 기관에서의 캠 축의 비틀림 진동의 분포를 3차원으로 도시하는 그래프이며, X-축은 진동의 여러 조화 차수(harmonic order)를, Y-축은 엔진의 속도를 RPM으로, 그리고 Z-축은 캠 축의 비틀림 진동의 진폭을 나타낸다.

도13은 타원형의 크랭크 축 스프로킷을 구비하고 본 발명을 구현하는 엔진에서의 캠 축의 비틀림 진동의 분포를 3차원으로 도시하는 그래프이며, X-축은 진동의 여러 조화 차수를, Y-축은 엔진의 속도를 RPM으로, 그리고 Z-축은 캠 축의 비틀림 진동의 진폭을 나타낸다

도14a는 캠 축과 같은 회전식 부하 조립체 상의 부하 토오크 파동을 도시하는 그래프이다.

도14b는 본 발명의 일 실시예로서, 비원형 특성부(19)가 어떻게 도14a의 토오크 파동을 제거하도록 될 수 있는지를 도시한다.

도15, 도16 및 도17은 컴퓨터에 의한 본 발명을 구현하는 타원형의 크랭크 축 형상부의 가상도이며, 도16은 도15에 대하여, 도17은 도16에 대하여 하나의 치(tooth) 만큼 각도가 나아간 상태이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 맞물림부를 구비한 연속 루프의 긴 구동 구조부를 포함하는 동시 구동 장치가 제공된다. 복수의 로터는 적어도 제1 로터와 제2 로터를 포함하며, 제1 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치(teeth)를 갖고, 제2 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치를 갖는다. 회전식 부하 조립체는 제2 로터에 결합된다. 긴 구동 구조부는 제1 로터와 제2 로터의 둘레로 맞물린다. 제1 로터는 긴 구동 구조부를 구동시키도록 배열되고, 제2 로터는 긴 구동 구조부에 의해 구동되도록 배열된다. 로터 중 하나는 후퇴부와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부를 구비하는 비원형 형상부를 구비한다. 회전식 부하 조립체는 회전 구동시 주기적인 부하 토오크 파동을 나타내어, 제2 로터의 각위치에 대한 비원형 형상부의 돌출부와 후퇴부의 각위치와, 비원형 형상부의 이심률의 크기가 비원형 형상부가 제2 로터에 반대의 보정 토오크 파동을 가하여 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 감소시키거나 또는 실질적으로 제거할 정도이도록 한다.

본 장치의 양호한 형태에서 비원형 형상부는, 비원형 형상부가 형성된 로터와 접합하는 긴 구동 구조부의 스팬부의 주기적인 신장(elongation)과 수축(contraction)에 의한 반대의 보정 토오크 파동을 발생시키도록 된다. 긴 구동 구조부는 비원형 형상부가 형성된 로터의 인장측에 구동 스팬부를 구비하며, 비원형 형상부의 각위치는, 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 피크 값일 때 구동 스팬부의 신장 최대이도록 하는 각위치에 대해 +/- 15°내(바람직하게는 +/- 5°내)에 있다. 비원형 형상부의 가장 바람직한 각위치는, 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 피크 값일 때 실질적으로 구동 스팬부의 신장이 최대로 되기 위한 각위치인 경우이다.

또한 본 장치의 양호한 형태에서 비원형 형상부의 이심률의 크기는, 보정 토오크 파동의 진폭이 미리 선택된 작동 설정 조건의 동시 구동 장치에 있어서 부하 토오크 파동의 진폭의 70% 내지 110%의 범위(바람직하게는 90% 내지 100%의 범위)에 있도록 하는 크기이다. 가장 바람직하게는, 보정 토오크 파동의 진폭은 부하 토오크 파동의 진폭과 실질적으로 동일하다.

본 명세서에서 달리 기재된 바 없다면, 주기적으로 변하는 값에 있어서 진폭이라는 용어는, 피크시의 폭과 피크시의 폭 사이의 진폭을 의미한다.

따라서, 비원형 형상부의 이심률의 크기는 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동의 진폭과 관련하여 결정된다. 부하 토오크 파동의 진폭의 구성은 실질적으로 일정할 수 있고, 다른 구성에서의 부하 토오크 파동의 진폭은 변화할 수 있다. 부하 토오크 파동의 진폭이 일정한 경우, 이심률의 크기는 부하 토오크 파동의 실질적으로 일정한 진폭과 관련하여 결정된다. 부하 토오크 파동의 진폭이 변화하는 경우, 이심률의 크기를 결정하는 데 사용되는 그 값은, 불필요한 진동을 제거하거나 감소시킬 필요가 있는 작동 조건에 따라 선택된다. 예컨대, 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 변화하면, 이심률은 최대와 같은 조건에서 결정된, 또는 예컨대, 장치의 고유 공진 주파수에서 결정된 부하 토오크 파동의 진폭과 관련하여 결정될 수 있다. 예컨대, 디젤 내연 기관에서, 진동이 가장 문제되는 영역은 연료 펌프에 의한 최대 연료 송출 지점일 수 있다. 이들 조건에서의 이심률은, 이들 조건에서 결정된 부하 토오크 파동의 진폭과 관련하여 결정된다. 유사하게, 석유 또는 가솔린 내연 기관에서 가장 문제되는 영역은 타이밍 구동부의 고유 공진이 일어나는 영역이고, 그와 같은 경우, 이심률은 이와 같은 조건과 관련하여 결정된다.

본 발명은 내연 기관보다는 여러 형태의 연속 구동 장치에 적용되는 것이 바람직하다. 또한 비원형 형상부는 구동 장치 내의 여러 상이한 지점에 구비될 수 있다. 예컨대, 비원형 형상부는 (긴 구동 구조부를 구동시키는) 제1 로터에 제공될 수 있고, 그리고/또는 (긴 구동 구조부에 의해 구동되는) 제2 로터, 및/또는 제3 로터, 예컨대 연속 루프식 긴 구동 구조부와 접속되도록 가압되는 아이들러 로터에 구비될 수 있다.

그러나, 본 발명은 내연 기관에 장착되고 제1 로터가 크랭크 축 스프로킷을포함하는 경우에 특정 용도로 사용된다. 어느 구성에서 내연 기관은 디젤 엔진이고, 회전식 부하 조립체는 회전 연료 펌프를 포함한다. 이와 같은 구성에 대해 언급된 바와 같이, 비원형 형상부의 이심률의 크기는, 연료 펌프의 최대 송출이라는 조건에서 결정되는 경우 보정 토오크 파동의 진폭이 부하 토오크 파동의 진폭과 실질적으로 동일하도록 하는 크기이도록 배열될 수 있다. 다른 구성에서, 내연 기관은 석유 또는 가솔린 엔진일 수 있고, 회전식 부하 조립체는 캠 축 조립체일 수 있다.

비원형 형상부의 각위치를 결정하는 경우, 형상부와 형상부가 형성되는 로터의 여러 기준 파라미터를 생각할 수 있다. 비원형 형상부의 어느 구성은, 적어도 두 개의 기준 반경을 갖고, 각각의 기준 반경은 비원형의 형상부가 형성된 로터의 중심으로부터 비원형 형상부의 돌출부의 중심을 통과하며, 비원형 형상부의 각위치는 비원형 형상부가 형상된 로터의 기준 방향과 관련되며, 기준 방향은 긴 구동 구조부와 그 로터 결합에 의하여 발생되는 허브 부하력(load force)의 방향이다. 비원형 형상부의 각위치는 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 최대인 경우, 기준 반경의 환상 위치가 비원형 형상부가 형상된 로터의 회전 방향으로 기준 방향에 대해 바람직하게는 90° 내지 180°의 범위 내에 있도록 한다. 바람직하게는, 범위는 130° 내지 140°의 범위에 있다. 보다 바람직하게는, 기준 반경의 각위치는, 비원형 형상부가 형성된 로터의 회전 방향으로 기준 방향으로부터 135°에 있다.

