JP2022151765A

JP2022151765A - 摩擦駆動装置のためのスプリングプリロード

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Publication number: JP2022151765A
Application number: JP2022044837A
Authority: JP
Inventors: モンゴメリーマーク; Montgomery Marc; ハオウジャレド; Howe Jared; ライアン，シェリル; Sherill Ryan
Original assignee: Superturbo Technologies Inc
Current assignee: Superturbo Technologies Inc
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2022-10-07
Also published as: DE102022106231A1; US20220307411A1; CN115111052A; US11753987B2; CN115111052B

Abstract

【課題】エンジンの被駆動ターボチャージャーに対して設計される遊星摩擦駆動装置におけるプリロードが求められる。【解決手段】遊星摩擦駆動装置のリングローラは遊星摩擦駆動装置のリングローラ組立体上でプリロード力を発生させる２つの部品とその２つの部品間のスプリングとを有している。スプリングは、摩擦駆動の異なる部品の製造において変更をしたとしても、リングローラ上に広がる力を付与して組立および動作時に摩擦駆動の摩擦面上に所望のプリロード力を設定させうる。【選択図】図１

Description

この特許通常出願は２０２１年３月２３日に米国特許商標庁へと出願された米国特許仮出願第６３／１６４，８１２号「摩擦駆動装置用の調整可能なリングシム」、および２０２１年６月２４日に出願された米国特許仮出願第６３／２１４，６３０号「摩擦駆動装置用のスプリングプリロード」の利益を請求し、これらのすべては、それらの開示および教示するものすべてに対する参照により、特に、ここに組み込まれる。

被駆動ターボチャージャーは、被駆動ターボチャージャー（スーパーターボチャージャー）がエンジンのブースト状態におけるターボラグを削減して排気タービン以上の出力を得るので、従来のターボチャージャーを超える改良となる。被駆動ターボチャージャーは、過剰なタービン出力をエンジンに戻してエンジン効率を高めるように導く。あるクラスの被駆動ターボチャージャーは、ターボシャフトへと、およびターボシャフトから、トルクを付与するターボシャフトと接合する遊星摩擦駆動装置を利用する。

それゆえに、本願発明の実施の形態は、太陽シャフトと、前記太陽シャフトと接合する外側ローラ摩擦面を有する複数の遊星ローラと、リングローラ組立体と、を備える遊星摩擦駆動装置であって、前記リングローラ組立体は、リングギアと、前記複数の遊星ローラの傾斜内側ローラ摩擦面と接合する前記リングギアと同軸で配置されるバネ状摩擦リングおよび第２摩擦リングと、前記リングギアと前記バネ状摩擦リングとの間に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間、前記複数の遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面上にプリロードを付与するプリロードスプリングと、前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとを連結する非回転機構であって、前記バネ状摩擦リングは前記非回転機構の上を軸方向に滑ることが可能であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間でトルクを移送する非回転機構と、を備える遊星摩擦駆動装置としてもよい。

それゆえに、本願発明の実施の形態は、遊星摩擦駆動装置においてプリロードを設定する方法であって、前記方法は、複数の遊星ローラの外側ローラ摩擦面を太陽シャフトと接合し、リングギアとバネ状摩擦リングと第２摩擦リングとを備えるリングローラ組立体を組立て、前記バネ状摩擦リングおよび前記第２摩擦リングと前記複数の遊星ローラの傾斜内側ローラ摩擦面と接合し、前記リングギアと前記バネ状摩擦リングとの間に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間、前記複数の遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面上にプリロードを付与するプリロードスプリングを配置し、非回転機構を介して前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとを連結して、前記バネ状摩擦リングが前記非回転機構の上を軸方向に滑ることが可能であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間でトルクを移送する、ことを備える方法としてもよい。

それゆえに、本願発明の実施の形態は、太陽シャフト組立体と、複数の２重ローラ式遊星ローラと、リングローラ組立体と、を備える遊星摩擦駆動装置であって、前記太陽シャフト組立体は、中央シャフトと、前記中央シャフトのまわりに配置され前記中央シャフトと同軸で前記中央シャフトと回転結合される２部材摩擦リングと、を備え、前記２部材摩擦リングは、前記中央シャフトと接続される第１傾斜バレル摩擦面を有する第１摩擦バレル片と、非回転機構を介して前記第１摩擦バレル片と連結される第２傾斜バレル摩擦面を有するバネ状摩擦バレル片であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦バレル片が前記非回転機構の上を軸方向に滑って前記バネ状摩擦バレル片と前記第１摩擦バレル片との間でトルクを伝達するバネ状摩擦バレル片と、前記第１摩擦バレル片と前記バネ状摩擦バレル片との間に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間に前記第１傾斜バレル摩擦面と前記第２傾斜バレル摩擦面上にプリロード力を付与するプリロードスプリングと、を備え、前記複数の２重ローラ式遊星ローラは、前記太陽シャフト組立体の前記第１傾斜バレル摩擦面と前記第２傾斜バレル摩擦面上と接合する外側ローラ摩擦面を有し、前記リングローラ組立体は、リングギアと、前記リングギアと同軸で配置され、前記複数の２重ローラ式遊星ローラの内側ローラ摩擦面と接合する第１摩擦リングおよび第２摩擦リングと、を備える遊星摩擦駆動装置としてもよい。

