JPS61118511A - 駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分骨 本発明・工、可変の弁タイミングに関する。

従来の技術 内燃機関では、所与のニンジン速度で得られる最高性能
は、吸気弁および排気弁が開閉する角度に依存する。こ
れ等の角度は、速度の関数として変化し、エンジンを設
計するとき、性能ないし効率が１つのエンジン速度にお
いてのみ最高になる妥協に到達することは、通常のこと
である。

この問題を克服するためになされたー提案は、関連する
弁の開放時間と、任意の所与のエンジン速度において弁
が開閉する速度との両者を効果的に変更する様に各サイ
クル内のカムの回転を進めた後に遅らせる如くカム軸の
角度回転に振動運動を重ねることによって弁タイミング
を変更することである。

シリンダの６対の弁を個々に制御することは、可能では
あるが、営利的に実施可能ではなく、シかしながら、エ
ンジンの総てのシリンダの弁タイミングを変更する様に
単一のカム軸で操作することは、明らかに一層経済的で
ある。しかしながら、これは、振動履波数がカム軸の速
度の倍数でなければならないことを指令し、該要素は、
１つのブロックのシリンダの数に依存する。カム軸の慣
性質量と、個々の弁のばね力との両者を顧慮してカム軸
にこの様な急速の振動を重ねることは、信頼性のある態
様で応力に耐え得る好適な駆動機構を設計する際に過去
において遭遇した非常に甚しい負荷と、苛酷な問題とを
生じる。

特許第２０９６６９５号、第２）３３４６５号の両者は
、入力軸および出力軸が夫々のクランクに結合され、２
つの該クランクが円板のスロットに係合し、該円板が入
力軸および出力軸に平行な軸線のまわりに回転する様に
ヨークによって強制されるがこれ等の軸の回転の中心か
ら偏位可能である機構を記載する。円板が偏位される際
、振動は、出力軸の回転に重ねられる。

上述の２つの特許の第２のものは、エンジン速度の上昇
の際、またはヨークの位置を制御する液圧装置の故障の
際、スロット付き円板が軸線位置におい℃フェイルセー
フを選ぶのを保証する様に該円板の運動を導く方法に関
する。

前述の負荷は、振動を生じる機構によって耐えられるが
、該機構の入力に結合される通常ベルト駆動装置の形態
の動力列は、これ等の力に耐え得ない。その上、この様
な歯付きベルト駆動装置を歯車装置によって置換えるこ
とは、経済的ではないＯ この負荷の低減に鑑み、伝動装置に課される負荷がばね
によって生じるもののみである様に、機構と同時に回転
されるがカム軸の反作用トルクに反対の位相の反作用ト
ルクを形成する平衡重錘を有することによって慣性力を
低減することは、望ましい。しかしながら、上述の特許
（記載される機構では、トルク対クランキング角度のグ
ラフは、対称的でなく、従って、反作用トルクは、反対
の位相で回転する慣性質量に頼ることによって容易には
平衡不能である。

発明の要約 本発明は、入力軸を出力軸に結合して反作用部材の位置
によって定められる可変振動運動を出力軸に重ねる駆動
機構を提供することを意図し、該機構では、反作用トル
ク対クランキング角度のグラフは、対称的である。

本発明によると、入力軸を出力軸に結合して反作用部材
の位置によって定められる可変振動運動を出力軸に重ね
る駆動機構が提供され、該駆動機構は、入力軸および出
力軸の内の１つの軸の軸線に対して横方向の摺動路を限
定し該１つの軸に共に回転する様に結合される装置と、
該摺動路に沿つて摺動可能な摺動部材と、入力軸の回転
に同期して該摺動路に沿って該摺動部材を摺動する装置
とｔ−備え、該摺動運動の振巾が、前記反作用部材の位
置に依存し、該摺動部材の振動が中心位置のまわりに対
称的であり、更に、前記入力軸および出力軸の内の他の
軸に固定され該摺動部材に摺動可能に結合されるクラン
クピンを備え、これにより、該摺動部材が摺動路に沿っ
て摺動する際、該出力軸の位相が、該入力軸の位相に対
して変更される。