비원형 형상부의 여러 상이한 형태 예컨대, 대체적인 타원형의 형상부이거나세 개 또는 네 개의 돌출부가 로터 둘레에 규칙적으로 배열되는 형상부가 제공되는 것이 바람직하다. 형상부는 동시 구동 장치의 다른 구성품에 따라 선택된다. 다음의 예, 즉 4기통 인라인형 기관의 내연 기관과 타원형 윤곽을 갖는 형상부를 구비하는 크랭크 축 스프로킷, 4기통 인라인형 내연 기관과 대체적인 직사각형의 윤곽을 갖는 형상부를 구비한 캠 축 스프로킷, 4기통 인라인형 내연 기관과 대체적인 직사각형 윤곽의 형상부를 구비한 캠 축 스프로킷과 타원형 윤곽의 형상부를 구비한 크랭크 축 스프로킷, 3기통 인라인형 내연 기관과 대체적인 삼각형 윤곽의 형상부를 구비하는 캠 축 스프로킷, 6기통 인라인형 내연 기관과 대체적인 삼각형 윤곽의 형상부를 구비한 크랭크 축 스프로킷, 6기통 V6 내연 기관과 대체적인 삼각형 윤곽의 형상부를 구비한 캠 축 스프로킷, 8기통 V8 내연 기관과 대체적인 직사각형 윤곽의 형상부를 구비한 캠 축 스프로킷, 또는 2기통 내연 기관과 타원형 윤곽의 형상부를 구비하는 캠 축 스프로킷을 포함하는 예들이 제공된다.

상기에 제시된 본 발명의 대부분의 실시예에서, 돌출부와 후퇴부가 대체로 동일한 크기로 규칙적인 비원형 형상부를 형성한다. 그러나 제거될 토오크 진동의 상황에 따라 불규칙적인 형상부가 제공될 수 있다. 또한, 상기 언급된 돌출부는 주(major) 돌출부를 포함하고, 후퇴부는 주 후퇴부를 포함하고, 비원형 형상부는 주 돌출부보다 덜 돌출된 부(minor) 돌출부를 추가적으로 포함할 수 있다. 이들 부 돌출부는 부 보정 토오크 패턴의 파동을, 회전식 부하 조립체에 의해 발생된 부하 토오크의 부차적인 파동을 감소시키거나 실질적으로 제거하기 위해, 특히 예컨대, 회전식 부하 조립체에 의해 발생된 부하 토오크의 제4차 파동을 감소시키거나실질적으로 제거하기 위해 제2 로터에 인가되는 토오크에 추가적으로 발생시키도록 될 수 있다.

본 발명에 따른 장치와 관련하여 본 명세서에 제시된 본 발명의 구성부는 본 발명에 따른 방법(즉, 동시 구동 장치를 작동하기 위한 방법, 또는 동시 구동 장치를 구성하기 위한 방법)과 관련하여 또한 제공될 수 있고, 그 역도 성립된다.

특히, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 복수의 맞물림부를 구비한 연속 루프식의 긴 구동 구조부를 포함하는 동시 구동 장치를 작동하기 위한 방법이 제공된다. 복수의 로터는 적어도 제1 로터 및 제2 로터를 포함한다. 제1 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리는 복수의 치를 가지며, 제2 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리는 복수의 치를 구비한다. 회전식 부하 조립체는 제2 로터에 결합된다. 로터들 중 하나는 후퇴부와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부를 구비하는 비원형 형상부를 갖는다. 회전식 부하 조립체는 회전 구동 시에 주기적인 부하 토오크 파동을 발생시킨다.

본 발명은 제1 로터와 제2 로터의 둘레에 긴 구동 구조부를 맞물리게 하는 단계와, 제1 로터에 의해 긴 구동 구조부를 구동시키는 단계와, 긴 구동 구조부에 의해 제2 로터를 구동시키는 단계와, 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 감소시키거나 실질적으로 제거하기 위해 제2 로터에 비원형 형상부에 의한 반대의 보정 토오크 파동을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 동시 구동 장치를 구성하기 위한 방법이 제공될 수 있으며,

(ⅰ) 복수의 맞물림부와, 적어도 제1 로터와 제2 로터를 포함하는 복수의 로터와, 제2 로터에 결합되는 회전식 부하 조립체를 포함하는 연속 루프식의 긴 구동 구조부를 포함하는 부품을 조립하는 단계와,

(ⅱ) 긴 구동 구조부를 제1 로터와 제2 로터의 둘레에 맞물리게 하는 단계와,

(ⅲ) 비원형 형상부의 돌출부와 후퇴부의 각위치를 제2 로터의 각위치에 대해 결정하는 단계를 포함하며,

제1 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치를 구비하고, 제2 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치를 구비하며,

제1 로터는 긴 구동 구조부를 구동시키도록 배열되고, 제2 로터는 긴 구동 구조부에 의해 구동되도록 배열되고, 로터들 중 하나는 후퇴부와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부를 구비하는 비원형 형상부를 갖고, 회전식 부하 조립체는 회전 구동시 주기적인 부하 토오크 파동을 발생시키며,

비원형 형상부의 이심률의 크기는, 비원형 형상부에 의해 제2 로터에 반대의 보정 토오크 파동이 인가되어 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 감소되거나 실질적으로 제거되는 크기이다.

동시 구동 장치를 구성하기 위한 방법의 양호한 형태는,

(ⅰ) 비원형 형상부가 형성된 로터와 인접하고 비원형 형상부가 형성된 로터와 제2 로터 사이에 비원형 형상부가 형성된 로터의 인장측에 위치 설정된 구동 스팬부를 구비하는 긴 구동 구조부의 스팬부의 주기적 신장과 수축에 의한 반대 보정 토오크 파동을 발생시키도록 비원형 형상부를 배열하는 단계와,

(ⅱ) 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 피크 값일 때 구동 스팬부의 신장이 최대로 되기 위한 각위치의 +/- 15°의 내에 있도록 비원형 형상부의 각위치를 배열하여, 비원형 형상부의 돌출부 및 후퇴부의 각위치를 결정하는 단계를 포함한다.

동시 구동 장치를 구성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 단계에 의해 비원형 형상부의 이심률의 크기를 다음의,

(ⅰ) 동시 구동 장치의 미리 선택된 작동 조건에서의 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동의 진폭을 측정하는 단계와,

(ⅱ) 다음의 공식에 의해 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축의 필요한 진폭을 계산하는 단계와,

= 상기 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축의 진폭,

= 동시 구동 장치의 미리 선택된 설정 작동 조건에서의 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동의 진폭,

= 제2 로터의 반경,

= 긴 구동 구조부의 강성 계수로, dF/dL로 정의되고 dF는 구조부의 길이부에서 길이 증가 dL을 발생시키는데 필요한 힘이다.