それゆえに、本願発明の実施の形態は、太陽シャフトと、複数の２重ローラ式遊星ローラと、リングローラ組立体と、を備える遊星摩擦駆動装置であって、前記２重ローラ式遊星ローラのそれぞれは、非回転機構を介して同軸で一緒に回転連結されるバネ状遊星ローラおよび第２遊星ローラであって、前記非回転機構は前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラとの間でトルクを伝達しながら前記バネ状遊星ローラが前記非回転機構の上で軸方向に滑ることができるものであって、傾斜内側ローラ摩擦面に加えて前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラとが前記太陽シャフトと接合する外側ローラ摩擦面を有するバネ状遊星ローラおよび第２遊星ローラと、前記バネ状遊星ローラの外側に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間に前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面上にプリロード力を付与するプリロードスプリングと、を備え、前記リングローラ組立体は、リングギアと、前記リングギアと同軸で配置され、前記バネ状遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面および複数の２重ローラ式遊星ローラの前記第２遊星ローラと接合する第１摩擦リングおよび第２摩擦リングと、を備える遊星摩擦駆動装置としてもよい。

エンジンに結合される遊星摩擦駆動装置を有する被駆動ターボチャージャーの等角図である。リングローラ組立体に配置されるプリロードスプリングを有する遊星摩擦駆動装置の実施の形態についての断面図を示したものである。プリロードスプリングとリングローラ組立体に組み込まれる玉体とを備え、プリロードスプリングは遊星摩擦駆動装置においてクランプ力を付与する遊星摩擦駆動装置の実施の形態の断面図である。図３Ａの断面図において、プリロードスプリングとリングローラ組立体に組み込まれる玉体とを備え、玉体は遊星摩擦駆動装置においてクランプ力を付与する遊星摩擦駆動装置の実施の形態の断面図である。リングローラ組立体における非回転機構が一式の合わせピンを備える遊星摩擦駆動装置のリングローラ組立体の実施の形態の分解図である。遊星摩擦駆動装置用のリングローラ組立体の実施の形態の分解図を示している。リングローラ組立体の非回転機構は一式の肩ボルトを具備する。リングローラ組立体の非回転機構がバネ状摩擦リングとリングギアとの間のスプライン結合を備える遊星摩擦駆動装置用のリングローラ組立体の実施の形態の分解図である。遊星摩擦駆動装置用のリングローラ組立体の実施の形態の分解図である。遊星摩擦駆動装置では、リングローラ組立体内の非回転機構はリングギア上にリングギア歯と接合するバネ状摩擦リング上に形成される内部ギア歯を備える。太陽シャフト組立体の２部材摩擦バレル内に組み込まれるプリロードスプリングを有する遊星摩擦駆動装置の代替えの実施の形態の断面図である。複数の２重ローラ式遊星ローラ組立体に組み込まれるプリロードスプリングを有する遊星摩擦駆動装置の代替えの実施の形態の断面図である。

図１は、エンジン１１６に結合される遊星摩擦駆動装置１０２を有する被駆動ターボチャージャー１００の等角図である。被駆動ターボチャージャー１００は、２０１３年１０月２２日発行の米国特許第８，５６１，４０３号「高速摩擦駆動と連続変速機を有するスーパーターボチャージャー」、２０１４年３月１１日発行の米国特許第８，６６８，６１４号「高トルク摩擦駆動装置」、２０１７年６月６日発行の米国特許第９，６７０，８３２号「スラスト力吸収遊星摩擦駆動スーパーターボ」、２０２０年１月２１日発行の米国特許第１０，５３９，１５９号「被駆動ターボチャージャー用２部材組み立てシャフト」、２０２０年５月１９日に発行された米国特許１０，６５５，７１１「被駆動ターボチャージャー用単一環状接触球体」に示されるところである。米国特許８，５６１，４０３号，８，６６８，６１４号，９，６７０，８３２号，１０，５３９，１５９号および１０，６５５，７１１号は、それらに開示されているすべての事項が特にここに組み込まれる。被駆動ターボチャージャー１００は、一端に取り付けられるコンプレッサー１０６を有するターボシャフト１０４と、他端に取り付けられるタービン１０８と、を備えている。遊星摩擦駆動装置１０２は、ターボシャフト１０４に、またはターボシャフト１０４へ、トルクを伝達するようにターボシャフト１０４と、接続する。リングギア１１０は低速出力の遊星摩擦駆動装置１０２として機能し、伝達ギア１１２と噛み合っている。伝達ギア１１２は、被駆動ターボチャージャー１００およびエンジン１１６との間でトルクを伝達する変速機１１４と結合する。ターボシャフト１０４は、タービン１０８とコンプレッサー１０６をターボシャフト１０４に取り付けられている遊星摩擦駆動装置１０２であって、伝達ギア１１２を介してリングギア１１０に連結される変速機１４は、エンジン１１６とタービン１０８およびコンプレッサー１０６との間で出力伝達が可能となるときに、被駆動ターボチャージャー１００を形成する。組立および動作時に、適切なトルクを伝達するために動作可能状態の遊星摩擦駆動装置１０２に摩擦結合での力の付与を行うよう、遊星摩擦駆動装置１０２にプリロードを設定することが必要である。本願発明では、伝達ギア１１２の異なる部品の製造における様々な態様についての説明としての方法において、組立時にこのプリロードを設定し動作時にそのプリロードを維持するプリロードスプリング１１８が使用される。

