(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン用又は電気フェイザーとともに使用する分割リング遊星駆動を提供する。【解決手段】分割リング遊星駆動は、太陽ギア２４と、複数の遊星ギア１２と、ばねリングギア３０と、カムシャフトリングギア３２と、少なくとも１つのばね４４とを備える。太陽ギアは、歯を有し、太陽軸の周囲を回転するよう駆動される。複数の遊星ギアは、太陽ギアの周囲に配置され、各遊星ギアは、遊星ギアを太陽ギア歯と噛み合い係合に維持する遊星歯からなる。スプロケットリングギア３０は、歯を有し、クランクシャフトによって駆動される。カムシャフトリングギアは、歯を有し、カムシャフトとともに回転可能である。スプロケットリングギア及びカムシャフトリングギアの歯は、リングギアを、各遊星ギアと噛み合い係合に維持する。ばねは、遊星ギア歯を、スプロケットリングギア歯及びカムシャフトリングギア歯との噛み合い係合に付勢する。【選択図】図１
2016223439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン用分割リング遊星駆動であって、
太陽軸の周囲を回転するよう駆動され、複数の太陽ギア歯を備える太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に配置され、各々が、前記太陽ギア歯と噛み合い係合に維持する複数の遊星歯を備えた複数の遊星ギアと、
クランクシャフトによって駆動され、前記各遊星ギアの前記遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数のスプロケットリングギア歯を備えたスプロケットリングギアと、
カムシャフトとともに回転可能であり、前記各遊星ギアの前記遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数のカムシャフトリングギア歯を備えたカムシャフトリングギアと、
前記複数の遊星歯を、前記スプロケットリングギア歯及び前記カムシャフトリングギア歯との噛み合い係合に付勢する少なくとも１つのばねとを備える分割リング遊星駆動。
【請求項２】
前記少なくとも１つのばねは、遊星キャリアであり、前記複数の遊星ギアが回転するピンと前記少なくとも１つのばねとの係合により、前記複数の遊星ギアをともに連結する請求項１に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項３】
前記ピンを受容するために径方向に延びるスロットを備えた遊星キャリアをさらに備え、前記ピンは前記スロット内で径方向に移動可能であり、前記遊星キャリアは、ピンを介して前記複数の遊星ギアに連結され、前記各遊星ギアは、ピンの周りを回転可能である請求項１に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項４】
前記ばねは、第１端部、第２端部、及び外周を有するＣ字型である請求項１に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項５】
前記ばねは、遊星ギアが回転するピンを受容するため、前記第１端部又は前記第２端部の付近に切り欠き部をさらに備える請求項４に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項６】
少なくとも前記第１端部又は前記第２端部は、フック型である請求項４に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項７】
前記第１端部及び前記第２端部は、前記複数の遊星ギアのうちの少なくとも１つに関連付けられたピンを包囲する請求項４に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項８】
前記ばねの前記外周は、前記各遊星ギアに関連付けられた前記ピンのうちの少なくとも１つに接触する請求項４に記載の分割リング遊星駆動。
【請求項９】
内燃機関のカムシャフトのエンジンクランクシャフトに対する回転関係を動的に調整する電気フェイザーであって、