(ⅲ) 일련의 실험을 통해 얻은 값인, (a) 비원형 형상부의 돌출부와 후퇴부의 원형 이탈값과, (b) 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축에 의한 산출된 진폭값을 관련짓기 위해 데이터를 생성하고 기록하는 단계와,

(ⅳ) 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축에 의한 필요한 진폭을 발생시키는, 대응하는 이심률을 데이터로부터 선택하는 단계에 의해 결정된다.

본 발명은 동시 구동 시스템의 비틀림 진동을 제거하거나 감소시키기 위한 최상의 방법이, 선행 기술에서 시도되었던 바와 같이 연속 루프 식의 구동 구조부의 변화하는 장력을 제거하거나 감소시키기보다는, 로터들 중 하나에 비원형 형상부를 배열하여 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 제거하거나 감소시키는 것이라는 이해에서 출발한다. 물론, 부하 조립체의 부하 토오크의 파동을 제거하거나 감소시키기 위해서는 본질적으로 긴 구동 구조부에 변화하는 장력을 제공하여야 한다. 본 발명은 긴 구동 구조부에서의 장력의 편차를 제거하는 식으로 비틀림 효과를 다루려고 노력하기보다는 비틀림 여기(torsional excitation)의 제공원을 제거하거나 감소시키도록 한다.

따라서 동시 구동 조립체에 있어서 로터들 중 하나에 비원형 형상부를 제공하는 것은 알려져 있지만, 이심률의 크기와, 비원형 형상부의 돌출부 및 후퇴부에 의한 타이밍을 결정하도록 선택된 방법들은 필요한 결과를 낳지 못하였다. 그 예로, 일반적인 내연 기관에서 구동 벨트의 장력을 균등하게 하기 위해 선택된 이심률은, 대체로 부하 조립체의 비틀림 진동을 제거하기에는 상당히 큰 이심률일 것이다. 일반적인 내연 기관에서 공진 주파수는 가령, 2000 내지 2500 rpm 이다. 구동 벨트의 어느 장력 편차를 제거하기 위한 비원형 형상부의 공진의 영역에서의 이심률을 선택하는 경우, 일반적으로 진동을 제거하기 위해 필요한 장력보다 훨씬 큰 이심률이 설정될 것이다. 그 결과, 구동 벨트 및 여러 시스템이 과도하게 마모되고, 또한 시스템도 효과적으로 진동을 감소시키지 못한다.

선행 기술의 결함 있는 배열에 대해 또 다른 방법을 강구하는 경우, 비원형 형상부의 타이밍(각위치로 번역됨)을 부하 조립체의 부하 토오크 파동의 타이밍과 정확히 관계지어지도록(각위치 설정으로 번역됨) 배치하는 것이 중요하다. 비원형 형상부의 상대적인 타이밍과 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동은 간단하게 제1 로터와 제1 로터의 인장측에 있는 제2 로터 사이의 긴 구동 구조부의 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축과의 관계에서 결정된다. 본 발명에 있어서 가장 바람직한 배열은, 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 피크 값일 때 실질적으로 구동 스팬부의 신장이 최대로 되기 위한 비원형 형상부의 각위치로 배열되는 것이다. 그러나 본 발명에서 바람직한 각위치의 +/- 15°의 범위 내에서 타이밍이 설정된 경우 진동이 실질적으로 감소될 수 있었다. 보다 바람직한 범위는 바람직한 각위치의 +/- 5°이다.

반대로, 선행 기술에서의 비원형 형상부의 이심률은, 긴 구동 구조부의 장력과 관련하여 설정지어졌다. 그러나 일반적인 내연 기관에서 구동 벨트의 피크 장력은 시험되는 rpm 범위의 영역에 따른 그 타이밍에 따라 변화한다. 일반적으로 구동 벨트에서의 피크 장력은 엔진의 공진 주파수를 위한 하나의 타이밍 단계에서 일어나며, 공진보다 작은 회전 범위를 위한 타이밍 주기의 이른 때에 일어나며, 공진 조건보다 큰 회전 범위의 영역을 위한 타이밍 주기의 늦은 때에 일어난다. 다시 말해, 선행 기술에서 구동 벨트의 장력을 균등하게 하기 위한 어느 조건이 선택되었느냐에 따라, 비원형 형상부의 이심률의 타이밍은 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 제거하기 위한 바람직한 위치보다 앞서거나 뒤로 쳐질 수 있다.

따라서, 종합하면, 본 발명은 비원형 형상부의 이심률과 타이밍을 정확하게 선택하여, 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 가장 유익하게는 제거하거나 감소시키기 위해 제공된다.

도1은 본 발명을 구현하는 자동차의 내연 기관을 위한 동시 구동 장치의 개략도이다. 본 장치는 연속 루프식의 긴 구동 구조부(10), 제1 로터(1), 제2 로터(12)와 추가적인 로터들(13, 14, 17)을 포함한다. 연속 루프식의 긴 구동 구조부(10)는 종래의 타이밍 벨트에 의해 제공되며, 종래의 타이밍 벨트는 그 사이에 골부를 구비하는 치(15)를 가져 연속 루프식 긴 구동 구조부의 복수의 맞물림부를 구성한다. 각각의 로터(11, 12)는 타이밍 벨트(10)의 치(15) 사이의 골부와 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비한 스프로킷에 의해 제공된다. 스프로킷(11)은 내연 기관의 크랭크 축(도시 않음)에 결합되며, 스프로킷(12)은 내연 기관의 캠 축(26)을 포함하는 회전식 부하 조립체(도시 않음)에 결합된다. 타이밍 벨트(10)는 제1 로터(11)와 제2 로터(12)의 둘레에 맞물리며, 제1 로터(11)는 벨트(10)를 구동하도록 배열되고, 제2 로터(12)는 벨트(10)에 의해 구동되도록 배열된다. 로터(14)는 치(16)를 가지며 물 펌프와 같은 내연 기관의 다른 요소를 구동하기 위한 스프로킷을 포함하고, 로터(13)는 공지된 방법으로 벨트를 팽팽하게 하여 바람직하게는 타이밍 벨트(10)의 치가 없는 측을 지지하는 벨트 인장 장치로써 기능한다. 로터(17)는 바람직하게는 타이밍 벨트(10)의 치가 없는 측을 지지하는 고정된 아이들러 풀리로써 기능한다.

공지된 형태의 동시 구동 장치에서, 크랭크 축 스프로킷은 원형의 형상부를 갖는다. 이와 같은 경우에서 동시 구동 장치는, 오버헤드 캠 축에 의해 내연 기관의 흡입 밸브와 배기 밸브를 열고 닫는 과정에서 발생되는, 비틀림 진동으로 알려진 진동을 하기 쉽다. 여기(excitation)의 제공원은 도4a와 도4b에 도시된다. 도4a는 SOHC 엔진의 캠 축에 인가된 부하 토오크 파동(103)을 도시하며, 도4b는 DOHC 엔진에 있어서 같은 경우를 도시한다. 도4b는 엔진의 일 주기에 걸쳐 캠 축 토오크의 편차를 도시하며, 곡선(101)으로 도시되는 흡입 토오크가 엔진의 회전각에 따라 어떻게 변화하는지와, 배기 토오크 형상부(102)가 같은 식으로 어떻게 변화하는지를 나타낸다.