図２は、リングローラ組立体２２２に配置されるプリロードスプリング２１８を有する遊星摩擦駆動装置２０２の実施の形態についての断面図を示したものである。遊星摩擦駆動装置２０２は図１のターボシャフト１０４に対応する太陽シャフト２０４と、複数の遊星ローラ２２０と、リングローラ組立体２２２とを備える。複数の遊星ローラ２２０は太陽シャフト２０４と接合する外側ローラ摩擦面２２４を有していて、太陽シャフト２０４に、または太陽シャフト２０４から、トルクが伝えられる。太陽シャフト２０４は、２０２０年１月２１日発行の米国特許第１０，５３９，１５９号「被駆動ターボチャージャー用２部材組み立てシャフト」に教示されるように中央シャフトと摩擦バレルとを備える。リングローラ組立体２２２は、バネ状摩擦リング２３０に加えてリングギア２１０と、複数の遊星ローラ２２０の傾斜内側ローラ摩擦面２２６と接合するリングギア２１０と同軸で配置される第２摩擦リング２３４とを備えている。バネ状摩擦リング２３０は、大きな形の単なる輪の形状で、内部に形成される付加的なリング摩擦面２３１を有していて、プリロードスプリング２１８と非回転機構２３２とを接合する特徴をも有している。これらの特徴は、図に示すように、ピンに対応する孔や、キー溝またはその他の類似の特徴として説明される。リング摩擦面２３１は、遊星ローラ２２０の一式の傾斜内側ローラ摩擦面２２６と接合する。プリロードスプリング２１８は、遊星ローラ２２０のリングギア２１０とバネ状摩擦リング２３０との間に位置する。示されているように、プリロードスプリング２１８は波状スプリングとして示されているが、他のタイプのスプリングであっても適用できる。プリロードスプリング２１８はバネ状摩擦リング２３０がリングギア２１０に向かって軸方向に移動するように変形し、この変形により、遊星摩擦駆動装置２０２にプリロード力を発生するようにバネ状摩擦リング２３０に対して軸力を付与する。プリロードスプリング２１８はリングギア２１０の形状に適合するようなリング形状であるが、他の形状であっても適用可能である。プリロードスプリング２１８は、遊星摩擦駆動装置２０２の組立てと動作の間、遊星ローラ２２０の傾斜内側ローラ摩擦面２２６上に特定の大きさのプリロード力を付与する。プリロードスプリング２１８によって生じた特定の量のプリロードは、遊星摩擦駆動装置２０２を介して、過度な滑りなく、動作およびトルク伝送を可能とするトルクを伝達するように、遊星摩擦駆動装置２０２と摩擦接合を付加するに十分な量である。これらの摩擦接合に必要な力は遊星摩擦駆動装置２０２の設計および動作仕様書に基づいて計算でき、そこから必要なプリロード力も適切なプリロードスプリング２１８も計算できる。プリロードスプリング２１８はリングギア２１０から軸方向に離れるようにバネ状摩擦リング２３０を押すように設計されていて、代わって遊星ローラ２２０の傾斜内側ローラ摩擦面２２６上にプリロード力を付与する。これらの欧リロード力は、遊星摩擦駆動装置２０２において、遊星摩擦駆動装置２０２を介して摩擦伝達を可能とするようなすべての摩擦接合を伝達する。プリロードスプリング２１８は様々な幅を超えて動作でき、部品において製造上の寸法および公差上の変動があったとしても、遊星摩擦駆動装置２０２に適切なプリロードを付加することができる。加えて、組込まれたプリロードスプリング２１８によって生じるリングローラ組立体２２２のさまざまな幅は組立時においてリングローラ組立体２２２の狭いプロファイルを提供することによって、遊星摩擦駆動装置２０２を組み立て易くなる。プリロードスプリング２１８と協働して、非回転機構２３２はバネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０との間で使用される。非回転機構２３２は、バネ状摩擦リング２３０が非回転機構２３２上を軸方向にスライドして非回転機構２３２がバネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０との間でトルクを伝達するように、バネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０とを接続する。非回転機構２３２は、さまざまな異なる方法を通じて、図に示されているように実装できる。非回転機構２３２は、バネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０とが回転接続しながら、プリロードスプリング２１８はバネ状摩擦リング２３０が軸方向にリングギア２１０から離れて、遊星摩擦駆動装置２０２内でプリロードを獲得する。リングギア２１０は遊星摩擦駆動装置２０２の低速度出力時に、伝達ギア２１２とかみ合って、図１のように、エンジン１１６に、またはエンジン１１６から、トルクと出力を伝達する。

図２に示されているのは、任意的に配置されるリングシム２３６であって、遊星摩擦駆動装置２０２の組み立てにおいて、バネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０との間に挿入される。バネ状摩擦リング２３０を非回転機構２３２の上で滑らせることが必要であるが、この滑りにより生じる摩耗を最小限にするため、この滑り距離を小さくすることが有利である。バネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０との間にリングシム２３６を挿入することで、バネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０との間の動作距離を小さくすることができ、非回転機構２３２上でのバネ状摩擦リング２３０を限定する。この動作距離の最小化は、図に示すように、プリロードスプリング２１８が、作動状態にある玉体と組み合わせるときに、特に重要である。リングシム２３６は厚さ方向においてバネ状摩擦リング２３０の要求される軸方向の動作が可能であるが、プリロードスプリング２１８の追加的な圧縮により、バネ状摩擦リング２３０とリングギア２１０との両方に接触して非回転機構２３２の上でのバネ状摩擦リング２３０の軸方向への過度な滑り動作を防ぐ。リングシム２３６は遊星摩擦駆動装置２０２の組み立てにはより大きなクリアランスを許容し、作動時にはこれらのクリアランスを最小化する。リングシム２３６は単一の部材であってもよく、またリングローラ組立体２２２周りに配置されている一連の複数の小部材から構成させてもよい。リングシム２３６は、環状リング、一式のパッド、バネ状摩擦リング２３０およびリングギア２１０に形成される特徴など、様々な形態をとることができる。他の形態のリングシム２３６も、また可能である。

