(57)【要約】【課題】【解決手段】液圧ばね駆動装置は、多数のカムが固定された回転可能なカム軸と、多数のロッカアームであって、１つがカムの各々に従い、各々が一端にて圧力バーと回動可能に接続され、他端にて拡張可能、可圧縮性の接続手段と接続される一方、接続手段は、クランク軸のクランク部分と接続された上記の多数のロッカアームとを備えている。カム、クランク軸及び拡張可能な可圧縮性接続手段は、多数の接続手段が１つの接続手段の圧縮に対して拡張するように配置されている。圧力バーは、ロッカアームを接続手段の選んだ程度の圧縮となるようロッカアームを配置するよう可動である。【選択図】図１
2010518310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギ効率の良いモータシステムにおいて、
回転可能なカム軸と、
前記カム軸の長さに沿って軸方向に隔てられ且つ前記カム軸と共に回転するようにカム軸に固定された複数のカム部材とを備え、
前記カム部材の各々は、最大距離と最小距離との間にて前記カム部材の回転中心からの距離が変化する端縁を備え、
複数のロッカアームであって、１つが前記カムの各々に従い、第一の端部にて液圧エネルギ入力部に回動可能に装着され、第二の端部にて拡張可能、可圧縮性の動力ユニット組立体と接続された前記複数のロッカアームと、
前記動力ユニット組立体の各々と接続されるクランク部分を有するクランク軸であって、前記カム軸の回転及び前記動力ユニット組立体の往復運動により少なくとも１つのロッカアームの前記第一の端部に力を回転可能に且つ駆動可能に付与するようにした前記クランク軸とを備える、エネルギ効率の良いモータシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記カム部材の各々の端縁は、約９０°の回転にわたって前記カム軸から最大距離にあり、また、約１３５°の回転にわたって前記カム軸から最小距離にある、モータシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のモータシステムにおいて、
前記動力ユニット組立体の各々は、前記クランク軸のある回転角度にて前記クランク軸と接続される一方、クランク部分は、前記カム部材が前記カム軸から前記最大の距離にある間、回転して前記カム部材から離れるようにした、モータシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記ロッカアームの前記第一の端部の各々と作用可能に接続され且つ、前記動力ユニット組立体に付与される圧縮力を制御し得るよう前記カム部材に対して位置可変に配置可能である圧力バーを更に備える、モータシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のモータシステムにおいて、
前記液圧エネルギ入力部は、前記クランク軸と作用可能に接続された液圧ポンプを備え、液圧ポンプを作動させて液圧圧力を付与して前記圧力バーを配置する、モータシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のモータシステムにおいて、
前記圧力バーを位置可変に配置し得るよう液圧流体の流れを制御するスロットル手段を更に備える、モータシステム。
【請求項７】
請求項５に記載のモータシステムにおいて、
前記圧力バーを配置すべく液圧圧力を付与する電動ポンプを備える、モータシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記動力ユニット組立体は、前記カム軸と作用可能に接続されたばねカップピボットと、前記クランク軸と作用可能に接続された先端ピースと、該先端ピースと接続され且つ、前記ばねカップピボットにより摺動可能に受け入れることができる中心軸と、前記ばねカップピボット内にて支持され且つ、前記モータの作動中、前記先端ピース及び前記ばねカップピボットの分離を促進し得るようにされたばねとを備える、モータシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連する出願の相互参照】
【０００１】
［０００１］  本出願は、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、２００７年２月６日付けにて出願された、米国仮特許出願６０／８９９，９２４の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