便利に、摺動路内で摺動部材を振動する装置は、第１摺
動路に対して横方向に摺動部材に形成される第２摺動路
を備え、反作用部材は、該第２摺動路に沿って摺動可能
である。

本発明の一実施禍では、反作用部材は、静止ヨーク内で
回転可能であって前記第２Ｎ動路内で摺動可能なブロッ
クに結合されるベアリングを備えてもよい。

他の実施例では、反作用部材は、回転不能なシリンダで
あり、該シリンダの面は、入力軸および出力軸の回転の
際、前記第２摺動路を限定する面に沿って転動する。

上述の機構では、駆動機構の対称性のため、入力軸を駆
動する伝動装置での反作用トルクは対称的であり、従っ
て、任意の慣性力は、平衡可能である。

本発明の好適実施例では、平衡重錘は組込まれて、カム
軸の反作用トルクを消去する様に出力軸に重ねられる振
動に反対の位相で駆動される。

平衡重錘は、２つの横方向摺動路を有し上述の第１摺動
部材に作用の類似する第２摺動部材によって駆動されて
もよいが、前記他の軸と同一の摺動部材に係合するが該
他の軸のクランクを収容するスロットに直径方向に反対
に配置されるスロットに結合されるクランクピンを備え
ることが好ましい。後者の配置は、平衡重錘が出力軸お
よび入力軸と反作用部材の同一の側に配置可能でありこ
れにより、駆動機構の一層コンパクトな実現が可能にな
る利点を有している。

本発明は添付図面を参照して例として下記（詳細に説明
される。

実施例 第１図では、駆動ビニオン（図示せず）に結合可能なラ
ンド１２を有する入力軸１０が示される。

入力軸１０′は、２組のスプライン１４．１６を形成さ
れる。入力円板１８は、入力軸１０に共に回転する様に
固定される如く第１組のスプライン１４に係合する内部
スプライン付きボス２０ｔ−有している。

入力円板１８は、横方向摺動部材２４を収容する摺動路
２２ｔ−ｆス２０の反対側に形成される。

摺動部材２４は、Ｔ形スロット２６を有し、スロット２
６の横のバーは、入力軸１０の直径よりも大きい巾を有
し、従って、摺動部材２４は、入力円板１８によって限
定される摺動路内を横から横へ移動可能である。出力ギ
ヤ３０は、入力軸１０のランド１２のまわりに自由に回
転可能に装着され、入力円板１８に形成される弧状スロ
ット３４を貫通してＴ形スロット２６の垂直部を半径方
向へ自由に摺動するブロック３６に収容されるクランク
ピン３２を有している。

スプライン１４．２０と、横方向摺動部材２４と入力円
板１８との間の結合と、スロット２６とクランクピン３
２との間の別の結合とは、入力軸によって出力軸を回転
させる伝ｉ装置列を形成することが認められる。更に１
，、刃軸１０が静止していれば、図で見て左右への横方
向摺動部材２４の摺動は、入力軸１０と出力ギヤ３０と
の間の位相関係ないし角度関係を変更する効果を有し、
従゛つて、摺動部材２４がその摺動路２２内で振動させ
られ−ば、出力イヤ３０は、振動を受ける様になる。出
力ギヤ３０に取付けられるクランクピン３２は、摺動部
材２４がその摺動°路２２内を移動する際に、クランク
レバーの長さが一定（維持されることを保証する。

出力イア３０が入力軸１０と同一の速匿で回転する際に
振動運動を重ねる機構を得るためには、入力軸１０の回
転の過程中に摺動部材２４を振動することが必要である
。これは、摺動部材２４が第１摺動路２２に対して直角
に延びブロック４２を収容する第２摺動路４０を備え、
ブロック４２が摺動路４０内を摺動可能なベアリング面
４４と、その下端の軸線のまわりに旋回する様に装着さ
れる分割ヨーク４Ｂに収容される円筒形ベアリング面４
６とを有し、ヨーク４８の上端が例えば液圧制御機構の
一部でもよい制御腕（図示せず）に結合されることで達
成される。