電気モータと、
分割リング遊星駆動とを備え、前記分割リング遊星駆動は、
前記電気モータにより太陽軸の周囲を回転するよう前記電気モータに連結され、複数の太陽ギア歯を備える太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に配置され、各々が、前記太陽ギア歯と噛み合い係合に維持する複数の遊星歯を備え、ピンの周りを回転可能な複数の遊星ギアと、
前記エンジンクランクシャフトによって駆動され、前記各遊星ギアの前記遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数のスプロケットリングギア歯を備えたスプロケットリングギアと、
カムシャフトとともに回転可能であり、前記各遊星ギアの前記遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数のカムシャフトリングギア歯を備えたカムシャフトリングギアと、
前記複数の遊星ギアとともに回転可能であり、ピンを介して前記遊星ギアに接続される遊星キャリアと、
前記複数の遊星歯を、前記スプロケットリングギア歯及び前記カムシャフトリングギア歯との噛み合い係合に付勢する少なくとも１つのばねとを備える電気フェイザー。
【請求項１０】
前記ばねは、遊星キャリアであり、前記複数の遊星ギアが回転するピンと前記少なくとも１つのばねとの係合により、前記複数の遊星ギアをともに連結する請求項９に記載の電気フェイザー。
【請求項１１】
前記遊星キャリアは、前記ピンを受容するために径方向に延びるスロットをさらに備え、前記ピンは前記スロット内で径方向に移動可能であり、前記遊星キャリアは、ピンを介して前記複数の遊星ギアに連結され、前記各遊星ギアは、ピンの周りを回転可能である請求項９に記載の電気フェイザー。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのばねは、前記遊星キャリアと前記複数の遊星ギアとの間に受容される請求項１１に記載の電気フェイザー。
【請求項１３】
前記ばねは、第１端部、第２端部、及び外周を有するＣ字型であり、前記ばねの前記外周は、前記各遊星ギアに関連付けられた前記ピンのうちの少なくとも１つに接触する請求項９に記載の電気フェイザー。
【請求項１４】
遊星ギア駆動であって、
複数の太陽ギア歯を備えた太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に配置され、各々が、前記太陽ギア歯と噛み合い係合に維持する複数の遊星歯を備え、ピンの周りを回転可能な複数の遊星ギアと、
リングギアを前記各遊星ギアの前記遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数の歯を備えたリングギア駆動と、
前記複数の遊星歯を前記リングギア歯との噛み合い係合に付勢する少なくとも１つのＣ字型ばねとを備える遊星ギア駆動。
【請求項１５】
前記複数の遊星ギアとともに回転可能であり、前記ピンを介して前記遊星ギアに接続される遊星キャリアをさらに備える請求項１４に記載の遊星ギア駆動。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星ギアアセンブリ分野に関連する。本発明は、特に、ばね荷重遊星ギアアセンブリに関連する。
【背景技術】
【０００２】
可変カムタイミングすなわち「ＶＣＴ」は、所望に応じて、駆動シャフトとエンジンの吸気値及び排気値を制御する１つ以上のカムシャフトとの間の角度関係（「位相」）を制御及び変化させることを指すプロセスである。閉ループＶＣＴシステムにおいて、システムは、カムシャフトが動作可能に接続されるクランクシャフトに対するカムシャフトの角度変位、すなわち位相角度を測定し、位相角度を変更することにより、出力増加又は出力低下のいずれかの要望に応じて種々のエンジン特性を調整する。通常、既存の値に対してこのようなエンジン特性の所望の値を測定するフィードバックループが存在し、あらゆる変動に応じて、これらの変更はエンジン内部に影響を与える。これを達成するため、最近の車両は通常、１つ以上の電子制御部（ＥＣＵ）を有し、エンジンの種々の部品、又は、例えば、排気センサ、圧力センサ、及び温度センサ等の車両の他の部品から送られてくるデータを定常的に分析する。そして、このようなデータに応じて、制御信号を発信する。例えば、ＶＣＴシステムに関して、エンジン又は外部条件に変化が生じると、これに従ってカムシャフトとクランクシャフトとの間の角度変位が調整される。
