KR20180002816A - 내연 기관의 가변 압축비 기구 - Google Patents

Abstract

가변 압축비 기구(5)의 제어축(10)은 파동 기어 감속기(22)를 거쳐서 전동 모터(21)에 의해 회전 구동된다. 파동 기어 감속기(22)는 제1 내부 기어 부재(31)와, 제1 내부 기어 부재(31)의 내측에 동심 형상으로 배치된 외부 기어 부재(32)와, 외부 기어 부재(32)의 내측에 배치된 파동 발생기(33)와, 제2 내부 기어 부재(34)를 갖고 있다. 그리고, 외부 기어 부재(32)의 제1 기어부(37)의 잇수에 대한 제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)의 잇수의 비가, 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)의 잇수에 대한 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 잇수의 비보다도 작아지도록 설정되고, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 이높이를 상대적으로 높게 하여 라체팅 토크를 증대시켜서, 라체팅을 억제한다.

Description

내연 기관의 가변 압축비 기구

본 발명은, 내연 기관의 가변 압축비 기구에 관한 것이다.

기어 감속기를 거쳐서 전달된 액추에이터의 회전 구동력에 의해 제어축의 회전 위치를 변경함으로써 내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 복링크식 피스톤 크랭크 기구를 사용한 내연 기관의 가변 압축비 기구가 종래부터 알려져 있다.

예를 들어, 특허문헌 1, 2에 있어서는, 차동 기어의 원리를 이용한 감속기를 사용함으로써 감속기에 사용하는 기어의 모듈을 크게 하면서 대감속비를 확보함으로써, 감속기에 사용하는 기어의 모듈이 작아져 기어의 강도 저하나 치면의 마모를 초래하지 않도록 하고 있다.

그러나, 이러한 가변 압축비 기구의 기어 감속기에는, 한정된 차량 탑재 스페이스 내에서 레이아웃을 성립시키면서, 경량화, 고내구화, 저음진화할 것이 요구되고 있고, 추가적인 개선이 요구되고 있다.

WO2014/109179호 공보 WO2014/27497호 공보

본 발명은 액추에이터의 회전을 감속하는 기어 감속기를 거쳐서 제어축에 구동 토크를 전달하고, 당해 제어축의 회전 위치를 변경함으로써 내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 내연 기관의 가변 압축비 기구에 있어서, 상기 기어 감속기는, 상기 액추에이터의 회전축에 연결된 입력측 부재와, 감속된 상기 액추에이터의 회전을 상기 제어축에 전달하는 출력측 부재와, 상기 액추에이터의 하우징에 고정된 고정 부재와, 상기 입력측 부재로부터의 토크를 상기 출력측 부재 및 상기 고정 부재에 전달하는 중간 부재를 갖고, 상기 중간 부재는, 상기 고정 부재에 형성된 고정 기어부와 맞물리는 제1 기어부와, 상기 출력측 부재에 형성된 출력측 기어부와 맞물리는 제2 기어부를 갖고, 상기 제1 기어부의 잇수에 대한 상기 고정 기어부의 잇수의 비가, 상기 제2 기어부의 잇수에 대한 상기 출력측 기어부의 잇수의 비보다도 작아지도록 설정된다.

본 발명에 따르면, 출력측 기어부의 잇수를 저감함으로써, 출력측 기어부의 이높이를 그만큼 높게 설정하여 라체팅 토크를 증대시키는 것이 가능하게 되고, 출력측 기어부와 제2 기어부의 맞물림 위치가 어긋나는 라체팅을 억제할 수 있다.

또한, 출력측 기어부의 이높이를 상대적으로 높게 설정함으로써, 출력측 기어부와 제2 기어부의 맞물림의 악화가 억제되어, 감속기를 대형화하여 기어의 모듈을 크게 하지 않고, 출력측 기어부의 톱니의 강도를 향상시키고, 또한 치면 마모를 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 내연 기관의 가변 압축비 기구의 개략 구성을 모식적으로 도시한 설명도.
도 2는, 제1 실시예에 있어서의 기어 감속기의 개략을 도시하는 단면도.
도 3은, 제1 실시예에 있어서의 기어 감속기의 분해 사시도.
도 4는, 제2 실시예에 있어서의 기어 감속기의 구조를 모식적으로 도시한 설명도.
도 5는, 제3 실시예에 있어서의 기어 감속기의 구조를 모식적으로 도시한 설명도.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 내연 기관(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시한 설명도이다.

