KR20060087567A - 비원형 회전 구성요소 - Google Patents

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Abstract

비원형 스프로켓 구성요소는 복수의 치(16)가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터(11)를 포함하며, 각각의 치가 크라운(9)을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골(8)을 갖는다. 치의 크라운은 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓인다. 주연부는 후퇴 부분(24, 25)과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분(22, 23)을 갖는 비원형 프로파일을 갖는다. 인접한 치들의 각각의 쌍의 크라운(9)의 중간점(V)들 사이의 거리는 사실상 동일하다. 각각의 크라운(9)의 중간점(V)과 로터의 축(A) 사이의 거리는 상기 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화한다.
비원형 프로파일, 회전 구성요소, 스프로켓, 로터, 타이밍 벨트, 내연 기관

Description

비원형 회전 구성요소{Non-Circular Rotary Component}
본 발명은 특히, 하지만 비제한적으로 동기 구동 장치(synchronous drive apparatus)용 비원형 회전 구성요소(non-circular rotary component)와, 이러한 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 구성요소는 특히, 하지만 비제한적으로 내연 기관(internal combustion engine)에서 기계적 진동을 제거 또는 감소시키기 위하여 사용될 수 있는 비원형 스프로켓(sprocket)을 포함할 수 있다.
타이밍 벨트(timing belt) 기반 시스템과 같은 동기 구동 시스템은 자동차 및 산업적인 용도로 널리 사용된다. 예를 들어, 자동차에서, 타이밍 벨트 또는 체인은 엔진의 흡기 및 배기 밸브를 개폐하는 캠샤프트를 구동시키는 데에 사용된다. 또한, 워터 펌프, 연료 펌프 등과 같은 다른 장치가 동일한 벨트 또는 체인에 의해 구동될 수 있다.
내연 기관은 그 작동 중에 많은 유형의 기계적 진동을 발생시키고, 이러한 진동은 동기 구동 시스템의 타이밍 벨트 또는 체인을 통해 통상 전달된다. 특히 강한 기계적 진동원은 흡기 및 배기 밸브와 이러한 흡기 및 배기 밸브를 개폐하는 캠샤프트에 의해 주어진다. 흡기 및 배기 밸브의 개폐는 비틀림 진동으로 공지된 유형의 진동을 초래한다. 이러한 진동의 진동수가 구동 고유 진동수(natural frequency)에 가까워진 때, 시스템 공진(system resonance)이 발생한다. 공진시 비틀림 진동 및 스팬 장력 변동(span tension fluctuation)이 최대가 된다.
비틀림 진동에 의해 벨트 또는 체인 장력의 변동이 발생되고, 이는 마모의 증가와 벨트 또는 체인 수명의 감소를 초래한다. 비틀림 진동에 의해 타이밍 오차가 또한 발생될 수 있어, 바람직하지 못한 크기의 소음을 초래하게 된다.
진동을 감소 또는 제거시키기 위한 시도로서, 이러한 구동 시스템에 비원형 스프로켓 구성요소를 제공하는 것이 공지되어 있다. 독일 특허 제A-195 20 508(아우디 악티엔게젤샤프트(Audi AG))에는, 타이밍 벨트가 엔진의 캠샤프트에 결합된 2개의 종동 풀리(driven pulley) 및 엔진의 크랭크샤프트에 결합된 하나의 구동 풀리(drive pulley) 둘레로 감겨 있는, 내연 기관용 랩트 벨트 구동(wrapped belt drive)이 개시되어 있다. 상기 인용된 특허에서, 캠샤프트 풀리 중 하나의 풀리로 구성된 것으로 도시되어 있는 "탈원형"(out of round) 풀리에 의해 비틀림 진동을 감소시키는 것이 제안되어 있다. 도시된 탈원형 풀리는 풀리 둘레로 규칙적으로 배열되어 있는 4개의 돌출(protruding) 부분 및 4개의 후퇴(receding) 부분을 갖는다.
1987년 일본 실용신안 제62-192077호(실용신안 공개 (평)1-95538호)(하타노(Hatano) 등/미쯔비시)에는, 구동 풀리의 회전을 내연 기관의 타이밍 벨트와 같은 벨트 구동에 의해 종동 풀리로 전달하는 인장 등화(tension equalising) 구동 장치가 개시되어 있다. 캠샤프트의 구동 샤프트의 치형 풀리가 내연 기관의 구동 샤프트에 연결된 타원형 타이밍 벨트 구동 스프로켓에 의해 구동되는 타이밍 벨트 장치 가 도시되어 있다. 1997년 일본 출원 (평)9-73581호(특허 공개 (평)10-266868)(하타노 등/미쯔비시)에는 또한 크랭크 스프로켓으로서 타원형 스프로켓의 사용에 대하여 언급되어 있다.
본 발명에 따르면, 제1 태양에서, 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선(curved envelope) 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소가 제공되며, 인접한 치들의 각각의 쌍의 중간점들 사이의 거리는 사실상 동일하며, 인접한 치들의 각각의 쌍 사이의 골의 프로파일은 사실상 동일하고, 각각의 크라운의 중간점과 로터의 축 사이의 거리는 상기 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화한다.
본 발명에 따르면, 제2 태양에서, 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소가 제공되며, 각각의 치에 대하여, 치의 크라운의 중간점에 대해 취한 치의 다른 측면 상의 골에 대한 치의 한 측면 상의 골의 배향은 상기 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화한다.
본 발명에 따르면, 제3 태양에서, 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소가 제공되며, 치의 크라운의 중간점은 비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 인접한 변들의 교점에 각각 위치되며, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 하기 식에 의해 주어진다:
Figure 112006018652237-PCT00001
여기서,
Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
B = Rn의 최대값 또는 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되는 요구되는 탈원형 인자(out-of-round factor),
N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
M = 로터 프로파일의 돌출 부분의 수.