図３Ａは、遊星摩擦駆動装置３０２の実施の形態の断面図であって、遊星摩擦駆動装置３０２はプリロードスプリング３１８とリングローラ組立体３２２に組み込まれる玉体３４０とを備え、プリロードスプリング３１８は遊星摩擦駆動装置３０２においてクランプ力を付与する。この実施の形態において、玉体３４０を介してリングギア３１０と第２摩擦リング３３４と接続する。リングギア３１０は、図２に示すように、プリロードスプリング３１８および非回転機構３３２を介してバネ状摩擦リング３３０と接続する。プリロードスプリング３１８および玉体３４０は、両者ともに、遊星摩擦駆動装置３０２の傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９上の力を変化させるように機能する。プリロードスプリング３１８は、遊星摩擦駆動装置３０２の組立ておよび低トルク作動時の間に、複数の遊星ローラ３２０の傾斜内側ローラ摩擦面３２６にプリロードを設定するように使用され、玉体３４０は、遊星摩擦駆動装置３０２が作動したときに、動的に力を変化させ、これは２０２０年５月１９日に発行された米国特許１０，６５５，７１１「被駆動ターボチャージャー用単一環状接触球体」に開示されるところである。プリロードスプリング３１８を有するバネ状摩擦リング３３０および玉体３４０を有する第２摩擦リング３３４をリングローラ組立体３２２内で利用することで、両方ともに対し、遊星摩擦駆動装置３０２の全動作を通じて傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９上に適切に力を付加するためのトルク伝達機に基づいて動的な力を変化させることはもとより、遊星摩擦駆動装置３０２内でプリロード力を設定することができる。図３Ａに示したように、遊星摩擦駆動装置３０２は、傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９を介してトルクの伝達が必要となる遊星摩擦駆動装置３０２内でのクランプ力を付与するようなプリロードスプリング３１８を有し、中立位置、低トルク位置、または休止位置において動作する。プリロードスプリング３１８は遊星摩擦駆動装置３０２に対して、トルクがゼロの状態において、傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９において、過剰な滑りが発生なく作動するように、十分な量のプリロード力を付与するように設計されている。遊星摩擦駆動装置３０２の組立公差、傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９の面の摩耗は、プリロードスプリング３１８によって、傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９が離間せずかつ滑らないことが補償される。プリロード力は傾斜摩擦接合３３８を確実に嵌合させる。傾斜摩擦接合３３８の動作中僅かの量の滑りは普通であるが、プリロードスプリング３１８はその滑りがあまりに大きくなることを防ぐ。バネ状摩擦リング３３０は、リングシム３３６がバネ状摩擦リング３３０において非動作となるようなときに、非回転機構３３２上の軸方向の公称位置に、またはその付近にある。バネ状摩擦リング３３０の軸方向の公称位置は、組み立て時または休止位置においてである。この点で、バネ状摩擦リング３３０とリングギア３１０との間の隙間はリングシム３３６の厚さより僅かに大きい。

図３Ｂは、遊星摩擦駆動装置３０２の図３Ａからの実施の形態の断面図であって、遊星摩擦駆動装置３０２はプリロードスプリング３１８とリングローラ組立体３２２に組み込まれる玉体３４０とを備え、玉体３４０は遊星摩擦駆動装置３０２においてクランプ力を付与する。一旦、トルクが遊星摩擦駆動装置３０２に付加されると、玉体３４０はリングローラ組立体３２２を通して追加的なクランプ力を付与するように作動する。玉体３４０が遊星摩擦駆動装置３０２を通して処理されるトルクの下に作動し、プリロードスプリング３１８は、傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９における過剰な滑りを防ぐように十分なプリロード力を発生させる。プリロードスプリング３１８は、玉体３４０が作動するまで、傾斜摩擦接合３３８とシャフト摩擦接合３３９とを確実に嵌合させる。傾斜摩擦接合３３８の動作中僅かの量の滑りは普通であるが、プリロードスプリング３１８はその滑りがあまりに大きくなることを防ぐ。一般に、遊星摩擦駆動装置３０２の動作時における滑りの通常の量は、約１から２パーセントであって、５パーセントを超える滑りは避けるべきである。初期において、この追加的なクランプ力はプリロードスプリング３１８を圧縮し、バネ状摩擦リング３３０をリングギア３１０に向けて軸方向に非回転機構３３２上に滑らせる。リングシム３３６は、バネ状摩擦リング３３０の軸方向の移動を素早く停止するような大きさであって、バネ状摩擦リング３３０が非回転機構３３２上で滑る動作距離を最小化して、滑りによる摩耗を最小化する。一旦、バネ状摩擦リング３３０がバネ状摩擦リング３３０とリングギア３１０との間のリングシム３３６を圧縮する十分な軸方向距離だけ移動してリングシム３３６上の滑りを停止すると、玉体３４０は動的にさまざまなレベルのクランプ力を、遊星摩擦駆動装置３０２の処理するトルクに基づいて、遊星摩擦駆動装置３０２に対して付与する。さまざまなレベルのクランプ力は、傾斜摩擦接合３３８およびシャフト摩擦接合３３９において遊星摩擦駆動装置３０２を通して要求されるトルクを伝達するに十分な垂直力を付与する。図３Ｂは、軸方向に位置するバネ状摩擦リング３３０および遊星摩擦駆動装置３０２を通してのトルク伝達に基づいて作動する玉体３４０とともに、圧縮位置にあるプリロードスプリング３１８を有するリングローラ組立体３２２を示している。