［０００２］  本発明は、モータの分野、より具体的には、液圧駆動式のばね駆動モータの分野に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
［０００３］  本発明に従い、液圧式のばね駆動装置が提供され、この装置により、任意の所定の時点にて、より多くの接続手段が圧縮されるよりも拡張するように、回転させるための独立的なばね力が多数の拡張可能な可圧縮性の接続手段により連続的に供給される。
［０００４］  現在の好ましい装置にて具体化されるように、回転可能なカム軸は、その長さに沿って軸方向に隔てられた多数のカムを有しており、該多数のカムは、軸と共に回転するように軸に固定されている。カムの各々は、最大距離と最小距離との間にてカムの回転中心からの距離が変化する端縁を有している。１つがカムの各々に従動する多数のロッカアームは、所定の位置において、一端にて装置に回動可能に装着され、他端にて拡張可能な可縮性の接続手段を支持している。接続手段の各々と接続される偏心クランク部分を有するクランク軸は、カム軸の回転及び接続手段の往復運動により回転可能に駆動される。カムの各々は、その端縁における最大距離がその３６０°の回転の僅かな部分（約９０°）を通って伸び、また、最小距離が回転のより大きい部分（約１３５°）を通って伸び、カムの回転に伴い、最小距離から最大距離まで急激に上昇し、また、最大距離から最小距離まで徐々に降下するような形状とされている。カムの端縁におけるこの配置は、複数のその他の接続手段を拡張させる場合と異なり、１つの接続手段を圧縮することを可能にする。液圧ポンプは、カム軸と共に回転するようにカム軸と接続し、スロットルシステムの作用を助けることができる。スロットルシステムは、カムの各々に乗り上がるロッカアームと接続された圧力バーを変位させることによりロッカアームの休止位置を制御するため使用することができる。ロッカアームを調節することは、接続手段の各々が圧縮する程度及び拡張する程度を制御することになる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
［０００５］  
【図１】図１は、明確化のため、一部分を除去した、本発明の装置の側面断面図である。［０００６］
【図２】図２は、明確化のため、一部分を除去した、図１の装置の端面図である。［０００７］
【図３】図３は、図２に示した動力ユニット組立体の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
［０００８］  次に、図１及び図２を参照すると、本発明の装置は、クランク軸６と、カム軸８と、ロッカアーム組立体１０とを支持する矩形のハウジング４内に保持されている。液圧ポンプ１２及びスロットル組立体１４は、ハウジング上に取り付けられている。
【０００６】
［０００９］  クランク軸６は、前方軸受１６及び後方軸受１８を通してハウジング４の上方部分を通して軸方向に取り付けられ、また、カム及び接続手段の各々に対して軸方向に等間隔にて隔てられた偏心クランク部分２０を備えており、現在の好ましい実施の形態にて、カム及び接続手段は８つある。クランク部分２０の各々は、１対の軸方向に変位した部材と、クランク軸の回転軸線２４の回りにて所定の直径Ｄｃｒの円内を回転するクロスピース２２とを備えている。
【０００７】
［００１０］  カム軸８は、前方軸受２６及び後方軸受２８上に支持され且つ、１つカムがカム部分２０の各々に対向する状態にて、８つのカム３０をその長さに沿って軸方向に等間隔にて隔てた関係にて支持している。カム軸は前方にプーリーホイール３２にて終わり、また、後方にフライホイール３４にて終わる。カム軸は、複数のカムと共に回転するよう複数のカムと支持係合するように軸支することができる。
【０００８】
［００１１］  カム３０は、互いに周方向に変位した関係に取り付けられ、このため、後続のカムの各々は、３６０°をカムの数にて割った値、すなわち４５°だけその後方に隣接するカムから変位されている。同様に、クランク部分２０の各々は、その後方の隣接するクランク部分から４５°だけ変位されており、このため、図２に示したように、１８０で示したカムは、その１８０の部分がロッカアームに係合する状態にてクランク部分と対向した状態で接続されている。矢印３６の方向に向けて４５°進角したカムは、クランク部分２２５等に対向した状態で接続される。タイミング歯車３８は、クランク軸及びカム軸上の歯車４０、４２とそれぞれ係合し、カム及びクランク部分を上述した所定の関係に維持する。