【０００３】
ＶＣＴシステムは、フェイザーとも称されるカム位相整合制御装置と、制御弁と、制御弁アクチュエータと、制御回路とを備える。電気フェイザー（ｅフェイザー）は、電気モータによって駆動され、駆動シャフトと１つ以上のカムシャフトとの間の角度関係を制御及び変化させる。電気フェイザーは、入力信号に応じて、カムシャフトを調整し、エンジンタイミングを進行又は後退させる。
【０００４】
これらのシステムは、高比率のギア列を有し、カムシャフトと同一速度で回転するモータにより、クランクシャフトに対してカムシャフトの位相整合を行うことができる。モータがカムシャフトより高速回転すると、フェイザーはクランクシャフトに対してカムシャフトを一方向に位相整合し、モータが減速すると、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相は反対方向に移動するであろう。
【０００５】
Ｃｈｏｉらによる２００７年８月２日出願の米国特許出願公開第２００７／０１７９０１１号の表題「車両用可変ギア比操舵装置」は、ハンドルに接続された入力シャフトと、入力シャフトを包囲しつつ、入力シャフトと同軸に形成された太陽ギアと、太陽ギアと外側で噛み合う第１遊星ギア対と、太陽ギアと外側で噛み合う第２遊星ギア対と、第１遊星ギア対を接続しつつ、入力シャフトに連結される第１キャリアと、第２遊星ギア対を接続しつつ、入力シャフトに対して回転する第２キャリアと、第１遊星ギア対及び第２遊星ギア対と内側で噛み合うリングギアと、リングギアに接続された入力シャフトとを備える可変ギア比操舵装置を開示している。第２キャリアは、圧縮手段によって支持されつつ、第１キャリアに挿入されることで、第２キャリアが入力シャフトに対して回転し、バックラッシュを低減できるようにする。
【０００６】
Ｓｈｏｗａｌｔｅｒによる２０１４年６月１９日出願のＷＯ２０１４／０９２９６３号の表題「分割リングギア遊星カムフェイザー」は、内燃機関のカムシャフトのエンジンクランクシャフトに対する回転関係を動的に調整するカムフェイザーを開示している。このカムフェイザーは、分割リングギアを有し、無端ループ動力伝達部材を介してエンジンクランクシャフトにより駆動されるスプロケットリングギアと、カムシャフトとともに回転するように接続可能なカムシャフトリングギアとを備える遊星ギアシステムを備え得る。太陽ギアは、分割リングギアと同心に配置することができ、多数の遊星ギアが、太陽ギアと分割リングギアとの間で噛み合い係合され得る。カムシャフトリングギアは、遊星ギアの数の倍数に対応する値、スプロケットリングギアとは異なる数の歯、つまり多いか少ない数の歯を有するものとすることができ、各遊星ギアの係合位置において歯を整合させる。
【発明の概要】
【０００７】
エンジン用又は電気フェイザーとともに使用する分割リング遊星駆動を提供する。分割リング遊星駆動は、太陽ギアと、複数の遊星ギアと、スプロケットリングギアと、カムシャフトリングギアと、少なくとも１つのばねとを備える。太陽ギアは、太陽軸の周囲を回転するよう駆動され、複数の太陽ギア歯からなる。複数の遊星ギアは、太陽ギアの周囲に配置され、各遊星ギアは、遊星ギアを太陽ギア歯と噛み合い係合に維持する複数の遊星歯からなる。スプロケットリングギアは、クランクシャフトによって駆動され、スプロケットリングギアを各遊星ギアの遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数のスプロケットリングギア歯からなる。カムシャフトリングギアは、カムシャフトとともに回転可能であり、カムシャフトリングギアを各遊星ギアの遊星ギア歯と噛み合い係合に維持する複数のカムシャフトリングギア歯からなる。ばねは、複数の遊星歯を、スプロケットリングギア歯及びカムシャフトリングギア歯との噛み合い係合に付勢する。