내연 기관(1)은 실린더 블록(2)의 실린더(3) 내를 왕복 이동하는 피스톤(4)의 상사점 위치를 변경함으로써 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구(5)를 갖고 있다.

가변 압축비 기구(5)는, 피스톤(4)과 크랭크 샤프트(6)의 크랭크 핀(7)을 복수의 링크로 연계한 복링크식 피스톤-크랭크 기구를 이용한 것이며, 크랭크 핀(7)에 회전 가능하게 장착된 로워 링크(8)와, 이 로워 링크(8)와 피스톤(4)을 연결하는 어퍼 링크(9)와, 편심축부(11)가 설치된 제어축(10)과, 편심축부(11)와 로워 링크(8)를 연결하는 컨트롤 링크(12)를 갖고 있다.

크랭크 샤프트(6)는, 복수의 저널부(13) 및 크랭크 핀(7)을 구비하고 있다. 저널부(13)는 실린더 블록(2)과 크랭크 베어링 브래킷(14) 사이에 회전 가능하게 지지되어 있다.

어퍼 링크(9)는 일단부가 피스톤 핀(15)에 회전 가능하게 설치되고, 타단부가 제1 연결 핀(16)에 의해 로워 링크(8)와 회전 가능하게 연결되어 있다. 컨트롤 링크(12)는 일단부가 제2 연결 핀(17)에 의해 로워 링크(8)와 회전 가능하게 연결되어 있고, 타단부가 제어축(10)의 편심축부(11)에 회전 가능하게 설치되어 있다.

제어축(10)은 크랭크 샤프트(6)와 평행으로 배치되고, 또한 실린더 블록(2)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 상세하게 설명하면, 제어축(10)은 크랭크 베어링 브래킷(14)과 제어축 베어링 브래킷(18) 사이에 회전 가능하게 지지되어 있다.

그리고, 이 제어축(10)은, 후술하는 파동 기어 감속기(22)를 거쳐서 전달된 전동 모터(21)(도 2를 참조)에 의해 회전 구동되어, 그 회전 위치가 제어되고 있다. 전동 모터(21)는 액추에이터에 상당하는 것이며, 도시하지 않은 컨트롤 유닛으로부터의 지령에 기초하여 제어된다.

전동 모터(21)에 의해 제어축(10)의 회전 위치를 변경함으로써, 컨트롤 링크(12)의 요동 지지점이 되는 편심축부(11)의 위치가 변화한다. 이에 의해 로워 링크(8)의 자세가 변화하고, 피스톤(4)의 피스톤 모션(스트로크 특성), 즉 피스톤(4)의 상사점 위치 및 하사점 위치의 변화를 수반하여, 압축비가 연속적으로 변경된다.

전동 모터(21)의 회전은, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같은 기어 감속기로서의 파동 기어 감속기(22)를 거쳐서 철제의 출력축(23)에 전달되고 있다.

그리고, 출력축(23)에 고정되어, 출력축 반경 방향으로 신장하는 출력축측 아암(24)과, 제어축(10)에 고정되어, 제어축 반경 방향으로 신장하는 제어축측 아암(도시하지 않음)과, 일단부가 출력축측 아암(24)에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 제어축측 아암에 회전 가능하게 연결된 링크 부재(도시하지 않음)에 의해, 출력축(23)의 회전 운동이 상기 링크 부재의 병진 운동을 거쳐서 제어축(10)에 구동 토크(회전 구동 토크)로서 전달되고 있다.