【０００９】
［００１２］  カム３０の各々は、図２に示したように改変した端縁面４１を有する同一の改変したディスク形状のものである。カムの各々は、８つのセクター、０−３６０に分割することができる。角度１３５-２２５を有するセクターの端縁面は、カムの回転軸線４４から最小距離にある。セクター２７０、２２５は、９０°の角度を有し、また、カム３０の端縁４１は、僅かに外方に湾曲している。端縁は、２７０°からほぼＤｃｒの直径の円を描く線に沿って、軸線から最大距離にてセクター０まで続く。カムは、セクター０から、セクター９０の付近にて徐々に最小距離に戻る。
【００１０】
［００１３］  図２を参照すると、ロッカアーム組立体１０は、軸方向に隔てられ、上方に伸びる３つのロッド部分４８−５２（図２）を通して支持された軸方向に細長い圧力バー４６を備えている。ロッド部分４８、５０、５２は、ハウジング４内の管部分４９、５１、５３内にて摺動可能に嵌められる。８つのロッカアーム５４は、圧力バー４６と回動可能に接続され、全体として水平に横方向に伸び、矢印５６で示したように平行な回動可能な方向に向けて動くようにされている。ロッカアーム５４の各々は、カムと作用可能に係合したカム３０と協働して動き、また、動力ロッド組立体５８と接続されている。ロッカアーム５４の各々は、同一形状であり、また、カム３０に乗り上げ且つ上述した端縁の変化を通してカムに従動する湾曲した突起６０を有する下面を備えている。ロッカアームの外方部分６１は、僅かに下方に湾曲し、このため、動力ロッド組立体５８は、突起６０から下方に変位したその一部分にてロッカアームと接続する。キャビティ部分６２は、ロッカアーム５４の外方部分６１を貫通して伸びて動力ロッド組立体５８の軸６４を摺動可能に受け入れる。ピン６６は動力ロッド組立体のばねカップピボット６８を回動可能に支持し且つ該ピボット６８と駆動可能に係合する。
【００１１】
［００１４］  動力ロッド組立体５８は、その関係したロッカアーム５４の往復運動をクランク軸２０の相応するクランク部分２２（図１）に伝達し且つばね部材７２の拡張を通してこの動作を補助する。
【００１２】
［００１５］  次に、図３を参照すると、動力ユニット組立体５８の各々は、上方先端ピース７０と、コイルばね７２と、軸６４と、ばねカップピボット６８とを備えている。上方先端ピース７０は、下方にて、クランク軸２０上にてその関係したクロスピース２２に回転可能に固定され且つ、ばね受け入れ開口６９と、接続ロッド７３を受け入れるタウ接続ロッド開口７１とを備える縁部分にて終わっている。コイルばね７２は、軸６４を取り囲み且つ、下方にてばねカップ６８と係合する。軸６４は、先端ピース７０に固定され且つ、ロッカアーム５４上に支持されたばねカップ６８まで伸びている。ばねカップ６８は、ロッカアーム５４の上面にて回動可能に支持されており、また、コイルばね７２の下方コイルを受け入れる開口を備えている。このように、動力ユニット組立体５８は、カム３０により生じたロッカアーム５４の往復運動する回動動作をコイル７２の圧縮及び拡張を伴うクランク軸２０の回転に転換する可圧縮性、拡張可能な接続手段を提供する。コイルばね７２の圧縮及び拡張は、ばねカップ６８がロッカアーム５４上に乗り上げ且つ、軸６４に沿って先端ピース７０に向けて摺動するとき生じる。
【００１３】
［００１６］  色々なクランク部分、カム及びばねの間の関係は、以下の表に掲げられている。
構成      クランク軸    カム      ばね張力      接続ユニットの番号
０        最遠方        最大      不作動        １
１８０    最遠方        中間      不作動        ２
２７０    最寄          ０        圧縮          ３
９０      最遠方        ０        不作動        ４
３１５    最寄          最小      ５０％圧縮    ５
１３５    最遠方        中間      不作動        ６
４５      ０            最大      不作動        ７
２２５    ０            ０        ５０％圧縮    ８
上記のクランク軸の位置は、完全に１回転する間、個々の各クランク部分が進角する位置であり、また、所定の瞬間における部材の各々の位置である。
【００１４】