도1에 도시된 SOHC 엔진에 있어서의 본 발명의 실시예에 따라, 크랭크 축 스프로킷(11)은 대체로 도면 번호 19로 표시되는 비원형 형상부(도2에 과장도어 도시됨)를 구비한다. 비원형 형상부(19)는 특정 실시예의 기술에서 장축(major axis)(20)과 단축(minor axis)(21)을 갖는 타원이다. 형상부(19)는 두 개의 돌출부(22, 23)와 두 개의 후퇴부(24, 25)를 구비한다.

도2에 도시된 바와 같이 스프로킷(11) 상의 타원 형상부(19)가 있음으로써,벨트(10)에 의해 제2 로터(12)로 인가되는 보정 토오크 파동이 발생된다. 이 보정을 위한 토오크의 파동은 도4a의 도면 번호 104로 도시된다. 바람직한 경우로, 전체 부하 토오크 파동(103)은 보정 토오크(104)와 전체적으로 반대된다. 바람직하게는, 보정 토오크(104)의 상은 부하 토오크(103)의 상과 전체에 걸쳐 180°벗어나고, 보정 토오크 파동(104)의 피크 사이의 진폭은 부하 토오크 파동(103) 전체에 걸쳐 피크 사이의 진폭과 동일하도록 된다.

도2에 도시된 타원형 형상부를 사용한 본 발명의 실시예에 따라, 제2 로터(12)의 각위치에 대한 비원형 형상부(19)의 돌출부와 후퇴부(22 내지 24)의 각위치, 그리고 비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는, 비원형 형상부(19)가 반대의 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터(12)에 가하여 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)을 실질적으로 제거시키도록 하는 각위치 및 크기이다.

비원형 형상부(19)의 타이밍과 이심률의 크기의 측정이 하기에서 보다 상세하게 기술된다. 도1에서 여러 로터 사이의 스팬부는 로터(12)와 로터(14) 사이에서 도면 번호 10A로 나타내며, 로터(14)와 로터(11) 사이에서 도면 번호 10B로, 로터(12)와 로터(13) 사이에서 도면 번호 10C로, 로터(13)와 로터(17) 사이에서 도면 번호 10D로, 로터(17)와 로터(11) 사이에서 도면 번호 10E로 나타낸다. 도면 번호 10A 및 10B로 나타나는 제1 로터(11)와 제2 로터(12) 사이의 스팬부는 두 로터 사이의 구동 스팬부로 불리어지며, 비원형 형상부(19)가 형성되는 제1 로터(11)의 인장측에 위치된다. 도면 번호 10C, 10D 및 10E로 나타나는 제1 로터(11)와 제2 로터(12) 사이의 스팬부는, 양측의 벨트의 경로가 팽팽하더라도 이완측으로 불리어진다. 제거되어야 할 비틀림 진동은 회전식 부하 조립체(캠 축(26))의 부하 토오크 파동에 의해 형성되며, 이는 본 발명에 따라 타이밍 벨트(10)를 수단으로 하여 반대의 보정 토오크 파동을 캠 축(26)에 인가함으로써 감소되거나 실질적으로 제거된다. 반대의 보정 토오크 파동은 비원형 형상부가 형성된 로터(11)에 인접한 비원형 형상부(19)에 의한 스팬부(10A, 10B, 10C, 10D, 10E)의 주기적인 신장과 수축에 의해 발생된다. 본 발명의 바람직한 형태에서, 비원형 형상부(19)의 각위치는 캠 축(26)의 부하 토오크 파동이 피크 값일 때, 실질적으로 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대로 되도록 이와 가능한 한 가깝게 설정된다. 이를 정확하게 배열하는 것이 언제나 가능한 것은 아니며, 본 발명에 따른 유익한 효과는 비원형 형상부가 바람직한 각위치의 +/- 15° 내에, 보다 바람직하게는 +/- 5° 내에 있는 경우에 얻을 수 있다.

도시된 특수한 경우에 관하여, 그리고 도1 및 도2를 참조하면, 타원형 형상부(19)는 두 개의 기준 반경(20a, 20b)을 갖고, 이들은 함께 타원형의 장축(20)을 형성한다. 각각의 기준 반경(20a, 20b)은 로터(11)의 중심으로부터 각각의 돌출부(22, 23)의 중심을 지난다. 비원형 형상부(19)의 각위치는 로터(11)의 기준 방향과 관련되며, 기준 방향은, 로터(11) 둘레의 연속 루프식 구동 구조부(10)의 감김각 또는 감김부를 이등분하는 벡터 또는 가상선(27)의 방향이다. 감김각을 이등분하는 이 벡터는 벨트 구동 시스템이 정적 상태일 때 로터(11)와 벨트(10)의 맞물림에 의해 발생되는 허브의 부하력과 동일한 방향에 있다. 그러나 허브의 부하력의 방향은 벨트 구동 시스템의 작동 동안 역동적으로 변화함을 알아야 한다. 비원형 형상부(19)의 타이밍은, 제2 로터(12)의 부하 토오크 파동이 최대인 때에 기준 반경(20a)의 각위치가 감김부의 이등분선(27)의 기준 방향에 대해 로터(11)의 회전 방향으로 90° 내지 180°의 범위 내에 있도록, 바람직하게는 130° 내지 140°의 범위 내에 있도록 설정된다. 도1이 제2 로터(12)의 부하 토오크 파동이 최대인 순간의 조립체가 도시된 것이라고 가정한다면, 도1은 비원형 형상부(19)의 바람직한 타이밍이 도시된 것이며, 이때의 기준 반경(20a)과 이등분선의 방향(27) 사이의 각도는 θ로 나타나며, 그 값은 135°이다.

본 명세서에서 이해되는 바와 같이, 비원형 형상부(19)에 "기준 반경"이라는 용어가 사용된 경우, 전체 형상부가 본질적으로 비원형이기 때문에, 측정된 기준 파라미터는 개제된 돌출부를 통과하는 관념상의 원의 반경이고, 전체 형상부의 반지름이 아니다. 사용된 기준 반경이라는 용어는, 형상부가 형성된 로터 축의 중심으로부터 형상부의 관련 돌출부까지의 최대의 거리를 가리키는 것이다.

도시된 구체적인 실시예에서 비원형 형상부(19)의 이심률의 크기를 결정하는 것이 고려된다. 요컨대, 형상부(19)의 이심률의 크기는, 바람직하게는 도4a에 도시된 보정 토오크(104)가 도4a에 도시된 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 크기가 같고 상이 실질적으로 반대이도록 설정된다. 그러나 보정 토오크 파동(104)의 진폭이, 부하 토오크 파동(103) 진폭의 75% 내지 110%의 범위에, 보다 바람직하게는 90% 내지 100%의 범위에 있는 경우의 실시예에서도 본 발명의 유익한 효과가 발휘된다. 부하 토오크 파동(103)이 엔진의 회전 범위에 걸쳐 실질적으로 일정한 진폭을 갖는 경우, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 부하 토오크 파동의 일정한 진폭과 실질적으로 동일하도록 만들어진다.

이심률의 크기를 결정하는 실질적인 단계는 다음과 같다. 우선, 캠 축(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 선택된 작동 조건에서 측정되며, 이 경우 부하 토오크의 최대 파동 진폭이다. 다음, 구동 스팬부(10a, 10b)의 주기적인 신장과 수축의 필요한 진폭이 다음의 식으로 계산되며,

= 필요한 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축의 진폭,

= 최대 진폭에서 측정된 캠 축(26)의 부하 토오크 파동 진폭,

= 제2 로터(12)의 반경,

= 벨트(10)의 강성 계수이다.