전동 모터(21), 파동 기어 감속기(22) 및 출력축(23)은, 전동 모터(21)의 하우징이 되는 알루미늄 합금제의 모터 커버(25)와, 바닥이 있는 통 형상의 케이스 부재(26)에 의해 구획 형성되는 공간 내에 수용되어 있다. 또한, 도 2 중의 27은 출력축측 아암(24)이 관통하는 개구 창부다. 또한, 도 2 중의 28은 케이스 부재(26) 내에서 출력축(23)을 회전 가능하게 지지하는 출력축 지지 베어링이다.

여기서, 파동 기어 감속기(22)는, 철제의 고정 부재로서의 제1 내부 기어 부재(31)와, 제1 내부 기어 부재(31)의 내측에 동심 형상으로 배치된 철제의 중간 부재로서의 외부 기어 부재(32)와, 외부 기어 부재(32)의 내측에 배치된 외형이 타원형 윤곽의 입력측 부재로서의 철제의 파동 발생기(33)와, 원환형으로 철제의 출력측 부재로서의 제2 내부 기어 부재(34)로 대략 구성되어 있다. 제1 내부 기어 부재(31)와 제2 내부 기어 부재(34)는, 서로 대략 동일한 내외경이 되도록 형성되어 있다.

제1 내부 기어 부재(31)는 원환형을 나타내고, 내주측에, 고정 기어부(35)가 형성되어 있다. 이 제1 내부 기어 부재(31)는 복수의 제1 체결 볼트(36)에 의해, 모터 커버(25)에 고정되어 있다. 본 실시예에서는, 4개의 제1 체결 볼트(36)에 의해, 제1 내부 기어 부재(31)가 모터 커버(25)에 고정되어 있다.

외부 기어 부재(32)는 원통형을 나타내고, 외주측에, 제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)와 맞물리는 제1 기어부(37)와, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)(후술)와 맞물리는 제2 기어부(38)가 배열하여 형성되어 있다. 이 외부 기어 부재(32)는, 내측에 삽입된 파동 발생기(33)의 타원 형상에 따라서 반경 방향으로 탄성 변형하고, 이 타원 형상의 장축 방향 2군데에서, 제1 내부 기어 부재(31) 및 제2 내부 기어 부재(34)에 대하여 맞물려 있다.

파동 발생기(33)는 중심 부분이 전동 모터(21)의 회전축(39)에 고정되어 있다. 또한, 외부 기어 부재(32)와 파동 발생기(33) 사이에는, 볼 베어링(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 외부 기어 부재(32)는 파동 발생기(33)에 대하여 상대 회전 가능하게 되어 있다.

또한, 도 2 중의 40, 41은, 파동 발생기(33)로부터의 스러스트 하중 및 레이디얼 하중을 받는 볼 베어링이며, 예를 들어 한쪽이 레이디얼 베어링이고 다른 쪽이 스러스트 베어링이다.

제2 내부 기어 부재(34)는 원환형을 나타내고, 내주측에, 출력측 기어부(42)가 형성되어 있다. 이 제2 내부 기어 부재(34)는 복수의 제2 체결 볼트(43)에 의해, 출력축(23)의 단부에 형성된 철제의 플랜지부(23a)에 고정되어 있다. 여기서, 제2 체결 볼트(43)의 개수는, 제1 체결 볼트(36)의 개수보다도 많게 되어 있고, 본 실시예에서는 6개의 제2 체결 볼트(43)에 의해 제2 내부 기어 부재(34)가 출력축(23)의 플랜지부(23a)에 고정되어 있다. 또한, 출력축(23)의 플랜지부(23a)에 대한 제2 내부 기어 부재(34)의 체결 토크는, 모터 커버(25)에 대한 제2 내부 기어 부재(34)의 체결 토크보다도 커지도록 설정되어 있다.

또한, 제1 내부 기어 부재(31)가 고정된 위치에 있어서의 모터 커버(25)의 강성이, 제2 내부 기어 부재(34)가 고정된 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 강성보다도 낮아지도록 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 내부 기어 부재(31)가 고정된 위치에 있어서의 모터 커버(25)의 판 두께 T1이, 제2 내부 기어 부재(34)가 고정된 위치에 있어서의 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 판 두께 T2보다도 얇아지도록 설정되어 있다.