비록, 모든 태양에서, 본 발명은 비원형 회전 구성요소가 요구되는 다수의 형태의 장치에 적용되지만, 본 발명은 특히 복수의 결합 부분을 갖는 연속 루프형 장형 구동 구조물(continuous-loop elongate drive structure); 적어도, 장형 구동 구조물의 결합 부분과 결합하는 복수의 치를 갖는 제1 로터 및 장형 구동 구조물의 결합 부분과 결합하는 복수의 치를 갖는 제2 로터를 포함하는 복수의 로터; 제2 로터에 연결된 회전식 부하 조립체(rotary load assembly)를 포함하는 동기 구동 장치에 적용되며; 장형 구동 구조물은 제1 및 제2 로터 둘레에 결합되고, 제1 로터는 장형 구동 구조물에 의해 구동되도록 배열되며 제2 로터는 장형 구동 구조물에 의해 구동되도록 배열되고, 회전식 부하 조립체는 회전 구동될 때 주기적으로 변동하는 부하 토오크(load torque)를 제공하도록 되어 있다. 이러한 장치에서, 상기 제1 및 제2 로터 중 하나의 로터는 회전식 부하 조립체의 변동하는 부하 토오크로부터 발생하는 진동을 감소 또는 사실상 제거하도록 배열된, 앞서 기술한 바와 같은 본 발명에 따른 비원형 회전 구성요소이다.
본 발명은 내연 기관 외의 다수의 형태의 동기 구동 장치와, 동기 구동 장치 외의 장치에도 적용된다는 것을 인식하여야 한다. 또한, 비원형 프로파일은 구동 장치 내의 다수의 상이한 위치에 제공될 수도 있다. 예를 들면, 비원형 프로파일은 (장형 구동 구조물을 구동시키는) 제1 로터 상에, 및/또는 (장형 구동 구조물에 의해 구동되는) 제2 로터 상에 제공될 수도 있으며, 및/또는 예컨대 연속 루프형 장형 구동 구조물과 접촉 상태로 가압되는 아이들러 로터인 제3 로터 상에 제공될 수도 있다.
그러나, 본 발명의 실시예는 내연 기관 내에 설치된 때 및 제1 로터가 크랭크샤프트 스프로켓을 포함한 때에 특히 유용하다. 일부 장치에서, 내연 기관은 디젤 엔진이며, 회전식 부하 조립체는 회전식 연료 펌프를 포함한다. 다른 장치에서, 내연 기관은 휘발유 또는 가솔린 엔진일 수 있으며, 회전식 부하 조립체는 캠샤프트 조립체일 수도 있다.
다수의 상이한 형태의 비원형 프로파일, 예컨대 대체로 타원형인 프로파일 또는 로터 둘레에 규칙적으로 배열된 3개 또는 4개의 돌출 부분을 갖는 프로파일이 제공될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 프로파일의 선택은 동기 구동 장치의 다른 구성요소에 따라 달라질 것이다. 제공될 수 있는 예는 하기의 경우, 즉 내연 기관이 4기통 직렬 연소 기관이고 크랭크샤프트 스프로켓이 타원형 외형 프로파일을 갖는 경우; 내연 기관이 4기통 직렬 연소 기관이고 캠샤프트 스프로켓이 대체로 직사각형 외형 프로파일을 갖는 경우; 내연 기관이 4기통 직렬 연소 기관이고 캠샤프트 스프로켓이 대체로 직사각형 외형 프로파일을 가지며 크랭크샤프트 스프로켓이 타원형 외형 프로파일을 갖는 경우; 내연 기관이 3기통 직렬 연소 기관이고 캠샤프트 스프로켓이 대체로 삼각형 외형 프로파일을 갖는 경우; 내연 기관이 6기통 직렬 연소 기관이고 크랭크샤프트 스프로켓이 대체로 삼각형 외형 프로파일을 갖는 경우; 내연 기관이 6기통 V6 연소 기관이고 캠샤프트 스프로켓이 대체로 삼각형 외형 프로파일을 갖는 경우; 내연 기관이 8기통 V8 연소 기관이고 캠샤프트 스프로켓이 대체로 직사각형 외형 프로파일을 갖는 경우; 또는 내연 기관이 2기통 연소 기관이고 캠샤프트 스프로켓이 타원형 외형 프로파일을 갖는 경우를 포함한다.
앞서 기술된 본 발명의 대부분의 실시예에서, 돌출 부분과 후퇴 부분은 대체로 동일한 크기를 가지므로, 규칙적인 비원형 프로파일을 제공할 것이다. 그러나, 환경에 따라, 불규칙한 프로파일이 제공될 수도 있다. 또한, 앞서 언급된 돌출 부분은 주 돌출 부분을 구성할 수도 있으며 후퇴 부분은 주 후퇴 부분을 구성하고, 비원형 프로파일은 주 돌출 부분보다 작은 크기의 추가적인 부 돌출 부분을 포함할 수도 있다. 이들 부 돌출 부분은 회전식 부하 조립체에 의해 제공되는 부차적인 차수(subsidiary order)의 변동하는 부하 토오크, 특히 예컨대 회전식 부하 조립체에 의해 제공되는 4차의 변동하는 부하 토오크로부터의 진동을 감소 또는 사실상 제거시킬 목적으로 채용될 수도 있다.