강성 계수 k는 k = dF/dL의 공식으로 얻어지며, dF는 구조부 길이의 증가 dL을 발생시키는데 필요한 힘이다.

상기의 예에서, 부하 토오크(T) 파동의 진폭은 10 Nm(0부터 피크까지)일 수 있고, 로터의 반경은 50 ㎜일 수 있다. 이로써 보정 토오크의 필요한 파동을 제공하는데 필요한 최대 힘(F), F = 200 N이 발생된다. 이 예에서, 필요한 스팬부 길이 변화는 장력 200 N을 강성 계수 k로 나누면 되고, 일반적인 벨트에서 이는 예컨대, 400N/㎜이다. 이로써 타이밍 벨트의 신장과 수축의 필요한 진폭 0.5 ㎜(0부터 피크까지)가 얻어진다.

다음 단계는 타원의 장축(20)이 도1에 도시된 바와 같이 θ= 135°이도록 설정된 경우 타이밍 단계의 신장과 수축의 위 길이를 제공하기 위해 필요한 이심률을 계산하는 단계이다. 이론적인 계산으로 이 값을 구하는 것은 어렵기 때문에, "조사" 표("look-up" table) 상의 값에 의해 이심률을 계산한다. 이는 일련의 실험을 통해 얻은 값인, (ⅰ) 비원형 형상부의 돌출부와 후퇴부의 원형 이탈값과, (ⅱ) 구동 스팬부의 주기적 신장과 수축에 의한 산출된 진폭값을 관련짓기 위해 데이터를 생성하고 기록하는 것에 의해 행하여진다.

"조사" 표를 제공하기 위하여 생성된 데이터 뱅크는, 장축에 따른 타원 형상부(19)의 이심률의 여러 값에 대한 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장과 수축의 진폭 값의 표를 포함한다. 이와 같은 데이터의 예는 다음의 표1에 나타난다. 비교를 위해 사용된 기준 원의 직경은 장축의 길이부(20)와 단축의 길이부(21)의 평균 값과 같다. 타원 형상부(19)의 이심률은, 기준 원으로부터의 이탈한 장축(20)의 외곽선을 고려하여, 다음의 예에서 결정될 수 있다.

선택된 타원의 기준 외곽선과기준 원 사이의 차이	구동 스팬부(10A, 10B)의주기적인 신장과 수축의 진폭
0.5 ㎜	0.25 ㎜
1.0 ㎜	0.49 ㎜
1.5 ㎜	0.74 ㎜

이 표는 예컨대 도15, 도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 예컨대, 타원 형상부(19)의 컴퓨터 시뮬레이션을 만들어내고, 이 단계를 가령, 한 번에 하나의 치씩 일련의 각도를 진행시켜 얻어질 수 있다. 각각의 단계에서, 컴퓨터 시뮬레이션은 반경(20A)의 장축의 특정 길이에 대한 동일한 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장 또는 수축을 지시하도록 구성된다. 그런 후에, 컴퓨터 시뮬레이션에서 기준 반경(20A)이 변하면 새로운 반경(20A)을 위한 추가적인 일련의 데이터들이 만들어진다. 형상부를 도15, 도16 및 도17에 도시된 위치를 통한 단계를 거치도록 하는 목적은, 대응하는 구동 스팬부(10A, 10B)의 최대값이 발생하는 위치를 실험적으로 결정하기 위함에 있다. 이것이 결정되면, 대응하는 기준 반경(20A)의 이심률에 대하여 설정되는 스팬부(10A, 10B)의 최대 길이를 위한 적합한 데이터가 추출된다. 도15, 도16 및 도17은 신장의 진폭을 가상의 프로토 타입을 사용하여 어떻게 결정할 수 있는지 도시한다.

도 5a 내지 도 5d는 4기통 엔진과 3기통 엔진에서의 크랭크 축 스프로킷과 캠 축 스프로킷의 상이한 조합들을 도시한다. 도6a 내지 도6d는 6기통 엔진, 8기통 엔진 및 2기통 엔진에서의 크랭크 축 스프로킷과 캠 축 스프로킷의 상이한 조합들을 도시한다.

도7a는 rpm으로 표시된 둥근 크랭크 축 스프로킷의 엔진 속도에 대한, 회전 진동각으로 표시된 캠 축의 비틀림 진동의 진폭을 도시한다. 도7b는 rpm으로 표시된 타원형 크랭크 축 스프로킷의 엔진 속도에 대한, 회전 진동각으로 표시된 캠 축의 비틀림 진동의 진폭을 도시한다. 도7b는 비틀림이 현저하게 감소되었음을 도시한다. 크랭크 축으로부터의 비틀림만이 남아 있다. 공진이 상쇄된 것이다.

도8a는 rpm으로 표시된 둥근 크랭크 축 스프로킷의 엔진 속도에 대한, 인장측 장력 파동을 도시한다. 도8b는 rpm으로 표시된 타원형 크랭크 축 스프로킷의 엔진 속도에 대한, 인장측 장력 파동을 도시한다. 도8b도 공진이 제거되었음을 도시한다. 장력 파동은 전체 rpm 범위에서 여전히 존재하지만, 이는 토오크를 제거하기 위하여 필요한 것이다.

도9a 및 도9b는 1500rpm에서 원형 크랭크 축 스프로킷의 일 회전에 걸친 인장측과 이완측의 장력 파동을 도시한다. 도10a 및 도10b는 시스템 공진(2500 rpm)에서 원형 크랭크 축 스프로킷의 일 회전에 걸친 인장측과 이완측의 장력 파동을 도시한다. 도11a 및 도11b는 3500rpm에서 원형 크랭크 축 스프로킷의 일 회전에 걸친 인장측과 이완측의 장력 파동을 도시한다.

도12는 x-축 = 조화 차수, y-축 = 엔진 rpm 및 z-축 = 캠 축의 비틀림 진동의 진폭의 분광 분석으로 나타나는 둥근 크랭크 축 스프로킷에서의 캠 축의 비틀림 진동을 도시한다.

도13은 x-축 = 조화 차수, y-축 = 엔진 rpm 및 z-축 = 캠 축의 비틀림 진동의 진폭의 분광 분석으로 나타나는 타원형 크랭크 축 스프로킷에서의 캠 축의 비틀림 진동을 도시한다. 제2차 비틀림만이 타원형 형상부에 의해 제거된다. 도14에 도시된 바와 같이, 보다 복잡한 형상부를 사용하여 제2차 비틀림과 제4차 비틀림을 동시에 상쇄시킬 수 있다.

도14a 및 도14b는 회전식 부하 조립체의 토오크의 비틀림 파동에서의 상이한 두 개의 차수를 조절하기 위해, 본 발명을 구현하는 동시 구동 장치의 로터들 중 하나의 비원형 형상부(19)가 어떻게 형상화 될 수 있는지를 매우 과장하여 도시한다. 도14는 도14a 및 도14b의 두 개의 도면을 포함한다. 도14a는 도12에 도시된 제2차 피크와 동일한 제2차 부하 토오크 파동을 곡선(110a)으로 도시한다. 곡선(111)은 도12에 도시된 제4차 피크와 동일한 제4차 부하 토오크 파동을 도시한다. 곡선(112)은 회전식 부하 조립체에서의 결합된 부하 토오크 파동을 도시한다.