図４は、リングローラ組立体４２２における非回転機構４３２が一式の合わせピン４５０を備える遊星摩擦駆動装置４０２のリングローラ組立体４２２の実施の形態の分解図である。一式の孔４５２が一式の合わせピン４５０と適合するようにバネ状摩擦リング４３０およびリングギア４１０の両方に穿設されている。一式の合わせピン４５０上にバネ状摩擦リング４３０を実装することで、バネ状摩擦リング４３０をリングギア４１０に向かってまたはリングギア４１０から離間するように軸方向に移動させることが可能となり、バネ状摩擦リング４３０をリングギア４１０と回転連結して、バネ状摩擦リング４３０とリングギア４１０とが一緒に回転し、一式の合わせピン４５０はバネ状摩擦リング４３０とリングギア４１０との間でトルクを伝達する。一式の合わせピン４５０はさまざまな数のピンとして構成させることが可能であるが、不均一間隔が使用されるならばバランスしなおす作業をも含めるけれども、リングローラ組立体４２２の回転バランスを維持するように均等な間隔が使用されることが重要である。一式の合わせピン４５０はリングギア４１０へ圧入してもよいし、バネ状摩擦リング４３０の軸方向への滑り動作を許すようにバネ状摩擦リング４３０へのしまり嵌めをもたせてもよい。図示したものは複数式のリングシム４３６であってバネ状摩擦リング４３０とリングギア４１０との間に適合する。遊星摩擦駆動装置４０２を介してのトルク伝達の間球体４４０が作動するとき、遊星摩擦駆動装置４０２の作動の間において非回転機構４３２の上をバネ状摩擦リング４３０が滑る動作距離を制限するように、組立ての間において複数式のリングシム４３６の幅が決定される。

代わりに、バネ状摩擦リング４３０上に形成されるキー溝部４５３は非回転機構４３２として使用してもよい。バネ状摩擦リング４３０のキー溝部４５３はリングギア４１０と嵌合して、リングギア４１０に対してのバネ状摩擦リング４３０の回転をロックする。この代わりの実施の形態として、複数式の合わせピン４５０はバネ状摩擦リング４３０とリングギア４１０との間の箇所において複数式のリングシム４３６の保持することのみ機能する。

図５は、遊星摩擦駆動装置５０２用のリングローラ組立体５２２の実施の形態の分解図を示している。リングローラ組立体５２２の非回転機構５３２は一式の肩ボルト５５４を具備する。バネ状摩擦リング５３０はバネ状摩擦リング５３０上の特徴がよく示される方向から見て回転される。複数式の肩ボルト５５４は、複数式の肩ボルト５５４の上にバネ状摩擦リング５３０を実装するための一式の孔５５２を有している。複数式の肩ボルト５５４は、バネ状摩擦リング５３０が複数式の肩ボルト５５４の上で軸方向に滑ること可能としながら、回転結合し、バネ状摩擦リング５３０とリングギア５１０との間でトルクを伝達し、プリロードスプリング５１８に対して、遊星摩擦駆動装置５０２にプリロードクランプ力を付与することが可能となる。

図５に示しているものは、バネ状摩擦リング５３０がリングギア５１０に直接接触する前に、直接非回転機構５３２上でのバネ状摩擦リング５３０の滑り距離を制限するために、バネ状摩擦リング５３０とリングギア５１０との間に配置されバネ状摩擦リング５３０とリングギア５１０との間の動作距離を最小化する追加的な調整可能段リングシム５６４である。調整可能段リングシム５６４は、リングギア５１０上に形成される一式の対応するパッド５６２と接合するバネ状摩擦リング５３０上に形成される一式の段５６０を備え、ている。組立て時にバネ状摩擦リング５３０がリングギア５１０に対して回転するときに、異なる離散シムレベルが達成される。バネ状摩擦リング５３０上に形成された一式の段５６０の各々はバネ状摩擦リング５３０の内側の面から異なる量だけ突出する特徴を有する複数の段を有していて、各々の段のレベルはバネ状摩擦リング５３０の離散幅を表す。リングギア５１０の上に形成される一式の対応するパッド５６２は、バネ状摩擦リング５３０が組み立て時にリングギア５１０に対して回転するときに、リングギア５１０の面から均一な一式の段５６０の様々な段レベルと接合する突出である。バネ状摩擦リング５３０の幅が選択される段差レベルに応じて変化すると、バネ状摩擦リング５３０とリングギア５１０との間において軸方向の動作距離は変化する。調整可能段リングシム５６４は、図２のリングシム２３６の代替え装置として証することが可能であって、組み立ての間に、バネ状摩擦リング５３０とリングギア５１０との間の設定されるべき様々な隙間を許容する。異なる離散的な段差は、この滑りに関連した摩耗を最小化するための複数式の肩ボルト５５４上のバネ状摩擦リング５３０の滑り距離を最小化するように、この隙間の変化を許容する。一式の段５６０と一式のパッド５６２とは、バネ状摩擦リング５３０とリングギア５１０とのそれぞれの全体の環境の周りで形成され、リングローラ組立体５２２を介して空間と力を付与する。バネ状摩擦リング５３０における複数式の一連の孔５５２は一式の段５６０における各レベルに対応するように使用できる。調整可能段リングシム５６４は、その発明の他の実施の形態とともに使用することができる。複数式の肩ボルト５５４を備える非回転機構５３２と利用することも制限されない。

図６は、リングローラ組立体６２２の非回転機構６３２がバネ状摩擦リング６３０とリングギア６１０との間のスプライン結合６７０を備える遊星摩擦駆動装置６０２用のリングローラ組立体６２２の実施の形態の分解図である。バネ状摩擦リング６３０は、バネ状摩擦リング６３０上の特徴をより示す図において回転する。スプライン結合６７０はバネ状摩擦リング６３０上で形成され、リングギア６１０上に形成される対応スプライン６７４と接合する。図示では、バネ状摩擦リング６３０上でスプライン６７２は外側スプラインであってリングギア上の対応スプライン６７４は内側スプラインであるが、バネ状摩擦リング６３０上の内側スプラインとリングギア６１０上に外側スプラインとを有するように、反対にしてもよい。スプライン結合６７０はバネ状摩擦リング６３０をリングギア６１０と結合し、プリロードスプリング６１８に遊星摩擦駆動装置６０２にプリロード力を設定しうるようにバネ状摩擦リング６３０が軸方向に滑ることを許しながら、バネ状摩擦リング６３０とリングギア６１０との間でトルクを伝達する。