【０００８】
一実施形態において、ばねは、遊星キャリアとして挙動してもよく、複数の遊星ギアが回転するピンと少なくとも１つのばねとの係合により、複数の遊星ギアをともに連結する。
【０００９】
代替実施形態において、分割リング遊星駆動は、ピンを介して複数の遊星ギアを連結する剛性遊星ギアキャリアを備えてもよく、各遊星ギアは、ピンの周りを回転可能である。遊星ギアキャリアは、ピンを受容するために径方向に延びたスロットを備え、ピンはスロット内で径方向に移動可能である。本実施形態において、ばねは、遊星キャリアと複数の遊星ギアとの間に存在してもよい。或いは、ばねは、遊星キャリアのみに隣接する。
【００１０】
他の実施形態において、分割リングギア駆動は、単一リングギア駆動である。
【００１１】
分割リングギア駆動及び単一リングギア駆動は、電気モータを備えた電気フェイザーとともに使用されてもよい。電気フェイザーは、内燃機関のカムシャフトのエンジンクランクシャフトに対する回転関係を動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る、スロットを備えた遊星キャリア、遊星ギア、太陽ギア、及び遊星キャリアに隣接したばねの正面図である。
【図２】図２は、図１の線２−２に沿った遊星駆動システムの横断面図を含む、電気フェイザーの模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る、スロットを備えた遊星キャリア、遊星ギア、太陽ギア、及びばねの断面図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る、スロットを備えた遊星キャリア、遊星ギア、太陽ギア、及び遊星キャリアと遊星ギアとの間のばねの正面図である。
【図５】図５は、図４の線５−５に沿った遊星駆動システムの横断面図を含む、電気フェイザーの模式図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る、スロットを備えた遊星キャリア、遊星ギア、太陽ギア、及びばねの断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る遊星駆動システムの斜視図である。
【図８】図８は、図７の線８−８に沿った遊星駆動システムの横断面図を含む、電気フェイザーの模式図である。
【図９】図９は、切り欠き部を通じてばねの回転を妨げる様子を示している。
【図１０】図１０は、ピンに接するようばねの端部を配列することにより、ばねの回転を妨げる様子を示している。
【図１１】図１１は、ばねのフック端部を追加ピンに係合させることにより、ばねの回転を妨げる様子を示している。
【図１２】図１２は、第４実施形態に係る、単一のリングギアとばね荷重遊星とを備えた遊星駆動の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
電気フェイザーは、内燃機関のカムシャフトのエンジンクランクシャフトに対する回転関係を動的に調整する。電気フェイザーは、電気モータによって駆動される遊星駆動システムを備える。遊星駆動システムは、エンジンクランクシャフトによって駆動されるスプロケットリングギアと、太陽ギアと同軸であり、カムシャフトに接続されるカムシャフトリングギアとを備えた分割リング遊星駆動システムであってもよい。遊星駆動システムは、中央に配置された太陽ギアと、太陽ギアと係合する複数の遊星ギアとを備えてもよい。一実施形態において、遊星ギアをともに接続するために剛性遊星キャリアが存在してもよい。他の実施形態において、遊星ギアをともに接続するのに、非剛性キャリアを使用してもよい。遊星ギアは互いに負荷を付与することにより、遊星駆動システムのバックラッシュを低減する。電気モータは、ブラシレスＤＣモータであることが好ましい。
【００１４】
高精細に研削されたギアを使用することにより、バックラッシュ及び騒音−振動−ハーシュネス（ＮＶＨ）を顕著に低減することができるが、これにより、通常、ギアの製作費が法外に高価になってしまう。本明細書では、かなり製作費の抑えられる精度の劣るギアを用いて、バックラッシュ及びＮＶＨを低減するためにギア荷重を使用する。