여기서, 외부 기어 부재(32)의 제1 기어부(37)의 잇수와 제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)의 잇수는, 2 톱니분의 잇수 차가 부여되어 있고, 파동 발생기(33)가 1 회전하면, 이 잇수 차의 분만큼 외부 기어 부재(32)와 제1 내부 기어 부재(31)가 상대 회전하게 된다. 또한, 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)의 잇수와 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 잇수는, 2 톱니분의 잇수 차가 부여되어 있고, 파동 발생기(33)가 1 회전하면, 이 잇수 차만큼 외부 기어 부재(32)와 제2 내부 기어 부재(34)가 상대 회전하게 된다.

그리고, 본 실시예의 파동 기어 감속기(22)에 있어서는, 제1 기어부(37)의 잇수에 대한 고정 기어부(35)의 잇수의 비가, 제2 기어부(38)의 잇수에 대한 출력측 기어부(42)의 잇수 비보다도 작아지도록 설정된다. 즉, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 잇수가 제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)의 잇수보다 적어지도록 설정된다.

그로 인해, 파동 기어 감속기(22)는 파동 발생기(33)의 회전에 수반하는 외부 기어 부재(32)의 회전과, 파동 발생기(33)의 회전에 수반하는 제2 내부 기어 부재(34)의 회전의 회전수 차를 출력축(23)에 대하여 출력하는 것이 가능하게 되고, 전동 모터(21)의 회전축(39)과 출력축(23) 사이에서 큰 감속비를 실현하는 것이 가능하게 되어 있다.

예를 들어, 제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)의 잇수를 302, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 잇수를 202로 설정하고, 외부 기어 부재(32)의 제1 기어부(37)의 잇수가 300, 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)의 잇수가 200이라고 설정하면, 파동 기어 감속기(22)의 감속비는 약 300이 된다.

또한, 파동 기어 감속기(22)는, 예를 들어 감속비가 200 내지 400 정도가 되도록 설정 가능하고, 제1 내부 기어 부재(31)의 잇수 및 제2 내부 기어 부재(34)의 잇수는 상술한 잇수에 한정되는 것은 아니다.

이러한 가변 압축비 기구(5)에 있어서, 출력축(23)은 내연 기관(1)으로부터의 토크가 작용하는 제어축(10)에 상기 링크 부재를 거쳐서 연결되어 있고, 제어축(10)의 진동 등의 영향을 받기 쉽다. 따라서, 이러한 출력축(23)의 플랜지부(23a)에 고정된 제2 내부 기어 부재(34)는 출력축(23)의 진동(출력축 지지 베어링(28) 내의 클리어런스 내에서의 출력축(23)의 진동)이나, 출력축(23)의 레이디얼 방향으로의 중심 어긋남, 출력축(23)의 탄성 변형 등의 영향, 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)과의 맞물림이 악화되기 쉽고, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)와 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)의 맞물림 위치가 어긋나는 라체팅이 발생하기 시작하는 라체팅 토크가 저하되기 쉽다.

또한, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)와 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)의 맞물림이 악화되면, 출력측 기어부(42)와 제2 기어부(38)가 맞물리는 부분에 있어서, 국소적인 치면 하중 증대에 의한 톱니의 파손이나 치면 마모가 발생하기 쉬워진다.

그래서, 본 실시예의 가변 압축비 기구(5)에 있어서는, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 잇수가 제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)의 잇수보다도 적어지도록 설정한다.

이에 의해, 출력측 기어부(42)는 잇수가 감소한 분만큼 이높이를 상대적으로 높게 설정하여 상기 라체팅 토크를 증대시키는 것이 가능하게 되고, 상기 라체팅을 억제할 수 있다.

또한, 출력측 기어부(42)의 이높이를 상대적으로 높게 설정함으로써, 출력측 기어부(42)와 제2 기어부(38)의 맞물림의 악화가 억제됨과 함께, 기어 감속기를 대형화하여 기어의 모듈을 크게 하지 않고, 출력측 기어부(42)의 톱니 강도를 향상시켜서 치면 마모를 억제할 수 있다.