도14b는 도1의 크랭크 축 로터(11)에 사용하기에 적합한, 돌출부(22, 23)를 구비한 대체적인 타원형 형상부의 매우 과장된 형태를 도면 번호 19A에 도시한다. 이들 돌출부는 도14a의 부하 토오크(110)의 제2차 파동에 인가되어 이를 제거할 수 있는 부하 토오크의 보정 파동을 발생시킨다. 도면 번호 19B로 표시된 제2 형상부는 네 개의 부 돌출부를 구비하고, 크랭크 축 스프로킷(11)의 형상부로 사용되는 경우 도14a의 부하 토오크(111)의 제4차 파동과 동일한 보정 토오크를 발생시킨다. 도14b에는, 두 개의 형상부(19A, 19B)가 결합된 본 발명을 구현하는 비원형 형상부가 도면 번호 19C로 표시된다. 결합된 형상부(19C)는 두 개의 주 돌출부와 두 개의 부 돌출부를 구비한다. 결합된 형상부(19C)는 도14a에 도시된 결합된 토오크(112)의 파동을 제거하도록 만들어질 수 있는 보정 토오크 파동을 발생시킨다.

따라서 도14에는, 형상부의 부 돌출부가 추가적으로 구비되어 변형된 타원형 로터가 도시된다. 이렇게 하는 이유는 도12 및 도13에 도시된 4차 조화 비틀림 진동을 고려하기 위함이다. 도12는 원형 크랭크 축 스프로킷을 구비한 동시 구동 장치의 제2차, 제4차 및 제6차 조화 진동시에 일어나는 비틀림 진동을 도시한다. 도13은 본 발명에 따른 타원형 크랭크 축 구동 스프로킷을 사용한 후에 남아있는 비틀림 진동을 도시한다. 여기서 4차 조화 비틀림 진동이 남아 있음을 알 수 있다. 이들 진동은 추가적인 돌출부를 구비한 크랭크 축 스프로킷의 비원형 형상부를 제공함으로써 감소시키거나 제거될 수 있다. 부 돌출부는 주 돌출부보다 크기가 작고, 회전식 부하 조립체에 의해 발생된 부하 토오크의 제4차 파동을 감소시키거나 실질적으로 제거하기 위하여 더 작은 보정 토오크 파동 패턴을 제2 로터에 인가되는 토오크에 발생시키도록 배열된다.

본 발명의 실시예의 작동에 있어서, 내연 기관에 사용되는 동시 구동 시스템에 타원 형상부의 크랭크 축 스프로킷을 제공하는 것은 알려져 있다. 본 발명은 선행 기술의 장치에서 행해졌던 바와 같이 구동 벨트의 장력을 동일하게 하려고 노력하기보다는, 부하 조립체의 부하 토오크 파동을 유익하게 제거하거나 감소시키기 위해 비원형 형상부의 이심률과 타이밍을 올바르게 선택하도록 제공된다.

본 발명은, 힘의 불균형은 물체를 가속시킨다는 뉴턴의 제2 법칙에 기초하여 이해될 수 있다. 1차원의 예에서 이는,

가속도 = 힘/질량 으로 나타난다.

회전 시에는,

가속도 = 토오크/관성 으로 타나난다. 보통의 내연 기관에서 밸브 트레인 또는 디젤 연료 펌프로부터의 토오크는 진동하여 속도의 진동과 각위치의 진동(비틀림 진동으로도 알려짐)을 유발한다. 벨트를 (적절하고 일정하게) 잡아당기는 타원형 크랭크 축 스프로킷을 사용할 경우, 캠 축에 작용하는 결합 토오크가 0이 되도록 하는 진폭과 상을 갖는 추가적인 토오크가 생성될 수 있다. 이들 토오크의 파동은 캠 축에 속도 파동이 가해지도록 하여, 차례로 비틀림 진동으로 알려져 있는 각위치 파동을 일으킨다. 이 움직임을 보정하기 위한 최상의 방법은 캠 축에 작용하는 또 다른 토오크를 인가하여 그 원인 제공원에 직접 공격을 가하는 것(attack), 즉, 캠 축의 토오크 파동을 제거하는 것이다. 이를 행하는 하나의 방법은 크랭크 축에 타원형의 스프로킷을 사용하는 것이다. 타원형의 스프로킷은 회전하는 동안 스팬부의 길이부에 파동을 인가하며, 즉 크랭크 축은 일 회전 동안 두 번 당기고 놓을 것이다. 인장측이 당겨지면, 이완측은 놓아지며, 그 역도 성립한다. 벨트를 당기고 놓는 것은 추가적인 토오크가 캠 축에 발생된다는 것을 의미한다. 이것이 적절한 진폭과 상을 갖는 새로운 토오크라면, 밸브 트레인의 제1 토오크와 균형을 이룰 수 있다. 토오크 파동의 부재는 속도 파동의 부재를 의미하며, 따라서 비틀림의 부재를 뜻한다.

본 발명의 실시예에서, 캠 축의 비틀림 진동이 제거되더라도 벨트의 장력은 여전히 변화한다. 물론 벨트의 장력의 변화는 캠 축에서의 비틀림 진동이 멈추도록 유도한다. 선행 기술의 목적은 벨트의 장력의 변화를 제거하는 것이었으나, 이는 캠 축의 비틀림 진동을 제거하기 위해 필요한 것이 아니었다. 본 발명의 목적은 구동 스프로킷의 토오크 부하의 변화에 의하여 유발되는, 구동 스프로킷의 속도의 변화를 제거하는 것이다. 이는 구동 스프로킷의 주기 동안 벨트의 장력을 변화시킴으로써 실행된다. 구동 스프로킷에서 토오크 부하가 증가하는 때에는 벨트의 장력도 증가할 수 밖에 없다. 장력의 증가가 필요한 경우, 스팬부의 유효 길이가 증가되어야 한다. 이는 타원을 위치시켜 장축이 허브 부하에 수직인 위치로부터 허브 부하의 방향을 따라 위치되도록 하여 달성된다. 장력의 감소가 필요한 경우, 스팬부의 유효 길이가 감소되어야 한다. 이는 장축을 수직에서 수평으로 움직임으로써 실행된다.

Claims

복수의 맞물림부(15)를 구비하는 연속 루프식 긴 구동 구조부(10)와,

적어도 긴 구동 구조부(10)의 맞물림부(15)에 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비한 제1 로터(11)와, 긴 구동 구조부(10)의 맞물림부(15)에 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비한 제2 로터(12)를 포함하는 복수의 로터들과,

제2 로터(12)에 결합된 회전식 부하 조립체(26)를 포함하는 동시 구동 장치이며,

긴 구동 구조부는 제1 로터 및 제2 로터의 둘레에 맞물리며, 제1 로터(11)는 긴 구동 구조부(10)를 구동시키도록 배열되고 제2 로터(12)는 긴 구동 구조부(10)에 의해 구동되도록 배열되며, 로터들 중 하나는 후퇴부(24, 25)와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부(22, 23)를 구비한 비원형 형상부(19)를 갖고, 회전식 부하 조립체(26)는 회전 구동시에 부하 토오크의 주기적인 파동을 발생시키고,