【００１５】
単一リング遊星システムと分割リング遊星システムの主な違いの１つに、分割リング遊星システムではリングと遊星との間にバックラッシュが顕著であることが挙げられる。真の周辺荷重により、遊星ギアへの遊星シャフトの軸受隙間を除いて、単一リング遊星駆動のバックラッシュをすべて取り除くことができる。一方、真の周辺荷重により、分割リング遊星駆動におけるバックラッシュの大部分を取り除くことができるものの、２つのリングギア間の歯幅が完全に合致しないため、すべてを取り除くことはできない。
【００１６】
カムシャフトリングギアとスプロケットリングギアとは歯数が異なる。カムシャフトリングギアは、太陽ギアがカムシャフトとは異なる速度で回転する際、歯の違いにより、スプロケットリングギアとは僅かに異なる速度で移動する。
【００１７】
いくつかの実施形態において、電気モータが太陽ギアに接続され、遊星ギアとの関連で太陽ギアを駆動する。電気モータがスプロケットリングギアと同一速度で太陽ギアを回転する際、クランクシャフトとカムシャフトとの間には一定の位相位置が維持される。このような条件下において、遊星ギアアセンブリは、太陽ギアと遊星ギアとの間、又は遊星ギアとリングギアとの間に相対移動を伴うことなく、一単位として回転することにより、摩擦損失を最少化する。スプロケットリングギア、カムシャフトリングギア、カムシャフトに対して電気モータの速度を調整することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を調整する。電気モータが太陽ギアをカムシャフトの速度より高速で回転する際、フェイザーは、後退方向に移動している。電気モータが太陽ギアをカムシャフトの速度より低速で回転する際、フェイザーは、進行方向に移動している。
【００１８】
スプロケットリングギア、カムシャフトリングギア、遊星ギア、及び太陽ギアは、高ギア比で遊星ギア駆動接続に配置されることが好ましく、これにより、電気モータに比較的低い駆動トルクを要するのみで精密な位相整合角度調整を行うようにする。スプロケットリングギアは、スプロケット及び無端ループ動力伝達チェーンを介してエンジンクランクシャフトによって駆動されることが好ましく、カムシャフトリングギアは、カムシャフトとともに回転するよう接続されることが好ましい。
【００１９】
遊星ギアは、互いに多数の異なる方法で負荷を付与することにより、遊星駆動システムにおけるバックラッシュを低減してもよい。
【００２０】
リングギアと遊星ギアとの間のバックラッシュを低減する１つのソリューションとして、遊星ギア又は遊星ピンに対して径方向に働きかけるばねを追加することが挙げられる。ばねは、アセンブリで圧縮され、遊星ギアに外側へ向かう力を加える大型スナップリング又はＣクリップの形態を採ることができる。遊星ギアは、ピンを介して遊星キャリアに連結することができる。ピンは、剛性遊星キャリアにおいて径方向スロット内に配置されてもよい。或いは、ばね自体が遊星ギアをともに連結する際のキャリアとして挙動することができる。リングギア及び遊星ギアの丸みのうちのいずれかにより、２つの柔軟ギアの間に容易に空隙を生じ、結合することなく僅かに変動する。ばね定数は、加えられる障害を最少化でき、且つバックラッシュ及び騒音の軽減に対する有効なソリューションとなるように調整することができる。
【００２１】
図１は、遊星ギア歯１８、２０、２２を備えた遊星ギア１２、１４、１６と、太陽ギア歯２６を備え、中央に配置された太陽ギア２４と、スプロケットリングギア３０及びカムシャフトリングギア３２を備えた分割リングギアとを備えた分割リングギア遊星駆動１０を示す。リングギア３０、３２は、異なる数の歯３４、３６を有し、歯数の差は遊星ギア１２、１４、１６の数の倍数である。リングギア歯３４、３６は、リングギア３０、３２が遊星ギア１２、１４、１６と適正に噛み合うような外形を有する。遊星ギア１２、１４、１６は、遊星キャリア３８により、互いに固定関係に維持される。遊星キャリア３８は、遊星ギア１２、１４、１６を遊星キャリア３８に連結するピン１１、１３、１５を受容するスロット１５１、１５３、１５５を有する。遊星ギア１２、１４、１６は、ピン１１、１３、１５上で回転する。ピン１１、１３、１５は、スロット１５１、１５３、１５５内で径方向４６に移動可能である。