제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)와 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)가 맞물리는 부분에서 상기 라체팅 토크를 증대시키기 위해서는, 제2 내부 기어 부재(34)의 중심에 대한 파동 발생기(33)의 중심 어긋남, 제2 내부 기어 부재(34)에 대한 파동 발생기(33)의 쓰러짐 등에 의한 치면의 맞물림 악화를 억제하면 된다.

이들의 중심 어긋남이나 쓰러짐을 방지하기 위해서는, 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 강성을 높게 함으로써, 제1 내부 기어 부재(31)의 제2 내부 기어 부재(34)의 위치 어긋남에 대한 추종성을 향상시키는 것이 효과적이다.

그래서, 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 강성을 모터 커버(25)의 강성보다도 높게 함으로써, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)와 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)가 맞물리는 부분에 있어서의 상기 라체팅 토크를 증대시킬 수 있음과 함께, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 변형이 억제되어, 출력측 기어부(42)에 국소적인 응력 집중이나 면압 증대가 발생하는 것을 회피할 수 있다.

기어의 잇수가 적을(기어의 모듈이 클)수록 상기 라체팅 토크를 증대시킬 수 있지만, 그 톱니에 작용하는 국소적인 응력이 증대한다. 또한, 강성이 높아질수록 상기 라체팅 토크를 증대할 수 있지만, 기어끼리가 맞물리는 부분이나 치저에서의 국소적인 응력이 증대할 우려가 있다. 그로 인해, 상기 라체팅 토크를 억제하면서, 톱니의 내구성을 향상(파손, 마모의 방지)시키기 위해서는, 잇수의 다소와, 강성의 고저의 상대적인 보간 관계가 중요하다.

또한, 제2 내부 기어 부재(34)가 제어축(10)의 단부에 직접 고정되는 경우, 즉 제어축(10)이 출력축(23)을 겸하는 구성에서는, 제2 내부 기어 부재(34)가 고정되는 플랜지부는 제어축(10)의 일단부에 형성되게 된다. 이 경우에는, 제어축(10)의 강성, 즉 제어축(10)의 일단부에 형성된 상기 플랜지부의 강성보다도, 모터 커버(25)의 강성이 낮아지도록 설정하면 된다.

외부 기어 부재(32)를 제1 내부 기어 부재(31) 또는 제2 내부 기어 부재(34)에 미리 조립하는 경우, 단품끼리라면 톱니의 맞물림 위치를 맞춰서 조립하기 쉽다. 그러나, 제1 내부 기어 부재(31) 또는 제2 내부 기어 부재(34)의 한쪽에 부착된 서브 어셈블리 상태의 외부 기어 부재(32)에, 제1 내부 기어 부재(31) 또는 제2 내부 기어 부재(34)의 다른 쪽을 조립하는 것은 용이하지 않다.

또한, 잇수가 많을수록 톱니의 맞물림 위치를 맞춰서 조립하는 것이 어려워지고, 외부 기어 부재(32), 제1 내부 기어 부재(31) 및 제2 내부 기어 부재(34)의 서로 조립 작업성이 악화되게 된다.

그래서, 제2 내부 기어 부재(34)의 잇수를 제1 내부 기어 부재(31)의 잇수보다도 저감시켰을 경우에는, 미리 모터 커버(25)에 고정된 제1 내부 기어 부재(31)에 부착된 외부 기어 부재(32)에, 제2 내부 기어 부재(34)를 조립하도록 하면, 서브 어셈블리 상태의 외부 기어 부재(32)의 조립 작업이 상대적으로 용이해진다.

모터 커버(25)는 실린더 블록(2)과 오일 팬(도시하지 않음)에 의해 구획 형성되는 크랭크 케이스의 외측에 위치하기 때문에, 상기 크랭크 케이스 내에 위치하는 제어축(10)에 비하여 방열성이 좋고, 제어축(10)보다도 온도가 낮아진다. 또한 모터 커버(25)는, 출력축(23)에 비하여 제어축으로부터 이격되어 있고, 출력축(23)보다도 제어축(10)로부터의 열이 전해지기 어렵고, 출력축(23)보다도 온도가 낮아진다.