본 발명의 특히 유용한 일 형태에서, 앞서 기술한 바와 같은, 그리고 하기의 특징들, 즉 상기 돌출 부분이 주 돌출 부분을 구성하고 상기 후퇴 부분이 주 후퇴 부분을 구성하며, 비원형 프로파일이 주 돌출 부분보다 작은 크기의 추가적인 부 돌출 부분을 포함하며, 상기 비원형 회전 구성요소가 비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 인접한 변들의 교점에 각각 위치된 치의 크라운의 중간점을 가지며, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치가 하기 식에 의해 주어지는 특징들을 갖는 동기 구동 장치가 제공된다.
Figure 112006018652237-PCT00002
여기서,
Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
B2 = 주 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 주 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 2차 고조파(2nd order harmonics)로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제1 탈원형 인자,
B4 = 부 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 부 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 4차 고조파(4th order harmonics)로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제2 탈원형 인자,
N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
φ = 2차 및 4차 진동 사이의 요구되는 위상 이동을 나타내는 각도.
본 발명의 특징이 본 발명에 따른 장치와 관련하여 본 명세서에 기술되었지만, 이러한 특징은 또한 비원형 회전 구성요소를 제조하는 본 발명에 따른 방법과 관련하여 제공될 수도 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다는 것을 인식하여야 한다.
특히, 본 발명의 다른 태양에 따라, 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소를 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 템플릿을 형성하는 단계로서, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치가 앞서 기술된 첫번째 식에 의해 주어지는 단계;
치의 크라운의 중심점을 불규칙한 다각형의 변들의 교점에 위치시킴으로써 로터의 주연부 둘레에 위치되는 치의 윤곽을 형성하는 단계; 및
불규칙한 다각형을 기준으로 형성된 치의 윤곽에 대응하는 외주연부를 갖도록 회전 구성요소를 제조하는 단계.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 주 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 주 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 가지며, 비원형 프로파일이 주 돌출 부분과 주 후퇴 부분보다 작은 크기의 추가적인 부 돌출 부분과 부 후퇴 부분을 포함하는 회전 구성요소를 제조하는 방법이 제공될 수 있으며, 이 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 템플릿을 형성하는 단계로서, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 앞서 기술된 두번째 식에 의해 주어지는 단계;
치의 크라운의 중심점을 불규칙한 다각형의 변들의 교점에 위치시킴으로써 로터의 주연부 둘레에 위치되는 치의 윤곽을 형성하는 단계; 및
불규칙한 다각형을 기준으로 형성된 치의 윤곽에 대응하는 외주연부를 갖도록 회전 구성요소를 제조하는 단계.
다수의 장점이 본 발명을 적어도 본 발명의 양호한 실시예로 적용함으로써 발생한다. 골 형상을 회전 구성요소 상에서 일정하게 유지하는 것은 이럼으로써 구동 벨트의 치와의 더욱 양호한 정합을 할 수 있게 된다는 점에서 중요하다. 벨트 및 스프로켓은 성능 및 내구성을 위하여 가능한 한 서로 완벽하게 정합되어야 한다. 벨트 제조자는 벨트 치 프로파일 및 정합하는 스프로켓 치 프로파일을 위한 정확한 형상을 설계하기 위하여 수년 간 노력하여 왔다. 비원형 스프로켓에 대하여 동등한 조건을 생성하는 것은 일종의 도전이 된다. 스프로켓 치를 제조, 배치 및 배향하는 방법의 기하학적인 지침을 제공하는 설계 해법을 제공하기 위하여 특정한 식이 제공된다. 양호한 실시예의 주요 특징은 치 폭이 변화하는 상태에서 골 폭을 사실상 일정하게 유지하는 것이다. 그러나, 추가적인 양호한 특징들이 존재한다. 특정 차수의 전동을 효율적으로 제거하기 위한 비원형 스프로켓의 경우, 스프로켓 중심으로부터의 치의 거리 및 치 배향이 중요한 역할을 수행한다.
이제, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명하기로 한다.
도1은 예컨대 자동차 내연 기관에 사용될 수 있는, 본 발명을 실시하는 비원형 스프로켓 구성요소를 도시하는 개략도이다.
도2는 비원형 스프로켓 구성요소를 제조하기 위한 본 발명을 실시하는 방법에 사용되는 비원형 다각형 템플릿을 도시하는 개략도이다.
도3은 스프로켓 구성요소의 다양한 부분의 치수 범위를 도시하는, 도1의 비원형 스프로켓 구성요소를 도시하는 다른 개략도이다.
도4는 대체로 타원형의 프로파일을 갖지만 대체로 직사각형 형상을 제공하기 위하여 부가적인 부 돌출 부분을 포함하도록 수정된 스프로켓 구성요소의 다양한 부분의 치수를 또한 도시하는, 본 발명을 실시하는 다른 비원형 스프로켓 구성요소를 도시하는 다른 개략도이다.
도5는 도3에 도시된 스프로켓 구성요소의 주연부의 일부분의 확대도이다.
도5a 및 도5b는 도5에 도시된 스프로켓 구성요소를 예시적인 형태로 크게 확대한 개략도를 도시하며, 도5c 및 도5d는 대응하는 치를 다른 대안적인 형태로 유사하게 확대한 개략도를 도시하는 도면이다.
도6은 비교 목적으로 주어지는 공지된 원형 스프로켓 구성요소의 주연부의 일부분의 도5와 유사한 도면이다.
도7은 본 발명을 실시하는 비원형 스프로켓 구성요소를 합체한, 자동차 내연 기관용 동기 구동 장치의 개략도이다.
도8a 내지 도8d는 4기통 및 3기통 엔진에서 본 발명을 실시하는 크랭크샤프 트 및 캠샤프트 스프로켓의 상이한 구성을 도시하는 도면이다.
도9a 내지 도9d는 6기통, 8기통 및 2기통 엔진에서 본 발명을 실시하는 크랭크샤프트 및 캠샤프트 스프로켓의 상이한 조합을 도시하는 도면이다.