【００２２】
少なくとも１つのばね４４は、スロット１５１、１５３、１５５内のピン１１、１３、１５をスロット１５１、１５３、１５５内において径方向４６に付勢することにより、遊星ギア１２、１４、１６の歯１８、２０、２２がリングギアの歯３４、３６に向かって付勢され、遊星ギア１２、１４、１６とスプロケットリングギア３０、遊星ギア１２、１４、１６とカムシャフトリングギア３２との間のバックラッシュを低減する。
【００２３】
ばね４４は、Ｃ字型であることが好ましい。ばね４４の外周４７は、遊星ギア１２、１４、１６の回転するピン１１、１３、１５を介して３つの遊星ギア１２、１４、１６すべてに接触し、付勢する。
【００２４】
図３に示すとおり、第２ばね１４４が存在し、ばね４４、１４４からの付勢力が遊星ギア１２、１４、１６を遊星キャリア３８に連結するピン１１、１３、１５の両端に存在するようにしてもよい。ばね４４、１４４は、遊星キャリア３８の外面に隣接する。ばね４４、１４４の外周４７、１４７は、遊星ギア１２、１４、１６の回転するピン１１、１３、１５を介して３つの遊星ギア１２、１４、１６すべてに接触し、付勢する。ばね４４、１４４の外周４７、１４７は、ピン１１、１３、１５の切り欠き９に受容されてもよい。
【００２５】
図２を参照すると、エンジンクランクシャフト５０は、タイミングチェーン５２を通じてスプロケット５４を介してスプロケットリングギア３０に対して回転可能に係合され、エンジンカムシャフト５６は、カムシャフトリングギア３２に対して回転可能に係合される。電気モータ５８は、出力シャフト６０により、太陽ギア２４に対して回転可能に係合される。太陽ギア２４が電気モータ５８により、リングギア３０、３２の一方と同一速度でその軸６２周りを回転されると、リングギア３０、３２は双方とも一斉に回転するため、一定のカム位相位置が維持される。電気モータ５８により太陽ギア２４がリングギア３０、３２と異なる速度で駆動されると、一方のリングギアの速度が他方のリングギアの速度と僅かに異なり、カム位相シフト機能を生じる。このようにして、非常に高い数値的比率が得られ、カムシャフト５６には、クランクシャフト５０のカムシャフト５６に対する名目上の回転関係からプラス又はマイナスのいずれかの位相整合が行われる。
【００２６】
カムフェイザーを使用して、カムシャフト５６のエンジンクランクシャフト５０に対する回転関係を動的に調整し、エンジンの燃料効率を向上することが好ましい。センサ６４、６５は、一方がクランクシャフト５０に設けられ、もう一方がカムシャフト５６に設けられるが、モータコントローラ６６へのフィードバックとして使用され、カムシャフト５６のクランクシャフト５０に対する現在位置を測定し、所望に応じて、任意のタイミングでどのような調整がエンジン効率の最適化に望ましいかを判定することが好ましい。
【００２７】
図４〜図６は、少なくとも１つのばね４４の他の配置を示している。図４〜図６において、少なくとも１つのばね４４は、遊星キャリア３８のみと隣接する代わりに、遊星キャリア３８と遊星ギア１２、１４、１６との間に存在する。遊星キャリア３８は、遊星ギア１２、１４、１６を遊星キャリア１３８と連結するピン１１、１３、１５を受容するスロット１５１、１５３、１５５を有する。ピン１１、１３、１５は、スロット１５１、１５３、１５５内で周方向４８に移動可能である。遊星ギア１２、１４、１６は、ピン１１、１３、１５上で回転する。少なくとも１つのばね４４は、スロット１５１、１５３、１５５内のピン１１、１３、１５を、スロット１５１、１５３、１５５内で周方向４８に付勢することにより、遊星ギア１２、１４、１６の歯１８、２０、２２がリングギアの歯３４、３６に向かって付勢され、遊星ギア１２、１４、１６とリングギア３０、３２との間のバックラッシュを取り除く。第２ばね１４４は、図６に示す通り存在し、ばね４４、１４４からの付勢力が遊星ギア１２、１４、１６を遊星キャリア３８に連結するピン１１、１３、１５の両端付近に存在するようにしてもよい。ばね４４、１４４の外周４７、１４７は、遊星ギア１２、１４、１６の回転するピン１１、１３、１５を介して３つの遊星ギア１２、１４、１６すべてに接触し、付勢する。