예를 들어, 제어축(10)이 오일팬 내의 엔진 오일에 접하도록 배치되어 있는 경우나, 제어축(10) 내에 오일 통로가 형성되어 있는 경우에는, 엔진 오일이 고온이 되면, 제어축(10)은 유온과 동일 정도까지 온도가 상승하게 된다.

그래서, 제어축(10)측에 위치하여 상대적으로 제어축(10)으로부터의 열이 전해지기 쉽고 열팽창하기 쉬운 출력축(23)의 재질을 저열팽창률화 함으로써, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)와 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)가 맞물리는 부분에서의 변형을 억제하고, 상기 라체팅의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 고온 시에, 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 열팽창에 의해, 제2 내부 기어 부재(34)가 확장되어, 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)에 대한 출력측 기어부(42)의 맞물림 높이(깊이)가 감소하고, 상기 라체팅 토크가 저하되어버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 출력축(23)의 플랜지부(23a)를 저열팽창률의 철제로 함으로써, 출력축(23)의 플랜지부(23a)에 고정되는 제2 내부 기어 부재(34)의 열팽창에 의한 변형을 억제할 수 있다.

제1 내부 기어 부재(31)의 고정 기어부(35)와 외부 기어 부재(32)의 제1 기어부(37)가 맞물리는 부분은, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)과 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)가 맞물리는 부분에 비하여, 제어축(10)의 각종 영향을 받기 어렵고, 상대적으로 상기 라체팅이 발생하기 어렵다. 그로 인해, 제1 내부 기어 부재(31)가 고정되는 모터 커버(25)는 그 재질을 고열팽창률이기는 해도 경량의 알루미늄 합금제로 하면, 상기 라체팅 토크의 저하를 억제하면서, 경량화를 도모할 수 있다.

제2 내부 기어 부재(34)와 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 체결 토크가 모터 커버(25)와 제1 내부 기어 부재(31)의 체결 토크보다도 커지고, 상기 라체팅이 발생하기 쉬운 제2 내부 기어 부재측의 체결 토크가 상대적으로 크게 설정되어 있으므로, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 변형이 억제되어서 상기 라체팅 토크를 증가시킬 수 있다.

또한, 제2 내부 기어 부재(34)와 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 체결 토크가 상대적으로 크게 되어 있으므로, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)의 변형이 억제되고, 제2 내부 기어 부재(34)의 출력측 기어부(42)와 외부 기어 부재(32)의 제2 기어부(38)가 맞물리는 부분에서의 맞물림률의 악화에 의한 국소적인 응력 집중에 의한 파손이나 마모를 억제할 수 있다.

그리고, 모터 커버(25)에 제1 내부 기어 부재(31)를 고정하는 제1 체결 볼트(36)의 개수를 상대적으로 적게 함으로써 그만큼 전동 모터(21)의 내부에 당해 전동 모터(21)의 구성 부품 배치 스페이스를 확보하는 것이 가능하게 되고, 대체로 전동 모터를 소형화, 경량화하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제2 내부 기어 부재(34)와 출력축(23)의 플랜지부(23a)를 고정하는 제2 체결 볼트(43)의 개수를 많게 함으로써, 제2 내부 기어 부재(34)와 출력축(23)의 플랜지부(23a)의 체결 토크를 크게 하기 쉽게 되어 있다.

전동 모터(21)의 회전을 감속하는 기어 감속기로서는, 상술한 파동 기어 감속기(22) 이외의 것도 적용 가능하다. 예를 들어, 기어 감속기로서, 도 4에 도시한 바와 같은 차동 유성 기어 감속기(51)나, 도 5에 도시한 바와 같은 하이포사이클로이드 감속기(61)를 사용하는 것도 가능하다.

이하에, 기어 감속기로서 차동 유성 기어 감속기(51)를 사용한 제2 실시예와, 기어 감속기로서 하이포사이클로이드 감속기(61)를 사용한 제3 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 제2, 제3 실시예는, 상술한 제1 실시예와 기어 감속기 이외의 구성에 대해서는 동일하다.