도1은, 예컨대 자동차 내연 기관에 사용될 수 있는, 본 발명을 실시하는 비원형 스프로켓 구성요소의 개략도이다. 비원형 스프로켓 구성요소(10)는 그의 주연부 둘레로 배열된 복수의 치(16)를 갖는 로터(rotor; 11)를 포함하며, 각각의 치는 크라운(crown; 9)을 가지며 인접한 치들의 각각의 쌍은 그들 사이에 골(valley; 8)을 갖는다. 치의 크라운은 로터의 주연부를 형성하는 포락선(curved envelope; 7) 상에 놓이며, 로터의 주연부는 2개의 돌출 부분(22, 23)과 2개의 후퇴 부분(24, 25)을 갖는 비원형 프로파일을 갖는다. 로터(11)는 로터가 작동시 그를 중심으로 회전하는 축(A)을 갖는다. 각각의 치(16)의 각각의 크라운(9)의 중간점은 참조 문자(V)로 나타내며, 각각의 중간점은 V1, V2, V3 등에서 V20까지로 개별적으로 표시된다.
비원형 프로파일을 갖는 스프로켓 구성요소를 구성하는 것은 공지되어 있다. 본 발명은 주연부 둘레의 치의 배열 방식, 및 특히 유리한 방식으로 요구되는 비원형 프로파일을 달성하기 위한 치의 형상에 관한 것이다. 바람직한 다수의 특징을 결합하는 도1에 도시된 예시적인 실시예에서, 인접한 치들의 각각의 쌍의 크라운(9)의 중간점(V) 사이의 거리는 사실상 동일하게 배열된다. 인접한 치들의 각각의 쌍 사이의 골(8)의 프로파일 역시 사실상 동일하다. 각각의 치(9)의 중간점(V)과 로터(11)의 축(A) 사이의 거리는 요구되는 비원형 프로파일을 생성하도록 로터의 주연부 둘레에서 변화한다. 도1에서 조합된 양호한 특징에 따라, 각각의 치(16)에 대하여, 치의 크라운의 중간점(V)에 대하여 취한 치의 다른 한 측면 상의 골(8)에 대한 치의 한 측면 상의 골(8)의 배향은 전술한 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화한다. 이는 이하에서 설명될 도5a 내지 도5d에서 보다 상세하게 설명된다.
또한, 도1에서 실시되는 양호한 특징과 관련하여, 치의 크라운(9)의 중간점(V)은, 본 경우에서는 대체로 타원형 형상인 비원형 형상으로 배열된 동일한 변들(28)을 갖는, 도2에 도시된 불규칙한 다각형(27)의 인접한 변들의 교점에 각각 위치된다. 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(V1 또는 V2 또는 V3)(일반적으로는 교점(Vn)으로 지칭됨)의 위치는 하기의 식으로 주어진다:
Figure 112006018652237-PCT00003
여기서,
Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
B = Rn의 최대값 또는 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되는 요구되는 탈원형 인자(out-of-round factor),
N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
M = 폴(pole), 즉 로터 프로파일의 돌출 부분의 수(예컨대, 타원형의 경우 2개, 삼각형의 경우 3개, 사각형의 경우 4개, 등).
따라서, 도2에서, 정점(V1 내지 V20)은 도1에 도시된 치(16)의 중간점(V1 내지 V20)의 위치를 나타낸다. 점들(V1 내지 V20) 사이의 거리는 모두 동일(또는 사실상 동일)하지만, 이들 지점으로부터 다각형의 중심(A)까지의 거리는 변화한다. 따라서, 점들(V1 내지 V20)은 모든 변들이 동일한 불규칙한 다각형을 형성하지만, 원에 대해 내접하지는 않는다.
전형적인 비원형 스프로켓에 대한 계산의 예는 하기와 같을 수 있다. 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리에 대한 식은 하기와 같이 제시된다:
Figure 112006018652237-PCT00004
일 예로서, 하기의 값이 추정될 수 있다:
L = 30.32 mm(교점(Vn)으로부터 중심(A)까지의 평균 거리)
B = 1.2 mm(요구되는 탈원형 인자)
N = 20(로터 상에 요구되는 치의 수)
M = 2(돌출 부분의 수)
이러한 값들을 사용하여 다음의 결과가 산출된다:
R1 31.52
R2 31.29
R3 30.69
R4 29.95
R5 29.35
R6 29.12
R7 29.35
R8 29.95
R9 30.69
R10 31.29
R11 31.52
R12 31.29
R13 30.69
R14 29.95
R15 29.35
R16 29.12
R17 29.35
R18 29.95
R19 30.69
R20 31.29
상기 표에서,
R1과 R11은 L보다 1.2 mm 크며, 이는 도1의 스프로켓의 장축을 나타내고,
R6과 R16은 L보다 1.2 mm 작으며, 이는 도1의 스프로켓의 단축을 나타냄에 유의한다.
도1에 도시된 스프로켓 구성요소의 구성 방법이 또한 본 발명을 실시한다. 이러한 방법은 먼저 앞서 주어진 식을 사용하여 도2에 도시된 바와 같은 불규칙한 다각형 형태의 템플릿(template)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 다각형의 모든 정점이 계산되면, 치와 골의 요구되는 프로파일이 점들(V1과 V2, V2와 V3 등) 사이에 배치된다. 다음으로, 인접 치들의 측면을 갖는 골의 윤곽이 형성된다. 그 후, 골은 크라운 치 크라운의 중심점을 불규칙한 다각형의 변들의 교점의 지점에 위치시킴으로써 로터의 주연부 둘레로 위치된다. 각각의 치와 골의 윤곽은 인접한 치들의 각각의 쌍 사이의 골의 프로파일이 사실상 동일하도록 제공된다. 주연부의 요구되는 비원형 프로파일은 치의 다른 측면 상의 골에 대한 치의 한 측면 상의 골의 배향을 변화시킴으로써 얻어진다. 그 후, 스프로켓 구성요소는 불규칙한 다각형을 기준으로 형성된 치의 윤곽을 기준으로 구성된다.