제2 로터(12)의 각위치에 대한 비원형 형상부(19)의 돌출부 및 후퇴부의 각위치 및 비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는, 비원형 형상부가 반대의 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터에 인가하여 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)을 감소시키거나 실질적으로 제거하도록 하는 각위치 및 크기인 것을 특징으로 하는 동시 구동 장치.
제1항에 있어서, 비원형 형상부(19)는 비원형 형상부(19)가 형성된 로터와인접하는 긴 구동 구조부(10)의 스팬부의 주기적인 신장과 수축에 의한 상기 반대의 보정 토오크 파동을 발생시키도록 하며, 비원형 형상부(19)는 비원형 형상부(19)가 형성된 로터의 인장측에 구동 스팬부(10A, 10B)를 구비하고,

비원형 형상부(19)의 각위치는, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대로 되기 위한 각위치에 대해 +/- 15° 내에 있는 동시 구동 장치.
제2항에 있어서, 비원형 형상부(19)의 각위치는, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 상기 구동 스팬부(10A,10B)의 신장이 최대로 되기 위한 각위치에 대해 +/- 5° 내에 있는 동시 구동 장치.
제2항에 있어서, 비원형 형상부(19)의 각위치는, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 실질적으로 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대로 되기 위한 각위치인 동시 구동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비원형 형상부의 이심률의 크기는, 보정 토오크 파동(104)의 진폭이 동시 구동 장치의 미리 선택된 작동 설정 조건에서의 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 70% 내지 110% 의 범위에 있도록 하는 크기인 동시 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 범위는 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 90% 내지 100% 인 동시 구동 장치.
제5항에 있어서, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 동시 구동 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 실질적으로 일정하며,

비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는, 보정 토오크 파동(104)의 진폭이 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 70% 내지 110% 의 범위에 있도록 하는 크기인 동시 구동 조립체.
제8항에 있어서, 상기 범위는 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 90% 내지 100% 인 동시 구동 장치.
제8항에 있어서, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 동시 구동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 변화하고,

비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는, 보정 토오크 파동(104)의 진폭이 부하 토오크 파동의 최대인 때와 같은 조건에서 결정된 진폭의 70% 내지 110% 범위에 있도록 하는 크기인 동시 구동 조립체.
제11항에 있어서, 상기 범위는 부하 토오크 파동(103)의 최대인 때와 같은 조건에서 결정된 진폭의 90% 내지 100% 인 동시 구동 장치.
제11항에 있어서, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 부하 토오크 파동(103)이 최대인 때와 같은 조건에서 결정된 진폭과 실질적으로 동일한 동시 구동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 변화하고,

비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 장치의 고유 공진 주파수에서 결정된 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 70% 내지 110% 의 범위이도록 하는 크기인 동시 구동 조립체.
제14항에 있어서, 상기 범위는 장치의 고유 주파수에서 결정된 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 90% 내지 100% 인 동시 구동 장치.
제14항에 있어서, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 장치의 고유 주파수에서결정된 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 동시 구동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는, 다음의 식에 의하여 구해지는 상기 구동 스팬부의 주기적인 신장과 수축을 발생시키는 동시 구동 장치.

= 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 주기적인 신장과 수축의 진폭,

= 동시 구동 장치의 미리 선택된 작동 조건에서의 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동(103)의 진폭,

= 제2 로터의 반경,

= 긴 구동 구조부(10)의 강성 계수로 k= dF/dL 로 정의되며, dF는 구조부의 길이의 증가 dL을 발생시키는데 필요한 힘이다.
제17항에 있어서, 상기 작동 조건은 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭이 실질적으로 일정하도록 하는 동시 구동 장치.
제17항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 변화하며,

= 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동이 최대인 조건에서 결정된진폭인 동시 구동 장치.
제17항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동 진폭은 변화하며,

= 동시 구동 장치의 고유 공진 주파수에서 결정된 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동(103)의 진폭인 동시 구동 장치.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 형상부(19)는 제1 로터(11)에 구비되는 동시 구동 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 형상부(19)는 제2 로터(12)에 구비되는 동시 구동 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 비원형 형상부(19)는 제3 로터(13)에 구비되는 동시 구동 장치.
제23항에 있어서, 제3 로터(14)는 연속 루프식 긴 구동 구조부(10)와 접촉되도록 가압된 아이들러 로터를 포함하며, 제3 로터(10)는 긴 구동 구조부의 맞물림부(15)와 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비하는 동시 구동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관에 장착되는 경우 상기 제1 로터(11)는 크랭크 축 스프로킷을 포함하는 동시 구동 장치.
제25항에 있어서, 내연 기관은 디젤 엔진이며, 상기 회전식 부하 조립체(26)는 회전식 연료 펌프를 포함하는 동시 구동 장치.
제26항에 있어서, 비원형 형상부의 이심률의 크기는,

보정 토오크 파동(104)의 진폭이 연료 펌프의 최대 송출의 조건에서 결정된 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일하도록 하는 크기인 동시 구동 장치.
제25항에 있어서, 내연 기관은 석유 엔진이며, 회전식 부하 조립체(26)는 캠 축 조립체를 포함하는 동시 구동 장치.
제28항에 있어서, 캠 축 조립체의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 엔진의 회전 범위를 통하여 실질적으로 일정하며, 보정 토오크 파동(104)의 진폭은 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 동시 구동 장치.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 비원형 형상부는 적어도 두 개의 기준 반경(20A, 20B)을 가지며, 각각의 기준 반경은 비원형 형상부(19)가 형성된 로터의 중심으로부터 비원형 형상부(19)의 돌출부(22, 23)의 중심을 지나며,

비원형 형상부(19)의 각위치는 비원형 형상부(19)가 형성된 로터의 기준 방향(27)과 관계되고, 기준 방향은 비원형 형상부(19)를 구비한 로터의 둘레에 긴 구동 구조부(10)가 감기는 각도를 이등분하는 벡터(27)의 방향이고,

비원형 형상부(19)의 각위치는, 기준 반경(20A)의 각위치가 회전식 부하 조립체의 부하 토오크 파동이 최대인 때에 기준 방향(27)에 대해, 비원형 형상부(19)가 형성된 로터의 회전 방향으로 90° 내지 180° 범위 내에 있도록 하는 장치.
제30항에 있어서, 기준 반경(20A)의 각위치는 기준 방향(27)에 대해, 비원형 형상부가 형성된 로터의 회전 방향으로 130° 내지 140° 범위 내에 있는 장치.
제30항에 있어서, 기준 반경(20A)의 각위치는 기준 방향(27)에 대해, 비원형 형상부가 형성된 로터의 회전 방향으로 실질적으로 135°인 장치.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 형상부(19)는 대체로 타원형 형상부인 장치.
제1항 내지 32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 형상부(19)는 로터의 둘레에 규칙적으로 배열된 세 개의 돌출부를 구비하는 장치.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 형상부(19)는 로터의 둘레에 규칙적으로 배열된 네 개의 돌출부를 구비하는 장치.
제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출부는 주 돌출부(22, 23)를 포함하고, 상기 후퇴부는 주 후퇴부(24, 25)를 포함하며,