［００１７］  図１を参照すると、スロットル組立体１４を助けるため液圧ポンプ１２が使用される。スロットル組立体１４は、２つの液圧流体リザーバと、動力支援リザーバ８０と、マスタリザーバ８２とを備えている。マスタリザーバ８２は、主リザーバであり且つ、管８４を通してロッカアーム組立体５８の管部分４９、５１、５３に供給されるポンプ７８からの液圧圧力の程度を制御する。スイッチ７６により制御される電気エネルギ源７４は、電動ポンプ７８を駆動し、該電動ポンプ７８は、マスタリザーバ８２内にて圧力を発生させる。管部分４９、５１、５３内の圧力は、ロッカアームロッド４８、５０、５２を下方に押し、ロッカアームの休止位置をクランク軸２０に向けて回動させる。管４９、５１、５３の各々内のばね８６は、ロッド４８、５０、５２を下方に休止位置まで押すのを助ける。管４９、５１、５３内の圧力は、マスタリザーバ８２内の摺動ピストン８７内にて上昇する。ポンプ７８からの力は、ピストン８７の動作を開始させ且つ促進し、リザーバの面積を減少させ、また、管４９、５１、５３内の圧力を上昇させる。ピストン８７は、動力支援リザーバ８０内にて第二のピストン９０と接続された軸８８を通って往復運動状に可動である。第二のピストン９０は、前方に動いて、第一のピストン８７を変位させ管４９、５１、５３内の圧力を上昇させる。液圧ポンプ１２からの圧力は、管９２、９４を通して動力支援リザーバ８０の第一の室部分９６に、また、動力支援リザーバの、ピストン９０を保持する第二の室部分９８に供給される。第一の室部分を通る流れは、摺動板１０２により制御される。摺動板１０２は、第一の室部分９６内にてピストン１０４と接続され且つ、ロッド１０６により制御される。ロッド１０６の動作は、第二の室部分９８への加圧された流体の流れを増し、ピストン９０を前方に動かす。ポンプ１２は、カム軸８からのベルト１０８によって駆動され、このため、増大したモータのｒｐｍは圧力バーを動かして増大した圧力を提供する。ピストン９０に供給されるこの圧力の程度は、板１０２によって制御される。本発明の装置からの動力出力を最大にするため、カム軸のｒｐｍが増大するに伴い増大した圧力が圧力バーに供給される。この圧力は、板１０４の動作によって絞られピストン９０への圧力を遮断することができる。
【００１５】
［００１８］  本発明の装置は、給油システムを更に備えることができる。油ホース１１２が接続軸６４の各々１つと接続されている。軸６４の各々は、先端ピース７０の頂部にて、軸の全長の中心を通って２つの穴１１４、１１６まで伸びる油通路を有している。接続軸６４の端部に装着されたホース１１２は、主油管にも接続されており、該主油管は、歯車を使用することを通してカム軸８により駆動される油ポンプ１１８と接続されている。
【００１６】
［００１９］  油が接続軸を通して圧送されると、その油は、クランク軸スローの各１つにおける軸受を潤滑する。この油は、コイルばねを潤滑し且つコイルばねが熱し且つそれらの張力を失うことも防止する。このことは、油を先端ピース７０の頂部にて２つの油穴１１４、１１６を通してリザーバ内に押し出すことにより行われる。このリザーバは、接続ロッドの先端ピースにクリップ止めされ且つ、従来のばねカップに且つリザーバを形成することにより、クリップ止めされた、先端ピース７０内のゴムシェルフを使用することにより形成される。
【００１７】
［００２０］  ゴムシェルフは、シェルフの底部から上方への経路の約２／３に穴を有しており、コイルばねが圧縮されたとき、油が押し出されるのを許容し、また、これを行うことによりゴムシェルフが風船状に膨らむのを防止する。動力行程時、コイルばねは拡張して、油がリザーバを充填し且つコイルばねを冷却するのを許容するから、冷却した油はリザーバ内に押し戻される。主軸受も同様に潤滑される。支持体の各々１つにポートが穿孔されており、また、油ホースが油ポートの各々と接続されている。
【００１８】
［００２１］  本発明の思想から逸脱せずに、本発明の設計及び作用の点にて色々な改変を為すことができる。このように、本発明の主要な好ましい構造及び作用モードについて、図示し且つ説明した、現在その最良の実施の形態を表わすものと考えられているものについて説明したが、本発明は、具体的に図示し且つ説明した以外の形態にて実施化可能であることを理解すべきである。
【図１】
2010518310.tif 000003
【図２】
2010518310.tif 000004
【図３】
2010518310.tif 000005
【国際調査報告】
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