JP2022531379A - 制御下での相対回転運動のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

カム位相制御システムを提供する。一部の非限定的な例では、カム位相制御システムはプラネタリアクチュエータを備えており、プラネタリアクチュエータは第１のサンギアと、第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、第２のサンギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能である。プラネタリアクチュエータはさらに、第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、を備えている。入力軸の回転により第１のリングギアが第２のリングギアに対して相対回転する。【選択図】図３

Description

＜関連出願の相互参照＞
本願は、米国仮特許出願第６２／８４２，９４０号（出願日：２０１９年５月３日）に係る優先権に基づくものであり、その優先権を主張するものである。当該仮特許出願の開示内容は全て、参照により本願の開示内容に含まれる。

＜連邦支援研究に関する言及＞
該当なし。

一般に回転システム（例えばエンジン、モータ等）は、駆動部材と、駆動部材によって回転駆動される被駆動部材と、を備え得る。

一側面では、本願開示はプラネタリアクチュエータを提供するものであり、プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、第２のサンギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、を備えている。前記入力軸の回転により、前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して相対回転する。

一側面では、本願開示はクランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムを提供するものである。カム位相制御システムは、スプロケットハブと、クレードルロータと、プラネタリアクチュエータと、を備えている。前記プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、を備えている。第１のリングギアは前記クレードルロータに結合されている。プラネタリアクチュエータはさらに、第２のサンギアと、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。第２のリングギアは、前記スプロケットハブと共に回転するように当該スプロケットハブに対して回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸を備えている。前記入力軸の回転により、前記クレードルロータが前記スプロケットハブに対して相対回転する。

一側面では、本願開示はプラネタリアクチュエータを提供するものであり、プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、第２のサンギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、を備えており、前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能となっている。前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる。

一側面では、本願開示はプラネタリアクチュエータを提供するものであり、プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、第２のサンギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、を備えており、前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能となっている。前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい。

一側面では、本願開示はプラネタリアクチュエータを提供するものであり、プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、第２のサンギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、を備えており、前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能となっている。前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する。

一側面では本願開示は、クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムを提供するものである。カム位相制御システムは、スプロケットハブと、クレードルロータと、プラネタリアクチュエータと、を備えている。前記プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、を備えている。第１のリングギアはクレードルロータに結合されている。プラネタリアクチュエータはさらに、第２のサンギアと、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。第２のリングギアは、スプロケットハブと共に回転するようにスプロケットハブに対して回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸を備えており、前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能となっている。前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる。

一側面では本願開示は、クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムを提供するものである。カム位相制御システムは、スプロケットハブと、クレードルロータと、プラネタリアクチュエータと、を備えている。前記プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、を備えている。第１のリングギアはクレードルロータに結合されている。プラネタリアクチュエータはさらに、第２のサンギアと、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。第２のリングギアは、スプロケットハブと共に回転するようにスプロケットハブに対して回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸を備えており、前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能となっている。前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい。

一側面では本願開示は、クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムを提供するものであり、カム位相制御システムは、スプロケットハブと、クレードルロータと、プラネタリアクチュエータと、を備えている。前記プラネタリアクチュエータは、第１のサンギアと、前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、を備えている。第１のリングギアはクレードルロータに結合されている。プラネタリアクチュエータはさらに、第２のサンギアと、前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、を備えている。第２のサンギアは回転不能となっている。第２のリングギアは、スプロケットハブと共に回転するようにスプロケットハブに対して回転不能となっている。プラネタリアクチュエータはさらに、前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸を備えており、前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能となっている。前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する。

以下の説明を読めば、本願開示の上記及び他の側面並びに利点が明らかとなる。以下の説明中、当該説明の一部を構成する添付図面を参照する。当該図面中には、本願開示の好適な構成が例示されている。かかる構成は必ずしも本願開示の全範囲を示すものではなく、本願開示の範囲については特許請求の範囲を参照すべきであり、当該構成は本願開示の範囲の解釈に供されるものである。