제2 실시예에 있어서, 차동 유성 기어 감속기(51)는 모터 커버(25)에 고정된 철제의 고정 부재로서의 제1 내부 기어 부재(52)와, 철제의 중간 부재로서의 복수의 유성 기어 부재(53)와, 출력축(23)에 고정된 철제의 출력측 부재로서의 제2 내부 기어 부재(54)와, 전동 모터(21)의 회전축(39)에 고정된 철제의 입력측 부재로서의 태양 기어 부재(55)로 대략 구성되어 있다.

태양 기어 부재(55)는 그 외주에 잇수 Z1의 태양 기어부(56)가 형성되고, 제1 내부 기어 부재(52) 및 제2 내부 기어 부재(54)의 내측에 배치되어 있다. 제1 내부 기어 부재(52)는 그 내주측에 잇수 Z3의 고정 기어부(58)가 형성되어 있다. 제2 내부 기어 부재(54)는 그 내주측에 잇수 Z4의 출력측 기어부(59)가 형성되어 있다. 유성 기어 부재(53)는 그 외주에 잇수 Z2의 유성 기어부(57)가 형성되고, 제1 내부 기어 부재(52) 및 제2 내부 기어 부재(54)와 태양 기어 부재(55) 사이에 배치되어 있다.

유성 기어 부재(53)의 유성 기어부(57)는, 제1 내부 기어 부재(52)의 고정 기어부(58), 제2 내부 기어 부재(54)의 출력측 기어부(59) 및 태양 기어 부재(55)의 태양 기어부(56)에 맞물려 있다. 즉, 유성 기어부(57)는, 중간 부재에 있어서의 제1 기어부와 제2 기어부에 상당하는 것이다.

그리고, 이 차동 유성 기어 감속기(51)에서는, 유성 기어부(57)의 잇수에 대한 고정 기어부(58)의 잇수의 비가, 유성 기어부(57)의 잇수에 대한 출력측 기어부(59)의 잇수 비보다도 작아지도록 설정되어 있다. 즉, 제2 내부 기어 부재(54)의 출력측 기어부(59)의 잇수 Z4가 제1 내부 기어 부재(52)의 고정 기어부(58)의 잇수 Z3보다도 적어지도록 설정된다.

이러한 차동 유성 기어 감속기(51)를 사용해도, 상술한 제1 실시예와 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

제3 실시예에 있어서, 하이포사이클로이드 감속기(61)는 모터 커버(25)에 고정된 철제의 고정 부재로서의 제1 내부 기어 부재(62)와, 철제의 중간 부재로서의 외부 기어 부재(63)와, 출력축(23)에 고정된 철제의 출력측 부재로서의 제2 내부 기어 부재(64)와, 전동 모터(21)의 회전축(39)에 고정된 철제의 입력측 부재(65)로 대략 구성되어 있다.

외부 기어 부재(63)에는, 잇수가 Z1의 제1 기어부(67)와 잇수가 Z2의 제2 기어부(68)가 형성되어 있다. 외부 기어 부재(63)는 전동 모터(21)의 회전축(39)에 대하여 편심된 입력측 부재(65)의 편심축부(66)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 내부 기어 부재(62)는 그 내주측에 잇수 Z3의 고정 기어부(69)가 형성되어 있다. 제1 내부 기어 부재(62)는, 외부 기어 부재(63)의 제1 기어부(67)의 외측에 배치되어 있다. 제2 내부 기어 부재(64)는, 그 내주측에 잇수 Z4의 출력측 기어부(70)가 형성되어 있다. 제2 내부 기어 부재(64)는, 외부 기어 부재(63)의 제2 기어부(68)의 외측에 배치되어 있다.

외부 기어 부재(63)의 제1 기어부(67)는, 제1 내부 기어 부재(62)의 고정 기어부(69)와 맞물려 있다. 외부 기어 부재(63)의 제2 기어부(68)는 제2 내부 기어 부재(64)의 출력측 기어부(70)와 맞물려 있다.