上述の実施例は、分割ヨーク４８を提案する力ζ代りに
、ヨークが１つ物で形成されて、ゾロツク４２が軸方向
面に沿って分割され、１つ物のヨークによって限定され
る円筒形面のまわりに支承されることも可能である。

この装置は、ヨークのまわりにほぼ対称的であり、反対
側には、第２人力円板１８′の摺動路内を摺動可能な第
２横方向摺動部材２４′を有するほぼ同様な装置がある
ことが第１図に認められ、第２摺動部材２４′は、クラ
ンクピン３２′によって平衡重錘５１を駆動する。機構
の第２部分を詳細に説明することは、その作用が前述の
部分の作用に類似するため、必要ではないと思われる。

しかしながら、第２摺動部材２４′のＴ形スロット２６
′が第１摺動部材２４のＴ形スロットに対して逆にされ
、従って、平衡重錘５，１オよび出力ギヤ３０が入力軸
１０と同一の速度で駆動されるが相互に反対の位相にあ
る振動を重ねられることを注目することは、重要である
。

図示の装置では、スプライン１６およびブロック４２の
両者を介する平衡重錘５１の駆動が存在する。これ等は
、両者が不可欠でｔＸｒｊ＜、これ等の２つの駆動装置
の１つまたは他のものを与えることのみが重要である。

従って、ブロック４２が入力軸１０と共に回転する様に
横方向摺動部材２４の摺動路４０に係合可能なベアリン
グ面４４を有するゾロツク４２の代りに、反作用面が摺
動路４０の側部で転動するシリンダであることが可能で
ある。この場合には、トルクは、ブロック４２によって
構成される反作用部材を介して伝達されず、入力軸１０
に第２スプライン１６を設けることは、肝要である。

第１図の実施例では、対称性は、構成要素の不必要な重
複を生じる。第２図の実施例では、平衡重錘は、出力ギ
ヤにおけると同一の摺動部材によって直接に駆動される
が、出力ギヤに結合されるクランクピンに直径方向に対
向して配置される個所によって駆動される。摺動部材は
、第１実施例のＴ形スロット２６の代りに十字形スロッ
トを有し、平衡重錘は、出力ギヤに結合されるクランク
ピンの挿通を許容するために付加的な弧状スロットを有
している。作用の原理は、その他の点では第１実施例と
同一である。

第２図では、人力軸１１０＋ｚ、人力円板１１８の内部
スプライン付きボス１２０に係合する単一スプライン１
１４を有している。横方向摺動部材１２４は、入力円板
１１８の摺動路を摺動可能であり、反作用部材１４２の
まわりを転勤する摺動路をそれ自体有している。反作用
部材１４２は、ヨーク１４８に装着されるシリンダであ
り、ヨーク１４８は、出力ヤヤ１３０が一定速度で回転
する軸線上の位置から振動が出力ギヤ１３０の回転に重
ねられる軸線外の位置へ反作用部材を移動する様に旋回
可能である。反作用部材１４２が軸線から履れる程度に
依存して、摺動部材１２４は、入力軸１１０が回転する
際、入力円板１１８に対し、て摺動する様に強制される
。摺動部材１２４の横方向運動は、第１摺動ブロツク１
３６およびクランクピン１３２を介して出力ギヤ１３０
へ伝達されると共に、第２摺動ブロツク１３６’Ｅよび
クランクピン１３２′を介して平衡重錘１５０へ伝達さ
れる。２本のクランクピンは、平衡重錘１５０の加速が
出力ギヤ１３０の減速の際に同時に生じる様に相互に対
向し、従って、摺動部材１２４の反作用トルクは、平衡
重錘１５０の慣性モーメントが出力ギヤ１３０によって
駆動されるカム軸の慣性モーメントに適合すれば、無視
可能である。