以下の詳細な説明を参照すれば、本発明をより良好に理解することができ、また、上記にて記載した以外の構成、側面及び利点が明らかとなる。この詳細な説明は、以下の図面を参照する。

本願開示の一側面の回転位相制御システムの概略図である。 本願開示の一側面の回転位相制御システムの概略図である。 本願開示の一側面のプラネタリアクチュエータの背面、上面、左側の分解等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータの第１のリングギアの背面、上面、左側の等角図である。 図４の第１のリングギアの正面、上面、左側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータの部分的に組み立てられたキャリアアセンブリの正面、上面、右側の等角図である。 図６のキャリアアセンブリのキャリアプレートの背面、上面、左側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータの第１のサンギアの背面、上面、左側の等角図である。 図６の部分的に組み立てられたキャリアアセンブリの背面、上面、左側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータのベアリングロッドの背面、上面、左側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータのリングプレートの背面、上面、左側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータの組み立てられたキャリアアセンブリの背面、上面、左側の等角図である。 図１２の組み立てられたキャリアアセンブリの正面、上面、右側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータの第２のリングギアの背面、上面、左側の等角図である。 図１４の第２のリングギアの正面、上面、左側の等角図である。 図１４の線１６－１６に沿った第２のリングギアの断面図である。 図３のプラネタリアクチュエータの入力軸の正面、上面、左側の等角図である。 図３のプラネタリアクチュエータのキャリアアセンブリ及び回転防止リングの背面、上面、左側の部分分解等角図である。 キャリアアセンブリに取り付けられた図１８の回転防止リングの背面、上面、左側の等角図である。 部分的に組み立てられた図３のプラネタリアクチュエータの背面、上面、左側の等角図である。 図２０のプラネタリアクチュエータの正面、上面、右側の等角図である。 第１のリングギアを取り外した図３のプラネタリアクチュエータの背面、上面、左側の部分分解等角図である。 組み立てられた状態の図３のプラネタリアクチュエータの背面、上面、左側の等角図である。 定常モードのときの第１の回転位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 定常モードのときの第２の回転位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 定常モードのときの第３の回転位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 定常モードのときの第４の回転位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 位相制御モードのときの第１の方向における第１の位相制御位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 位相制御モードのときの第１の方向における第２の位相制御位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 位相制御モードのときの第１の方向における第３の位相制御位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 位相制御モードのときの第２の方向における第１の位相制御位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 位相制御モードのときの第２の方向における第２の位相制御位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 位相制御モードのときの第２の方向における第３の位相制御位置にある図３のプラネタリアクチュエータの背面図である。 本願開示のカム位相制御システムの背面、上面、左側の等角図である。 図３４のカム位相制御システムの左側面図である。 図３５の線３６－３６に沿ったカム位相制御システムの部分断面図である。 図３４のカム位相制御システムの正面図である。 図３７の線３８－３８に沿ったカム位相制御システムの断面図である。 図３４のカム位相制御システムの背面、上面、左側の分解等角図である。 図３４のカム位相制御システムのスプロケットハブの背面、上面、左側の等角図である。 図３４のカム位相制御システムのエンドキャップの背面、上面、左側の等角図である。 図３４のカム位相制御システムのクレードルロータの背面、上面、左側の等角図である。 図３４のカム位相制御システムのベアリングケージの背面、上面、左側の等角図である。 内部にロックアセンブリを取り付けた図４３のベアリングケージの背面、上面、左側の等角図である。 コンプライアンスばねを取り付けた図４４のベアリングケージの背面、上面、左側の等角図である。 内部にプラネタリアクチュエータ１０４を取り付けた図４５のベアリングケージの背面、上面、左側の等角図である。 図３５の線４７－４７に沿ったカム位相制御システムの断面図である。 図３５の線４８－４８に沿ったカム位相制御システムの断面図である。 図３５の線４９－４９に沿ったカム位相制御システムの断面図である。 回転アクチュエータが無い状態の図３４のカム位相制御システムの背面、上面、左側の等角図である。 図３４のカム位相制御システムの入力軸、回転防止リング及び回転アクチュエータの正面、上面、右側の部分分解等角図である。 回転アクチュエータに取り付けられた図５１の入力軸及び回転防止リングの正面、上面、右側の部分等角図である。