図７は、遊星摩擦駆動装置７０２用のリングローラ組立体７２２の実施の形態の分解図である。遊星摩擦駆動装置７０２では、リングローラ組立体７２２内の非回転機構７３２はリングギア７１０上にリングギア歯７８２と接合するバネ状摩擦リング７３０上に形成される内部ギア歯７８０を備える。バネ状摩擦リング７３０はバネ状摩擦リング７３０の特徴をよく表す向きにおいて回転する。非回転機構７３２は図６のスプライン結合６７０と同様であるが、リングローラ組立体７２２の部品上の機械加工される部分の数を削減するように、リングギア７１０上にあるリングギア歯７８２を使用してもよい。リングギア歯７８２は、非回転機構７３２を使用するに際し付加的ギア幅７８４を残すように、伝達ギア７１２と噛み合うに必要なものよりも広めにすることができる。バネ状摩擦リング７３０はリングギア歯７８２の付加的ギア幅７８４の断面上のリングギア歯７８２と接合する箇所の上に形成される内部ギア歯７８０を有している。この方法は、真っすぐに切断されるように、平歯車に効果的であるが、螺旋歯車またはその他曲線歯車には効果的ではない。内部ギア歯７８０はバネ状摩擦リング７３０をリングギア７１０に回転結合され、＠バネ状摩擦リング７３０をリングギア歯７８２上で軸方向に滑らせてプリロードスプリング７１８に遊星摩擦駆動装置７０２においてプリロード力を付与することを許しながら、バネ状摩擦リング７３０とリングギア７１０との間でトルクを伝達する。

図８は、太陽シャフト組立体８０４の２部材摩擦バレル８８６内に組み込まれるプリロードスプリング８１８を有する遊星摩擦駆動装置８０２の代替えの実施の形態の断面図である。遊星摩擦駆動装置８０２は、太陽シャフト組立体８０４と、内側ローラ摩擦面８２６に加えて太陽シャフト組立体８０４と接合する外側ローラ摩擦面８２４を有する複数の２重ローラ式遊星ローラ８２０と、複数の２重ローラ式遊星ローラ８２０の内側ローラ摩擦面８２６と接合するリングギア８１０と同軸に位置する第１摩擦リング８３０および第２摩擦リング８３４に加えてリングギア８１０を備えるリングローラ組立体８２２と、を備えている。太陽シャフト組立体８０４は、中央シャフト８０５と、中央シャフト８０５周りに位置する２部材摩擦バレル８８６と、を備えている。２部材摩擦バレル８８６は、中央シャフト８０５に結合される第１傾斜バレル摩擦面８８８を有する第１摩擦バレル片８８７と、非回転機構８３２を介して第１摩擦バレル片８８７に結合される第２傾斜バレル摩擦面８９０を有するバネ状摩擦バレル片８８９と、第１摩擦バレル片８８７とバネ状摩擦バレル片８８９との間に配置されるプリロードスプリング８１８と、を備える。非回転機構８３２は、バネ状摩擦バレル片８８９が非回転機構８３２上に軸方向に滑るようになっていて、バネ状摩擦バレル片８８９と第１摩擦バレル片８８７との間でトルクを伝達する。プリロードスプリング８１８は、遊星摩擦駆動装置８０２の組立ておよび動作時に第１傾斜バレル摩擦面８８８および第２傾斜バレル摩擦面８９０上への特定の大きさのプリロード力を付与し、作動時に遊星摩擦駆動装置８０２はトルクを伝達する。プリロードスプリング８１８は第１摩擦バレル片８８７から軸方向に離れるバネ状摩擦バレル片８８９を押して、複数の２重ローラ式遊星ローラ８２０の外側ローラ摩擦面８２４を押し入れる際に、第１傾斜バレル摩擦面８８８および第２傾斜バレル摩擦面８９０上の垂直力を増加させる。これは、次に、複数の２重ローラ式遊星ローラ８２０の内側ローラ摩擦面８２６と第１摩擦リング８３０および第２摩擦リング８３４との間の垂直力を増加させる。プリロードスプリング８１８のばね定数は、トルクを伝達するように遊星摩擦駆動装置８０２のために遊星摩擦駆動装置８０２に十分な力を付与するように設計される。

図８に示すように、非回転機構８３２は、第１摩擦バレル片８８７とバネ状摩擦バレル片８８９との間のスプライン結合８７０とを備えてもよい。スプライン結合８７０は、第１摩擦バレル片８８７とバネ状摩擦バレル片８８９とを回転結合し、遊星摩擦駆動装置８０２においてプリロード力を付与するようにプリロードスプリング８１８を軸方向に滑らせることをバネ状摩擦バレル片８８９に許しながら、第１摩擦バレル片８８７とバネ状摩擦バレル片８８９との間でトルクを伝達する。前の図に開示したように、非回転機構８３２の他の実装もまた使用できる。図８に示しているとおり、玉体８４０はリングギア８１０と第２摩擦リング８３４との間に配置される。リングギア８１は、図３Aと図３Bとに述べたように同様な方法で、玉体８４０を介して、第２摩擦リング８３４と接続する。玉体８４０は遊星摩擦駆動装置８０２を介してのトルクに基づいて遊星摩擦駆動装置８０２に動的に変化可能なクランプ力を付与する。このように、プリロードスプリング８１８は遊星摩擦駆動装置８０２の休止時または低トルク動作時において遊星摩擦駆動装置８０２にクランプ力を付与し、玉体８４０が遊星摩擦駆動装置８０２の穏やかなまたは高いトルク動作時において遊星摩擦駆動装置８０２にクランプ量を付与する。