【００２８】
図５を参照すると、エンジンクランクシャフト５０は、タイミングチェーン５２を通じてスプロケット５４を介してスプロケットリングギア３０に対して回転可能に係合され、エンジンカムシャフト５６は、カムシャフトリングギア３２に対して回転可能に係合される。電気モータ５８は、出力シャフト６０により、太陽ギア２４に対して回転可能に係合される。太陽ギア２４が電気モータ５８により、リングギア３０、３２の一方と同一速度でその軸６２周りを回転される際、リングギア３０、３２は双方とも一斉に回転するため、一定のカム位相位置が維持される。太陽ギア２４が電気モータ５８によりリングギア３０、３２と異なる速度で駆動されると、一方のリングギアの速度が他方のリングギアの速度と僅かに異なり、カム位相シフト機能を生じる。このようにして、非常に高い数値的比率が得られ、カムシャフト５６には、クランクシャフト５０のカムシャフト５６に対する名目上の回転関係からプラス又はマイナスのいずれかの位相整合が行われる。
【００２９】
カムフェイザーを使用して、カムシャフト５６のエンジンクランクシャフト５０に対する回転関係を動的に調整し、エンジンの燃料効率を向上することが好ましい。センサ６４、６５は、一方がクランクシャフト５０に設けられ、もう一方がカムシャフト５６に設けられるが、モータコントローラ６６へのフィードバックとして使用され、カムシャフト５６のクランクシャフト５０に対する現在位置を測定し、所望に応じて、任意のタイミングでどのような調整がエンジン効率の最適化に望ましいかを判定することが好ましい。
【００３０】
図７及び図８は、遊星ギア歯１８、２０、２２を備えた遊星ギア１２、１４、１６と、太陽ギア歯２６を備え、中央に配置された太陽ギア２４と、スプロケットリングギア３０及びカムシャフトリングギア３２を備えた分割リングギアとを備える他の分割リングギア遊星駆動３１０を示している。リングギア３０、３２は、異なる数の歯３４、３６を有し、歯数の差は、遊星ギア１２、１４、１６の数の倍数である。リングギア歯３４、３６は、リングギア３０、３２が遊星ギア１２、１４、１６と適正に噛み合うような外形を有する。遊星ギア１２、１４、１６は、少なくとも１つのばね３４４により、互いに定関係に維持される。第１ばね３４４は、Ｃ字型であることが好ましく、スナップリング又はＣクリップであってもよい。ばね３４４の外周３４７は、遊星ギア１２、１４、１６が回転するピン１１、１３、１５を介して３つの遊星ギア１２、１４、１６のすべてに接触し、付勢する。第２ばね３４５は、第１ばね３４４と配列された遊星駆動の背面側に存在し、遊星ギア１２、１４、１６間の関係維持を補助してもよい。
【００３１】
遊星ギア１２、１４、１６を周方向４８に付勢し、部分的に径方向４６に付勢するように少なくとも１つのばね４４が存在し、遊星ギア１２、１４、１６の歯１８、２０、２２がリングギアの歯３４、３６に向かって付勢され、遊星ギアと太陽ギア２４との間のバックラッシュを取り除くようにする。ピン１１、１３、１５は、第１ばね３４４及び／又は第２ばね３４５がピンに係合することのできる表面を提供するキャップ７０を有してもよい。
【００３２】
図８を参照すると、エンジンクランクシャフト５０は、タイミングチェーン５２を通じてスプロケット５４を介してスプロケットリングギア３０に対して回転可能に係合され、エンジンカムシャフト５６は、カムシャフトリングギア３２に対して回転可能に係合される。電気モータ５８は、出力シャフト６０により、太陽ギア２４に対して回転可能に連結される。太陽ギア２４が電気モータ５８により、リングギア３０、３２の一方と同一速度でその軸６２周りを回転される際、リングギア３０、３２は双方とも一斉に回転するため、一定のカム位相位置が維持される。太陽ギア２４が電気モータ５８によりリングギア３０、３２と異なる速度で駆動されると、一方のリングギアの速度が他方のリングギアの速度と僅かに異なり、カム位相シフト機能を生じる。このようにして、非常に高い数値的比率が得られ、カムシャフト５６には、クランクシャフト５０のカムシャフト５６に対する名目上の回転関係からプラス又はマイナスのいずれかの位相整合が行われる。