有効弁タイミングを変更する様に内燃機関に使用される
とき、カム輪郭は、カム軸の最大振動がアイドリング速
度においてエンジン速度の上昇の際に生じる如く設計さ
れ、反作用部材は、軸線上の位置に移動されることが期
待される。従って、高いエンシン速度では、反作用トル
クは無視可能である。

応力が取り消し得ない損傷を生じ得るため、反作用部材
が軸線から離れた位置にある際に、エンジン速度が上昇
するままにならないことを保証することは、重要である
。従って、便利に、反作用部材は、安全な位置へ強いば
ねによって付勢され、制御装置は、低いエンジン速度に
おいて軸線から離れた位置にヨークを変位する様に作用
する。この様にして、ヨークは、制御装置の故障の際に
安全な位置を自動的に取り、該制御装置を工、例えばマ
イクロコンピュータによって電子的に制御される液圧腕
でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の分解図、第２図は本発明
の好適な第２実施例の断面図を示す。 １０．１１０・・・入力軸、１°８・・・入力円板、２
２・・・第１摺動路、２４．１２４・・・摺動部材、２
６・・・Ｔ形スロッ）、３０．１３０・・・出力ギヤ、
３２．１３２．１３２’・−クランクピン、４０・・・
第２摺動路、４２・・・ブロック、４６・・・円筒形ベ
アリング面、４８・・・分割ヨーク、５１　、１５０　
・・・平衡重錘、 １４２・・・反作用部材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸を出力軸に結合して、反作用部材の位置に
   よつて定められる可変振動運動を該出力軸に重ねる駆動
   機構において、 前記入力軸および出力軸の内の１つの軸に共に回転する
   様に固定され、該１つの軸の軸線に対して横方向の摺動
   路を限定する装置と、該摺動路に沿つて摺動可能な摺動
   部材と、前記入力軸の回転に同期して該摺動路に沿つて
   該摺動部材を摺動する装置とを備え、該摺動運動の振巾
   が、前記反作用部材の位置に依存し、前記摺動部材の振
   動が、中心位置のまわりに対称的であり、更に、前記入
   力軸および出力軸の内の他の軸に固定され、該摺動部材
   に摺動可能に結合されるクランクピンを備え、これによ
   り、該摺動部材が前記摺動路に沿つて摺動する際、前記
   出力軸の位相が、前記入力軸の位相に対して変更される
   駆動機構。
2. （２）前記摺動部材を摺動路内で振動する前記装置が、
   前記第１摺動路に対して横方向に該摺動部材に形成され
   る第２摺動路を有し、前記反作用部材が、該第２摺動路
   に沿つて摺動可能である特許請求の範囲第１項に記載の
   駆動機構。
3. （３）前記反作用部材が、静止ヨーク内で回転可能で前
   記第２摺動路内で摺動可能なブロックに結合されるベア
   リングを有する特許請求の範囲第２項に記載の駆動機構
   。
4. （４）前記反作用部材が、回転不能なシリンダであり、
   該シリンダの表面が、前記入力軸および出力軸の回転の
   際に、前記第２摺動路を限定する面に沿つて転動する特
   許請求の範囲第２項に記載の駆動機構。
5. （５）平衡重錘が、組込まれて、カム軸の反作用トルク
   を消去する様に、前記出力軸に重ねられる振動に反対の
   位相で駆動される特許請求の範囲第１項から第４項のい
   ずれか１つの項に記載の駆動機構。
6. （６）前記平衡重錘が、前記他の軸と同一の摺動部材に
   係合するが該他の軸のクランクを収容する直径方向に反
   対に配置されるスロットに結合されるクランクピンを有
   する特許請求の範囲第５項に記載の駆動機構。
7. （７）前記駆動機構が、内燃機関の弁タイミングを変更
   する様に配置され、ばねが、前記入力軸に同心状の位置
   に前記反作用部材を移動する様に設けられる特許請求の
   範囲第１項から第６項のいずれか１つの項に記載の駆動
   機構。