図９は、複数の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０に組み込まれるプリロードスプリング９１８を有する遊星摩擦駆動装置９０２の代替えの実施の形態の断面図である。遊星摩擦駆動装置９０２は、太陽シャフト９０４と、複数の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０と、リングローラ組立体９２２と、を備える。示されているように、３個の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０が使用されてもよいが、その他の個数の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０が使用されてもよい。各２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０は、非回転機構９３２を介して共に同軸で回転連結され、バネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３との間でトルクを伝達しながら、バネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３とバネ状遊星ローラ９９２に非回転機構９３２上で軸方向に滑らせることを許すバネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３とを備える。バネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３とは両方とも、傾斜内側ローラ摩擦面９２６に加えて太陽シャフト９０４と、およびバネ状遊星ローラ９９２の外側に位置するプリロードスプリング９１８と、接合する外側ローラ摩擦面９２４を有する。プリロードスプリング９１８は、遊星摩擦駆動装置９０２の組立および動作時に、バネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３の傾斜内側ローラ摩擦面９２６上に特定の量のプリロード力を付与する。リングローラ組立体９２２は、リングギア９１０と、第１摩擦リング９３０と、リングギア９１０と同軸に配置され、バネ状遊星ローラ９９２の傾斜内側ローラ摩擦面９２６および複数の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０の第２遊星ローラ９９３と接合する第２摩擦リング９３４と、を備える。複数の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０の各々に対して、プリロードスプリング９１８はバネ状遊星ローラ９９２の外側に位置して、プリロードスプリング９１８はリングローラ組立体９２２の軸方向内側にバネ状遊星ローラ９９２を押して、リングローラ組立体９２２がバネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３との間に効果的に挟持されるときに、バネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３との傾斜内側ローラ摩擦面９２６に垂直力を発生させる。これにより、トルク伝達と適切な動作が可能となるように、遊星摩擦駆動装置９０２においてすべての摩擦接合に対してプリロードクランプ力を付与する。

図９にはリングローラ組立体９２２に配置される玉体９４０が示されている。リングギア９１０は、遊星摩擦駆動装置９０２でトルクに基づいた負荷をかけながら、動力を付与する玉体９４０を介し第２摩擦リング９３４と接合する。複数の２重ローラ式遊星ローラ組立体９２０におけるプリロードスプリング９１８は、遊星摩擦駆動装置９０２の休止時および低トルク動作時におけるプリロード力を付与し、玉体９４０は、遊星摩擦駆動装置９０２の中および高トルク動作時における動的クランプ力を付与する。さらに、非回転機構９３２は、示している通り、バネ状遊星ローラ９９２と第２遊星ローラ９９３との間にスプライン結合９７０を備えが、非回転機構９３の他の形態をも使用してもよい。

本願発明についてここまで述べてきたことは、示すおよび述べることを目的としたものである。本願発明の正しい形式について説明しつくしまたは制限することを意図したものではなく、上記教示によって他の変更形態または変化形態も可能である。実施の形態は本願発明の原則を最もよく説明をする上で選択され述べられたにすぎず、それにより当業者は本願発明についての様々な実施の形態におけるよりよい適用を可能とする実際の適用であって、予定される特定の利用に対して様々な変更に適合する。添付される請求項は先行技術により限定される点を除いて、本願発明の代替えの実施の形態を含むように構成されている。