이 방법은 모든 골이 (소정의 특정하게 주어진 깊이에서 측정되는) 동일한 폭을 갖지만 치가 다양한 폭을 갖는 스프로켓을 구성할 수 있게 한다. 이러한 배열이 도3에 도시되어 있으며, 여기서 소정의 임의로 선택된 깊이에서의 각각의 골의 폭은 4.06 mm로 일정한 반면, 동일한 깊이에서 선택된 각각의 치의 폭은 V1에서의 4.35 mm 내지 V6에서의 4.55 mm로 변화한다.
이러한 방법을 사용하기 위한 특정한 실제 배열에서, 방정식의 인자는 하기의 방식으로 도출된다. 스프로켓 구성요소에 대하여 주어진 요구 조건을 위하여, 치의 수(N), 및 축(A)으로부터 치 크라운까지의 평균 거리(L)는 스프로켓용으로 고려되는 용도에 의해 정의될 것이다. 요구되는 탈원형 인자(B)는 또한 스프로켓용으로 고려되는 용도, 예컨대 사용시 감소되어야 하는 진동의 형태에 의해 결정될 것이다.
돌출 부분 또는 폴의 수(M)는 또한 스프로켓이 배치되는 용도에 의해 결정될 것인데, 예컨대 타원형 프로파일의 경우 2개, 삼각형 프로파일의 경우 3개, 등이다. 예를 들어, 스프로켓 구성요소가 자동차 엔진에 사용되는 경우, 폴의 수는 엔진 형상과 일치하여야 한다. 예를 들면, 4기통 직렬 엔진의 캠샤프트 스프로켓의 경우에 2개의 폴(타원형)이 적합하며, 3기통 직렬 엔진의 크랭크샤프트 스프로켓 또는 6기통 V6 엔진의 캠샤프트 스프로켓의 경우 3개의 폴(삼각형)이 적합한다.
이제, 일정한 골 프로파일이 다양한 치 폭을 달성하도록 정점(V1 내지 V20)에 대하여 위치되는 방법을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도5는 도3에 도시된 스프로켓 구성요소의 주연부의 일부의 확대도이다. 도6은 비교 목적으로 주어진 공지된 원형 스프로켓의 주연부의 일부의 유사한 도면을 도시한다. 도5a 및 도5b는 도5에 도시된 스프로켓 구성요소의 치를 하나의 예시적인 형태로 크게 확대한 개략도를 도시하며, 도5c 및 도5d는 동일한 치를 다른 대안적인 형태로 유사하게 확대한 개략도를 도시한다. 도5에서, 주어진 깊이에서의 각각의 치의 폭은 4.35 mm 내지 4.55 mm로 변화하지만, 이 깊이에서의 각각의 골의 폭은 4.06 mm로 유지된다. 도6에서는, 치 폭이 4.45 mm로 일정하게 유지되고 골 폭이 4.05 mm로 일정하게 유지되는 원형 스프로켓 구성요소가 도시되어 있다.
최종 치 형상의 특정한 일 예가 도5a 및 도5b에 주어진다. 도5b에서, 중간점(V1)을 갖는 크라운(9)이, 단지 예로서 로터의 직경(20)에 수직한 직선으로서 도시된 사실상 편평한 크라운을 갖는 것으로 도시되어 있다. 도5a에는, 일정한 골 형상의 위치설정에 의해 중간점(V6)에서 크라운 내의 만입부를 생성하는 방법이 매우 과장된 형태로 도시되어 있다. 중간점(V6)의 어느 한 측면 상에서, 편평한 크라운 부분(9)은 직경(21)에 대해 약간 경사져 있으며, 그 결과 치 폭은 도5b의 4.35 mm의 치 폭에 비해 4.55 mm로 약간 증가된다.
일정한 골 프로파일의 위치설정의 대안적인 형태가 도5c 및 도5d에 도시되어 있다. 예로서, 중간점(V6)에서의 크라운은 직경(21)에 대하여 사실상 수직하게, 도5c의 윤곽에서 직선으로 도시된 편평한 표면을 갖는 것으로 도시되어 있다. 로터의 구성이 치를 점(V6)에서의 그의 중간점을 도2의 다각형 상에 배열함으로써 시작되고 동일한 일정한 골 형상이 V6 내지 V1에서 프로파일 둘레로 배열되는 경우, 중간점(V1)에서의 결과가 도5d에 도시되어 있다. 여기서, 중간점(V1)의 양 측면 상의 크라운(9)의 각각의 전반 부분은 90°보다 약간 작은 각도에서 직경(20)에 대해 경사져서, 중간점(V1)에서 작은 첨단 또는 정점이 나타나는 것을 알 수 있다.
그러므로, 도5a, 도5b, 도5c 및 도5d에 도시된 2개의 예 각각에서, 요구되는 비원형 프로파일은 치의 한 측면 상의 골의 배향을 치의 크라운의 중간점을 중심으로 한 변화에 의해 치의 다른 측면 상의 골에 대하여 변화시킴으로써 얻어진다. 특히, 도5a 내지 도5d를 참조하여 설명된 예는 단지 제공될 수 있는 치 크라운 형상의 하나의 예라는 것을 알아야 한다. 실제 예에서, 크라운의 표면은 비원형 프로파일을 달성하도록 치의 어느 한 측면 상에서 골의 변화하는 배향을 유지하면서 둥글거나 편평할 수도 있다.