비원형 형상부(19)는, 제2 로터(12)에 인가되는 토오크에 부 보정 토오크 패턴 파동을 추가적으로 발생시키도록 된, 주 돌출부(22, 23)보다 작은 부 돌출부를 포함하는 장치.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 연속 루프식의 긴 구조부(10)는 치형 벨트인 장치.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 연속 루프식의 긴 구조부(10)는 구동 체인인 장치.
복수의 맞물림부(15)와, 적어도 제1 로터(11)와 제2 로터(12)를 포함하는 복수의 로터들과, 제2 로터에 결합된 회전식 부하 조립체(26)를 포함하며, 제1 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리는 복수의 치(16)를 구비하고, 제2 로터는 긴 구동 구조부의 맞물림부와 맞물리는 복수의 치(16)를 구비하며, 로터들 중 하나는 후퇴부(24, 25)와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부(22, 23)를 구비하는 비원형 형상부(19)를 갖고, 회전식 부하 조립체(26)는 회전 구동 시에 주기적인 부하 토오크 파동(103)을 발생시키는 연속 루프식 긴 구동 구조부(10)를 포함하는 동시 구동 장치를 작동하기 위한 방법에 있어서,

긴 구동 구조부를 제1 로터와 제2 로터의 주위로 맞물리게 하는 단계와,

긴 구동 구조부(10)를 제1 로터(11)에 의해 구동시키는 단계와,

제2 로터(12)를 긴 구동 구조부(10)에 의해 구동시키는 단계를 포함하며,

회전식 부하 조립체(26)에서의 부하 토오크 파동(103)을 감소시키거나 실질적으로 제거하는, 비원형 형상부(19)에 의한 반대의 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터(12)에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제39항에 있어서,

비원형 형상부(19)에 의한, 비원형 형상부(19)의 인장측에 있는 구동 스팬부(10A, 10B)를 포함하는 긴 구동 구조부의 스팬부의 주기적인 신장 및 수축에 의하여 반대의 보정 토오크 파동(104)을 발생시키는 단계와,

회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대로 되기 위한 각위치의 +/- 15° 내의 비원형 형상부(19)의 각위치에서, 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대이도록 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크값인 때에 실질적으로 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대이도록 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 부하 토오크 파동(103)의 감소 또는 실질적인 제거가 필요한 미리 선택된 조건에서, 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 70% 내지 110% 의 범위인 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터(12)에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제42항에 있어서, 부하 토오크 파동의 감소 또는 실질적인 제거가 필요한 미리 선택된 조건에서 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터(12)에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭이 실질적으로 일정하고,

부하 토오크 파동 진폭의 70% 내지 110% 범위의 진폭을 갖는 보정 토오크 파동을 제2 로터에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제44항에 있어서, 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 변화하고,

부하 토오크 파동(103)의, 최대인 때와 같은 조건에서 결정된 진폭의 70% 내지 110%의 범위의 진폭을 갖는 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제46항에 있어서, 부하 토오크 파동(103)의, 최대인 때와 같은 조건에서 결정된 진폭과 실질적으로 동일한 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 장치의 고유 공진 주파수에서 결정된 부하 토오크 파동(103)의 진폭의 70% 내지 110%의 범위의 진폭을 갖는 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제46항에 있어서, 장치의 고유 진동 주파수에서 결정된 부하 토오크 파동(103)의 진폭과 실질적으로 동일한 보정 토오크 파동(104)을 제2 로터에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
동시 구동 장치를 구성하기 위한 방법이며,

복수의 맞물림부(15)와, 적어도 제1 로터(11)와 제2 로터(12)를 포함하는 복수의 로터들과, 제2 로터(12)에 결합된 회전식 부하 조립체를 구비한 연속 루프식 긴 구동 구조부(10)를 포함하는 부품을 조립하는 단계와,

긴 구동 구조부(10)를 구동시키도록 배열된 제1 로터(11) 및 긴 구동 구조부(10)에 의해 구동되도록 배열된 제2 로터(12)의 둘레에 긴 구동 구조부를 맞물리게 하는 단계를 포함하며,

제1 로터(11)는 긴 구동 구조부(10)의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비하고, 제2 로터(12)는 긴 구동 구조부(10)의 맞물림부와 맞물리기 위한 복수의 치(16)를 구비하고,

로터 중 하나는 후퇴부(24, 25)와 번갈아 있는 적어도 두 개의 돌출부(22, 23)를 구비한 비원형 형상부(19)를 갖고, 회전식 부하 조립체(26)는 회전 구동시에 주기적인 부하 토오크 파동(103)을 발생시키도록 되며,

비원형 형상부(19)에 의해 제2 로터(12)에 반대의 보정 토오크 파동(104)이 인가되어 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 감소되거나 실질적으로 제거되는, 제2 로터(12)의 각위치에 대한 비원형 형상부(19)의 돌출부 및 후퇴부의 각위치와, 비원형 형상부(19)의 이심률의 크기를 결정하는 단계를 특징으로 하는 방법.
제50항에 있어서,

긴 구동 구조부(10)는 비원형 형상부가 형성된 로터와 제2 로터 사이에 구동 스팬(10A, 10B)을 구비하고, 구동 스팬은 비원형 형상부가 형성된 로터의 인장측에위치 설정되고,

긴 구동 구조부(10)의 스팬부의 주기적인 신장 및 수축에 의한 상기 반대의 보정 토오크 파동(104)을 발생시키도록 비원형 형상부(19)를 배열하는 단계와,

회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 신장이 최대로 되기 위한 각위치의 +/-15°내에 있도록 비원형 형상부의 각위치를 배열하여, 비원형 형상부(19)의 돌출부 및 후퇴부의 각위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제51항에 있어서,

회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 상기 구동 스팬부(10a, 10B)의 신장이 최대로 되기 위한 각위치의 +/-5°내에 있도록 비원형 형상부(19)의 각위치를 배열하는 단계를 포함하는 방법.
제52항에 있어서,

회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)이 피크 값일 때 실질적으로 상기 구동 스팬부(10a, 10B)의 신장이 최대로 되기 위해 비원형 형상부(19)의 각위치를 배열하는 단계를 포함하는 방법.
제50항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 비원형 형상부(19)의 이심률의 크기는 다음의 단계,

(ⅰ) 동시 구동 장치의 미리 선택된 설정 작동 조건에서 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(10)의 진폭을 측정하는 단계와,

(ⅱ) 다음의 공식에 의해 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 주기적인 신장과 수축의 필요한 진폭을 계산하는 단계와,

= 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 주기적인 신장과 수축의 진폭,

= 동시 구동 장치의 미리 선택된 설정 작동 조건에서의 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭,

= 제2 로터(12)의 반경,

= 긴 구동 구조부(10)의 강성 계수로 k=dF/dL로 정의되고, dF는 구조부의 길이부의 길이 증가 dL을 발생시키는데 필요한 힘

(ⅲ) 일련의 실험을 통해 얻은 값인, (a) 비원형 형상부(19)의 상기 돌출부와 후퇴부의 원형 이탈값과, (b) 상기 구동 스팬부(10A, 10B)의 주기적인 신장과 수축의 산출된 진폭값을 관련짓기 위해 데이터를 생성하고 기록하는 단계와,

(ⅳ) 구동 스팬부(10A, 10B)의 주기적인 신장과 수축의 필요한 진폭을 발생시키는, 대응하는 이심률을 데이터로부터 선택하는 단계에 의해 결정되는 방법.
제54항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 실질적으로 일정한 방법.
제54항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 변화하며, 최대인 때와 같은 조건에서 결정되는 방법.
제54항에 있어서, 회전식 부하 조립체(26)의 부하 토오크 파동(103)의 진폭은 변화하고, 장치의 고유 공진 주파수에서 결정되는 방법.