Claims

太陽シャフトと、
前記太陽シャフトと接合する外側ローラ摩擦面を有する複数の遊星ローラと、
リングローラ組立体と、を備える遊星摩擦駆動装置であって、
前記リングローラ組立体は、
リングギアと、
前記複数の遊星ローラの傾斜内側ローラ摩擦面と接合する前記リングギアと同軸で配置されるバネ状摩擦リングおよび第２摩擦リングと、
前記リングギアと前記バネ状摩擦リングとの間に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間、前記複数の遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面上にプリロードを付与するプリロードスプリングと、
前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとを連結する非回転機構であって、前記バネ状摩擦リングは前記非回転機構の上を軸方向に滑ることが可能であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間でトルクを移送する非回転機構と、を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は一式の合わせピンを備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は前記リングギアと嵌合するバネ状摩擦リングの上に形成されたキー溝を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は一式の肩ボルトを備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間にスプライン結合を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は前記リングギアの上のリングギア歯と接続したバネ状摩擦リングの上に形成された内部ギア歯を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、さらに、
前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間に配置され、前記非回転機構の上の前記バネ状摩擦リングの滑りの距離を限定するために前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間の動作距離を最小化する少なくとも一のリングシムを備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、さらに、
前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間に配置され、前記バネ状摩擦リングが前記リングギアと接触する前に、前記非回転機構の上の前記バネ状摩擦リングの滑りの距離を限定するために前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間の動作距離を最小化する調整可能段リングシムを備え、
前記調整可能段リングシムは一式の段であって、前記一式の段は前記バネ状摩擦リングの上に形成され、前記バネ状摩擦リングは前記リングギアの上に対応して形成される一式のパッドと接合し、前記バネ状摩擦リングが前記リングギアに対して回転するときに異なる離散シムレベルが達成される一式の段を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記リングギアは球体を介して前記第２摩擦リングと接合する遊星摩擦駆動装置。
請求項１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、さらに、
被駆動ターボチャージャーを形成するように前記太陽シャフトに取り付けられるタービンおよびコンプレッサーと、前記リングギアと連結される伝達機とを備える遊星摩擦駆動装置。
遊星摩擦駆動装置においてプリロードを設定する方法であって、前記方法は、
複数の遊星ローラの外側ローラ摩擦面を太陽シャフトと接合し、
リングギアとバネ状摩擦リングと第２摩擦リングとを備えるリングローラ組立体を組立て、
前記バネ状摩擦リングおよび前記第２摩擦リングと前記複数の遊星ローラの傾斜内側ローラ摩擦面と接合し、
前記リングギアと前記バネ状摩擦リングとの間に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間、前記複数の遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面上にプリロードを付与するプリロードスプリングを配置し、
非回転機構を介して前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとを連結して、前記バネ状摩擦リングが前記非回転機構の上を軸方向に滑ることが可能であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間でトルクを移送する、ことを備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記非回転機構は一式の合わせピンを備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記非回転機構は前記リングギアと嵌合するバネ状摩擦リングの上に形成されたキー溝を備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記非回転機構は一式の肩ボルトを備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間にスプライン結合を備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記非回転機構は前記リングギアの上のリングギア歯と接続したバネ状摩擦リングの上に形成された内部ギア歯を備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、さらに、
前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間に、前記非回転機構の上の前記バネ状摩擦リングの滑りの距離を限定するために前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間の動作距離を最小化する少なくとも一のリングシムを配置することを備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記方法は、さらに、
前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間に、前記バネ状摩擦リングが前記リングギアと接触する前に、前記非回転機構の上の前記バネ状摩擦リングの滑りの距離を限定するために前記バネ状摩擦リングと前記リングギアとの間の動作距離を最小化する調整可能段リングシムを配置することを備え、
前記調整可能段リングシムは一式の段であって、前記一式の段は前記バネ状摩擦リングの上に形成され、前記バネ状摩擦リングは前記リングギアの上に対応して形成される一式のパッドと接合し、前記バネ状摩擦リングが前記リングギアに対して回転するときに異なる離散シムレベルが達成でされる一式の段を備える方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記リングギアは球体を介して前記第２摩擦リングと接合する方法。
請求項１１に記載の方法であって、さらに、
前記太陽シャフトに取り付けられるタービンおよびコンプレッサーを取り付け、前記リングギアと伝達機を連結し、被駆動ターボチャージャーを形成することを備える方法。
太陽シャフト組立体と、複数の２重ローラ式遊星ローラと、リングローラ組立体と、を備える遊星摩擦駆動装置であって、
前記太陽シャフト組立体は、
中央シャフトと、
前記中央シャフトのまわりに配置され前記中央シャフトと同軸で前記中央シャフトと回転結合される２部材摩擦リングと、を備え、
前記２部材摩擦リングは、
前記中央シャフトと接続される第１傾斜バレル摩擦面を有する第１摩擦バレル片と、
非回転機構を介して前記第１摩擦バレル片と連結される第２傾斜バレル摩擦面を有するバネ状摩擦バレル片であって、前記非回転機構は前記バネ状摩擦バレル片が前記非回転機構の上を軸方向に滑って前記バネ状摩擦バレル片と前記第１摩擦バレル片との間でトルクを伝達するバネ状摩擦バレル片と、
前記第１摩擦バレル片と前記バネ状摩擦バレル片との間に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間に前記第１傾斜バレル摩擦面と前記第２傾斜バレル摩擦面上にプリロード力を付与するプリロードスプリングと、を備え、
前記複数の２重ローラ式遊星ローラは、前記太陽シャフト組立体の前記第１傾斜バレル摩擦面と前記第２傾斜バレル摩擦面上と接合する外側ローラ摩擦面を有し、
前記リングローラ組立体は、
リングギアと、
前記リングギアと同軸で配置され、前記複数の２重ローラ式遊星ローラの内側ローラ摩擦面と接合する第１摩擦リングおよび第２摩擦リングと、を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項２１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は前記第１摩擦バレル片とバネ状摩擦バレル片との間にスプライン結合を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項２１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記リングギアは球体を介して前記第２摩擦リングと接合する遊星摩擦駆動装置。
請求項２１に記載の遊星摩擦駆動装置であって、さらに、
被駆動ターボチャージャーを形成するように前記中央シャフトに取り付けられるタービンおよびコンプレッサーと、前記リングギアと連結される伝達機とを備える遊星摩擦駆動装置。
太陽シャフトと、複数の２重ローラ式遊星ローラと、リングローラ組立体と、を備える遊星摩擦駆動装置であって、
前記２重ローラ式遊星ローラのそれぞれは、
非回転機構を介して同軸で一緒に回転連結されるバネ状遊星ローラおよび第２遊星ローラであって、前記非回転機構は前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラとの間でトルクを伝達しながら前記バネ状遊星ローラが前記非回転機構の上で軸方向に滑ることができるものであって、傾斜内側ローラ摩擦面に加えて前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラとが前記太陽シャフトと接合する外側ローラ摩擦面を有するバネ状遊星ローラおよび第２遊星ローラと、
前記バネ状遊星ローラの外側に配置され、前記遊星摩擦駆動装置の組立および動作の間に前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面上にプリロード力を付与するプリロードスプリングと、を備え、
前記リングローラ組立体は、
リングギアと、
前記リングギアと同軸で配置され、前記バネ状遊星ローラの前記傾斜内側ローラ摩擦面および複数の２重ローラ式遊星ローラの前記第２遊星ローラと接合する第１摩擦リングおよび第２摩擦リングと、を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項２５に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記非回転機構は前記バネ状遊星ローラと前記第２遊星ローラとの間にスプライン結合を備える遊星摩擦駆動装置。
請求項２５に記載の遊星摩擦駆動装置であって、前記リングギアは球体を介して前記第２摩擦リングと接合する遊星摩擦駆動装置。
請求項２５に記載の遊星摩擦駆動装置であって、さらに、
被駆動ターボチャージャーを形成するように前記太陽シャフトに取り付けられるタービンおよびコンプレッサーと、前記リングギアと連結される伝達機とを備える遊星摩擦駆動装置。