이제, 도7 내지 도9d를 참조하여 본 발명을 실시하는 비원형 스프로켓 구성요소을 통합할 수 있는 동기 구동 장치의 다양한 예를 설명하기로 한다.
도7은 본 발명을 실시하는 자동차 내연 기관용 동기 구동 장치의 개략도이다. 장치는 연속 루프형 장형 구동 구조물(10), 제1 및 제2 로터(11, 12), 및 추가의 로터(13, 14, 17)를 포함한다. 연속 루프형 장형 구동 구조물(10)은 연속 루프형 장형 구동 구조물의 복수의 결합 부분을 구성하는 개재하는 골과 함께 치(15)를 갖는 종래의 타이밍 벨트에 의해 제공된다. 각각의 로터(11, 12)는 타이밍 벨트(10)의 치들(15) 사이에서 골과 결합하는 복수의 치(16)를 갖는 스프로켓에 의해 제공된다. 스프로켓(11)은 내연 기관의 (도시 안된) 크랭크샤프트에 결합되고, 스프로켓(12)은 내연 기관의 캠샤프트(26)에 의해 구성되는 (도시 안된) 회전식 부하 조립체에 결합된다. 타이밍 벨트(10)는 제1 및 제2 로터(11, 12) 둘레에 결합되어, 제1 로터는 벨트(10)에 의해 구동되도록 배열되는 벨트(10)와 제2 로터(12)를 구동시키도록 배열된다. 로터(14)는 또한 치(16)를 가지며, 워터 펌프와 같은 내연 기관의 다른 요소를 구동시키기 위한 스프로켓을 구성하고, 로터(13)는 바람직하게는 공지된 방식으로 벨트에 장력을 제공하도록 타이밍 벨트(10)의 치가 없는 면 상에서의 벨트 텐셔너 베어링(belt tensioner bearing)용이다. 로터(17)는 바람직하게는 타이밍 벨트(10)의 치가 없는 면 상에서의 고정 아이들러 풀리 베어링(fixed idler pulley bearing)용이다.
공지된 형태의 동기 구동 장치에서, 크랭크샤프트 스프로켓은 원형 프로파일을 갖는다. 이러한 경우, 동기 구동 장치는 오버헤드 캠샤프트(overhead camshaft)에 의한 내연 기관의 흡기 및 배기 밸브의 개폐로부터 발생하는 비틀림 진동으로서 알려진 진동을 받기 쉽다.
SOHC 엔진용으로 도7에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 크랭크샤프트 스프로켓(11)은 일반적으로 도면 부호(19)로 나타낸 비원형 프로파일(앞서 기술됨)을 갖는다. 비원형 프로파일(19)은 설명된 특정 실시예에서 도1에 도시된 바와 같은 장축(20)과 단축(21)을 갖는 타원형이다. 프로파일(19)은 2개의 돌출 부분(22, 23)과 2개의 후퇴 부분(24, 25)을 갖는다.
도8a 내지 도8d는 4기통 및 3기통 엔진용 크랭크샤프트 및 캠샤프트 스프로켓의 다양한 조합을 도시한다. 도9a 내지 도9d는 6기통, 8기통 및 2기통 엔진용 크랭크샤프트 및 캠샤프트 스프로켓의 다양한 조합을 도시한다. 각각의 경우에서, 하나 이상의 스프로켓 구성요소가 일반적으로 앞서 설명한 바와 같은 본 발명을 실시하는 형태가 될 수 있다.
이제, 도4를 참조하여, 스프로켓 구성요소의 비원형 프로파일이 대체로 타원형이지만 또한 로터 둘레로 위치된 보다 작은 돌출 부분을 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예를 설명하기로 한다. 도4에서, 각각의 골의 폭은 4.07 mm의 일정한 폭으로 나타내어진다. 각각의 치의 폭은 중간점(V1)에서 최대 4.18 mm 내지 V6에서 4.42 mm의 보다 작은 크기로 변화하는 것으로 도시되어 있다. 유사한 패턴이 로터의 나머지 3/4 부분을 통해 반복된다.
도4에 도시된 비원형 프로파일은 도7에 도시된 것과 같은 내연 기관용 동기 구동 장치에 사용될 때 특히 유용하다. 2개의 주 돌출 부분(22, 23) 외에, 중간점(V6, V16)의 영역 내에 추가적인 2개의 부 돌출 부분(31, 32)이 제공된다. 이를 달성하기 위하여, 치의 중간점(V1 내지 V20)은 도2에 도시된 다각형과 다르며 도2를 위한 식으로부터 수정된 수정식에 의해 제공되는 비원형 다각형 상에 위치된다. 정점(V1 내지 V20)은 하기의 식에 의해 주어진 비원형 다각형 상에 제공된다:
Figure 112006018652237-PCT00005
여기서,
Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
B2 = 주 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 주 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 2차 고조파(2nd order harmonics)로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제1 탈원형 인자(out-of-round factor),
B4 = 부 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 부 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 4차 고조파(4th order harmonics)로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 제2 탈원형 인자(out-of-round factor),
N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
φ = 2차 및 4차 진동(2nd and 4th order vibration) 사이의 요구되는 위상 이동을 나타내는 각도.