【００３３】
カムフェイザーを使用して、カムシャフト５６のエンジンクランクシャフト５０に対する回転関係を動的に調整し、エンジンの燃料効率を向上することが好ましい。センサ６４、６５は、一方がクランクシャフト５０に設けられ、もう一方がカムシャフト５６に設けられるが、モータコントローラ６６へのフィードバックとして使用され、カムシャフト５６のクランクシャフト５０に対する現在位置を測定し、所望に応じて、任意のタイミングでどのような調整がエンジン効率の最適化に望ましいかを判定することが好ましい。
【００３４】
図１２は、遊星ギア歯１８、２０、２２を備えた遊星ギア１２、１４、１６と、太陽ギア歯２６を備え、中央に配置された太陽ギア２４と、単一リングギア４３０とを備えた単一リング遊星駆動を示す。リングギア４３０は、リングギア４３０を各遊星ギア１２、１４、１６の遊星ギア歯１８、２０、２２と噛み合い係合に維持する複数のリングギア歯４３４を有する。
【００３５】
遊星ギア１２、１４、１６は、少なくとも第１ばね４４４により、互いに定関係に維持される。第１ばね４４４は、遊星ギア１２、１４、１６の遊星ギア歯１８、２０、２２を、リングギア４３０のリングギア歯４３４との噛み合い係合に付勢する。第１ばね４４４は、Ｃ字型であることが好ましく、スナップリング又はＣクリップであってもよい。ばね４４４の外周４４７は、遊星ギア１２、１４、１６が回転するピン１１、１３、１５を通じて、３つの遊星ギア１２、１４、１６すべてに接触し、付勢する。第２ばね（図示せず）は、第１ばね４４４と配列された遊星駆動の背面側に存在し、遊星ギア１２、１４、１６間の関係維持を補助してもよい。太陽ギア２４が回転される際、遊星ギア１２、１４、１６がリングギア４３０に対して回転される。ばね４４４は、遊星ギア歯１８、２０、２２とリングギア歯４３４との間のギアバックラッシュを低減する。
【００３６】
上述の実施形態のいずれかにおけるばね４４、１４４、３４４、３４５、４４５は、回転防止装置により、回転しないようにされてもよい。回転防止装置は、図９に示すとおり、遊星ギア１２に連結されたピン１１を受容することのできるＣ字型ばねの端部付近に形成された切り欠き８０であってもよい。他の遊星１４、１６に連結された他のピン１３、１５を使用して、ばねを定位置に維持する。
【００３７】
図１０に示す代替実施形態において、Ｃ字型ばね４４、１４４、３４４、３４５、４４５の端部８１、８２は、遊星ギア１２に連結されたピン１１の両側に配置されることにより、ピン１３、１５に対するばねの回転を制限してもよい。分割リングギア遊星駆動の他の遊星１４、１６に連結された他のピン１３、１５を使用して、ばねを定位置に維持してもよい。
【００３８】
さらに他の実施形態において、図１１に示すとおり、ばね４４、１４４、３４４、３４５、４４５の少なくとも１つの端部８３は、フック型であってもよい。フック型端部８３に対して追加ピン９０を配置することにより、ばねの回転を防いでもよい。ピン１１を、切り欠き８０によって受容され、ばねの端部８３、８４の間に配置されるピンとして使用したが、他のピン１３、１５をピン１１の代わりに使用してもよい。
【００３９】
ばねはともに押し潰すことができ、必要な箇所に挿入でき、定位置に解放することができるため、Ｃクリップばね又はスナップリングは、分割リング遊星ギア駆動又は単一リング遊星ギア駆動に容易に搭載されることに留意しなければならない。
【００４０】
したがって、本明細書に記載の本発明の実施形態は、本発明の原則の適用例を単に説明するものであることを理解しなければならない。本明細書中、上述の実施形態の詳細を参照したが、これは請求項の範囲を限定することを意図するものでなく、請求項自体が本発明にとって必須とみなされる特徴を挙げるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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