또한, 외부 기어 부재(63)는, 전동 모터(21)의 회전축(39)에 대하여 편심되어 있으므로, 회전축(39)에 대하여 편심되어 있는 측(편심축부(66)가 있는 측)에 있어서, 제1 기어부(67)가 제1 내부 기어 부재(62)의 고정 기어부(69)와 맞물리는 동시에, 제2 기어부(68)가 제2 내부 기어 부재(64)의 출력측 기어부(70)와 맞물려 있다.

그리고, 이 하이포사이클로이드 감속기(61)에서는, 제1 기어부(67)의 잇수에 대한 고정 기어부(69)의 잇수의 비가, 제2 기어부(68)의 잇수에 대한 출력측 기어부(70)의 잇수의 비보다도 작아지도록 설정된다. 즉, 제1 내부 기어 부재(62)의 고정 기어부(69)의 잇수 Z3이 제2 내부 기어 부재(64)의 출력측 기어부(70)의 잇수 Z4보다도 많아지도록 설정되고, 외부 기어 부재(63)의 제1 기어부(67)의 잇수 Z1이 제2 기어부(68)의 잇수 Z2보다도 많아지도록 설정된다.

이러한 하이포사이클로이드 감속기(61)를 사용해도, 상술한 제1 실시예와 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 액추에이터의 회전을 감속하는 기어 감속기를 거쳐서 제어축에 구동 토크를 전달하고, 당해 제어축의 회전 위치를 변경함으로써 내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 내연 기관의 가변 압축비 기구에 있어서,
   상기 기어 감속기는, 상기 액추에이터의 회전축에 연결된 입력측 부재와, 감속된 상기 액추에이터의 회전을 상기 제어축에 전달하는 출력측 부재와, 상기 액추에이터의 하우징에 고정된 고정 부재와, 상기 입력측 부재로부터의 토크를 상기 출력측 부재 및 상기 고정 부재에 전달하는 중간 부재를 갖고,
   상기 중간 부재는, 상기 고정 부재에 형성된 고정 기어부와 맞물리는 제1 기어부와, 상기 출력측 부재에 형성된 출력측 기어부와 맞물리는 제2 기어부를 갖고,
   상기 제1 기어부의 잇수에 대한 상기 고정 기어부의 잇수의 비가, 상기 제2 기어부의 잇수에 대한 상기 출력측 기어부의 잇수의 비보다도 작아지도록 설정되는 내연 기관의 가변 압축비 기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기어부의 잇수와 상기 제2 기어부의 잇수를 상이하게 하는 내연 기관의 가변 압축비 기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력측 부재에 고정된 출력축을 거쳐서 상기 제어축으로 상기 액추에이터의 구동 토크가 전달되고,
   상기 출력측 부재가 고정된 출력축의 플랜지부의 강성이, 상기 고정 부재가 고정된 상기 하우징의 강성보다도 높아지도록 설정되어 있는 내연 기관의 가변 압축비 기구.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력측 부재에 고정된 출력축을 거쳐서 상기 제어축으로 상기 액추에이터의 구동 토크가 전달되고,
   상기 출력측 부재가 고정된 출력축의 열팽창률은, 상기 고정 부재가 고정된 상기 하우징의 열팽창률보다도 작은 내연 기관의 가변 압축비 기구.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력측 부재에 고정된 출력축을 거쳐서 상기 제어축으로 상기 액추에이터의 구동 토크가 전달되고,
   상기 출력측 부재와 상기 출력축의 체결 토크는, 상기 하우징과 상기 고정 부재의 체결 토크보다도 크게 설정되어 있는 내연 기관의 가변 압축비 기구.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력측 부재에 고정된 출력축을 거쳐서 상기 제어축으로 상기 액추에이터의 구동 토크가 전달되고,
   상기 출력측 부재를 상기 출력축에 고정하는 볼트의 개수는, 상기 고정 부재를 상기 하우징에 고정하는 볼트의 개수보다도 많은 내연 기관의 가변 압축비 기구.
   

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