도1, 도2 및 도3과 관련하여 앞서 주어진 첫번째 식은 주요 차수(main order)의 비틀림 진동을 감소시킬 수 있는 비원형 스프로켓을 구성할 수 있게 한다. 많은 엔진(예컨대, 디젤 엔진)은 더 높은 차수(고조파)에도 직면하게 된다. 본 발명의 수정된 실시예는 다중 차수의 비틀림 진동을 동시에 제거 또는 감소시킬 수 있게 한다. 앞서 주어진 첫번째 식의 경우, 도4와 관련하여 주어진 두번째 식에서 도시된 형태와 다소 상이하다. 예를 들어, 4기통 직렬 엔진에서 2차 및 3차 진동을 동시에 억제하기 위하여, 2개의 탈원형 인자(B1, B2)를 도입할 필요가 있다. B2는 2차 진동을 위해 요구되는 탈원형 인자이며, B4는 4차 진동을 위해 요구되는 탈원형 인자이다. 각도(φ)는 2차와 4차 사이의 요구되는 위상 이동이다.
각도(φ)는 푸리에(Fourier) 방정식에 의해 정의되는 바와 같은 고조파 차수들 사이의 위상 차이이다. 특히, 두번째 식에서, 이는 2차와 4차 사이의 위상 차이이다. 이러한 각도는 엔진 특성에 따라 변화한다. 예를 들어, 가솔린 엔진의 경우, 이는 디젤 엔진과 비교할 때 통상 작다.
두번째 식을 사용하여 생성된 비원형 스프로켓은 대부분 타원형이지만, 또한 도4에 도시된 바와 같이 다소 사각형이다. 다중 차수의 비틀림 진동을 동시에 제거 또는 감소시키는 것이 또한 동일하게 구동되는 하나 초과의 비원형 스프로켓을 사용함으로써 가능하다. 예를 들어, 캠샤프트 스프로켓이 사각형이고 크랭크샤프트 스프로켓 또한 사각형인 4기통 직렬 엔진의 경우, 2차 및 4차가 동시에 감소될 것이다.
내연 기관은 실린더 개수가 다양하고, 캠샤프트가 단일 또는 2중이며, 연료 펌프가 있거나 또는 없는 등의 매우 다양한 형상을 갖는다. 전술한 배열에 기초하여 주어진 형상에 대해 수정된 형상을 적용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 4기통 엔진은 2차 진동을 우세하게 발생시키는 것으로 널리 알려져 있다. 이는 M(로터 프로파일의 돌출 부분의 수)이 2의 값을 가지도록 선택할 수도 있음을 의미한다. 전형적이지 않은 형상의 경우에는, 엔진이 시험되어야 하며 적절한 식을 찾기 위하여 엔진 진동이 측정되어야 한다.
도5를 다시 참조하면, 탈원형 인자(B)의 의미가 설명된다. 점(V1)으로부터 스프로켓의 중심(점 A)까지의 거리는 하기와 같이 주어진다:
점(V6)로부터 스프로켓의 중심(점 A)까지의 거리는 하기와 같이 주어진다:
Figure 112006018652237-PCT00007
V1에서 치는 (주어진 깊이에서 측정된) 4.35 mm의 폭을 갖지만, V6에서 치는 4.5 mm의 폭을 갖는다.
도6은 규칙적인 원형 스프로켓을 도시한다. 이러한 스프로켓에서, 점(Vn)으로부터 스프로켓의 중심(점 A)까지의 모든 거리는 동일하여,
Figure 112006018652237-PCT00008
이 된다.
V1에서 치는 V6에서의 치와 동일한 4.45 mm의 폭을 갖는다.

Claims (22)

  1. 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소이며,
    인접한 치들의 각각의 쌍의 중간점들 사이의 거리는 사실상 동일하며, 인접한 치들의 각각의 쌍 사이의 골의 프로파일은 사실상 동일하고, 각각의 크라운의 중간점과 로터의 축 사이의 거리는 상기 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화하는 회전 구성요소.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 치에 대하여, 치의 크라운의 중간점에 대해 취한 치의 다른 측면 상의 골에 대한 치의 한 측면 상의 골의 배향은 상기 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화하는 회전 구성요소.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 치의 크라운의 중간점은 비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 인접한 변들의 교점에 각각 위치되며, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 하기 식에 의해 주어지는 회전 구성요소.
    Figure 112006018652237-PCT00009
    여기서,
    Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
    n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
    L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
    B = Rn의 최대값 또는 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되는 요구되는 탈원형 인자(out-of-round factor),
    N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
    M = 로터 프로파일의 돌출 부분의 수.
  4. 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소이며,
    각각의 치에 대하여, 치의 크라운의 중간점에 대해 취한 치의 다른 측면 상의 골에 대한 치의 한 측면 상의 골의 배향이 상기 비원형 프로파일을 생성하도록 주연부 둘레에서 변화하는 회전 구성요소.
  5. 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소이며,
    치의 크라운의 중간점은 비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 인접한 변들의 교점에 각각 위치되며, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 하기 식에 의해 주어지는 회전 구성요소.
    Figure 112006018652237-PCT00010
    여기서,
    Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
    n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
    L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
    B = Rn의 최대값 또는 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되는 요구되는 탈원형 인자,
    N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
    M = 로터 프로파일의 돌출 부분의 수.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 프로파일은 대체로 타원형 프로파일인 회전 구성요소.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 프로파일은 로터 둘레에 규칙적으로 배열된 3개의 돌출 부분을 갖는 회전 구성요소.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비원형 프로파일은 로터 둘레에 규칙적으로 배열된 4개의 돌출 부분을 갖는 회전 구성요소.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출 부분은 주 돌출 부분을 구성하며, 상기 후퇴 부분은 주 후퇴 부분을 구성하고, 비원형 프로파일은 주 돌출 부분보다 작은 크기의 추가적인 부 돌출 부분을 포함하는 회전 구성요소.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 회전 구성요소를 포함하는 동기 구동 장치이며,
    복수의 결합 부분을 갖는 연속 루프형 장형 구동 구조물과,
    적어도, 장형 구동 구조물의 결합 부분과 결합하는 복수의 치를 갖는 제1 로터 및 장형 구동 구조물의 결합 부분과 결합하는 복수의 치를 갖는 제2 로터를 포함하는 복수의 로터와,
    제2 로터에 연결된 회전식 부하 조립체를 포함하며,
    장형 구동 구조물은 제1 및 제2 로터 둘레에 결합되고, 제1 로터는 장형 구동 구조물에 의해 구동되도록 배열되며 제2 로터는 장형 구동 구조물에 의해 구동되도록 배열되고, 회전식 부하 조립체는 회전 구동될 때 주기적으로 변동하는 부하 토오크를 제공하도록 되어 있으며,
    상기 제1 및 제2 로터 중 하나의 로터는 회전식 부하 조립체의 변동하는 부하 토오크로부터 발생하는 진동을 감소 또는 사실상 제거하도록 배열된, 상기 청구항 중 어느 한 항에 따른 회전 구성요소인 동기 구동 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비원형 프로파일은 제1 로터 상에 제공되는 동기 구동 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 비원형 프로파일은 제2 로터 상에 제공되는 동기 구동 장치.
  13. 제10항에 있어서, 비원형 프로파일은 제3 로터 상에 제공되는 동기 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서, 제3 로터는 연속 루프형 장형 구동 구조물과의 접촉 상태로 가압되는 아이들러 로터를 포함하며, 제3 로터는 장형 구동 구조물의 결합 부분 과 결합하는 복수의 치를 갖는 동기 구동 장치.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관에 설치된 때, 상기 제1 로터는 크랭크샤프트 스프로켓을 포함하는 동기 구동 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 내연 기관은 디젤 엔진이며, 상기 회전식 부하 조립체는 회전식 연료 펌프를 포함하는 동기 구동 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 내연 기관은 가솔린 엔진이며, 상기 회전식 부하 조립체는 크랭크샤프트 조립체를 포함하는 동기 구동 장치.
  18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 연속 루프형 장형 구조물은 치 형성된 벨트인 동기 구동 장치.
  19. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 연속 루프형 장형 구조물은 구동 체인인 동기 구동 장치.
  20. 제3항 또는 제5항을 제외한, 제9항에 따른 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 구성요소는 비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 인접한 변들의 교점에 각각 위치된 차의 크라운의 중간점을 가지며, 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 하기 식에 의해 주어지는 동기 구동 장치.
    Figure 112006018652237-PCT00011
    여기서,
    Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
    n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
    L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
    B2 = 주 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 주 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 2차 고조파로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제1 탈원형 인자,
    B4 = 부 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 부 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 4차 고조파로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제2 탈원형 인자,
    N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
    φ = 2차 및 4차 진동 사이의 요구되는 위상 이동을 나타내는 각도.
  21. 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 갖는 회전 구성요소를 제조하는 방법이며,
    비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 템플릿을 형성하는 단계와,
    치의 크라운의 중심점을 불규칙한 다각형의 변들의 교점에 위치시킴으로써 로터의 주연부 둘레에 위치되는 치의 윤곽을 형성하는 단계와,
    불규칙한 다각형을 기준으로 형성된 치의 윤곽에 대응하는 외주연부를 갖도록 회전 구성요소를 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 하기 식에 의해 주어지는 방법.
    Figure 112006018652237-PCT00012
    여기서,
    Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
    n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
    L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
    B = Rn의 최대값 또는 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되는 요구되는 탈원형 인자,
    N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
    M = 로터 프로파일의 돌출 부분의 수.
  22. 복수의 치가 그의 주연부 둘레에 배열된 로터를 포함하며, 각각의 치가 크라운을 갖고, 인접한 치들의 각각의 쌍이 그들 사이의 골을 가지며, 치의 크라운이 로터의 주연부를 형성하는 포락선 상에 놓이고, 로터의 주연부가 주 후퇴 부분과 교번하는 적어도 2개의 주 돌출 부분을 갖는 비원형 프로파일을 가지며, 비원형 프로파일이 주 돌출 부분과 주 후퇴 부분보다 작은 크기의 추가적인 부 돌출 부분과 부 후퇴 부분을 포함하는 회전 구성요소를 제조하는 방법이며,
    비원형 형상으로 배열된 동일한 변들을 갖는 불규칙한 다각형의 템플릿을 형성하는 단계와,
    치의 크라운의 중심점을 불규칙한 다각형의 변들의 교점에 위치시킴으로써 로터의 주연부 둘레에 위치되는 치의 윤곽을 형성하는 단계와,
    불규칙한 다각형을 기준으로 형성된 치의 윤곽에 대응하는 외주연부를 갖도록 회전 구성요소를 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 다각형의 2개의 인접한 변들의 교점(Vn)의 위치는 하기 식에 의해 주어지는 방법.
    Figure 112006018652237-PCT00013
    여기서,
    Rn = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 거리,
    n = n=1에서의 기준 교점으로부터 번호를 매긴 교점(Vn)의 수,
    L = 교점(Vn)으로부터 로터의 중심(A)까지의 평균 거리,
    B2 = 주 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 주 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 2차 고조파로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제1 탈원형 인자,
    B4 = 부 돌출 부분에서의 Rn의 최대값 또는 부 후퇴 부분에서의 Rn의 최소값 중 어느 하나의 값으로 취한 때의 실제 거리 Rn과 평균 거리 L 사이의 차이로서 정의되며, 회전식 부하 조립체의 4차 고조파로부터 발생하는 진동을 감소 또는 제거하는, 요구되는 제2 탈원형 인자,
    N = 로터 상의 요구되는 치의 수, 및
    φ = 2차 및 4차 진동 사이의 요구되는 위상 이동을 나타내는 각도.
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