ここでいう「軸方向」との用語及びその変形は、特定の要素又はシステムの対称軸、中心軸、又は長手方向に概ね沿った方向をいう。例えば、ある要素の軸方向に延在する構成要素は、当該要素の対称軸又は長手方向に対して平行な方向に概ね沿って延在する構成要素とすることができる。これに対応して、ここでいう「径方向」との用語及びその変形は、軸方向に対して概ね垂直な方向をいう。例えば、ある要素の径方向に沿った構造は、当該要素の長手軸又は中心軸に対して垂直な方向に少なくとも部分的に概ね沿って延在するものとすることができる。また、ここで「周方向」との用語及びその変形を使用した場合、ある物の概ね周まわりに延在し、又は特定の要素若しくはシステムの概ね対称軸まわり、中心軸まわり又は長手方向まわりに延在する方向をいう。

従来の回転位相制御（すなわち選択的相対回転又は回転差）システムは、２つの要素間の所望の相対回転を達成するために力又は変位を加える入力メカニズムを必要とする。中には、軸方向／直線入力がアクチュエータにより提供されるシステムがある。所望の位相制御を促進するために必要とされる力の量が増大すると、従来の位相制御システムではそのコストが指数関数的に増加する。さらに、位相制御システムにより提供される相対回転量が増大すると、その位相制御システムの高さも増大する。つまり、所与の用途で必要とされる相対回転量が増大するにつれて、軸方向／直線入力を提供するアクチュエータもストロークを増加する必要があり、これによりアクチュエータの高さが増大し、位相制御システムの全パッケージサイズが増大する。

本願開示は一般に、回転システムにおいて選択的に制御下で相対回転を達成するためのシステム及び方法を提供する。一部の非限定的な例では、プラネタリアクチュエータは、２つの回転要素の間に結合することができる。例えば、第１の回転要素を外部動力源によって所望の回転速度で駆動すると共に、第２の回転要素をその第２の要素によって回転駆動することができる。プラネタリアクチュエータは第１の要素によって回転駆動されるものとすることができると共に、第１の要素と第２の要素との間の選択的な相対回転を可能にするように第１の回転要素と第２の回転要素との間に結合することができる。例えば、プラネタリアクチュエータは第２の要素を回転変位させ又は当該一部に回転力を加えることにより、第１の要素と第２の要素との間に所望の方向の所定の相対回転（すなわち所定の回転差）を提供するように構成することができる。

本願開示のプラネタリアクチュエータの使用により、相対回転運動を促進するために軸方向／直線変位／力ではなく回転変位／回転力が用いられるので、位相制御システムの軸方向高さを縮小することができる。さらに、相対回転運動を達成するために必要な力の量を、従来の位相制御システムと比較して格段に低減することもでき、これにより、プラネタリアクチュエータを用いる位相制御システムのコストが削減される。

図１は、本願開示の非限定的な一例の回転位相制御システム１００を示す概略図である。図中の非限定的な例では、回転位相制御システム１００は回転アクチュエータ１０２と、プラネタリアクチュエータ１０４と、第１の回転要素１０６と、第２の回転要素１０８と、を備えることができる。一部の非限定的な例では、回転アクチュエータ１０２は、所望の方向における所定量の回転力／変位を選択的に出力する構成とすることができる。例えば、回転アクチュエータ１０２は、ロータに電磁結合されたステータを備えることができ、ステータの通電を選択的に行うことにより、ロータが所望の方向に電磁的に回転する。

プラネタリアクチュエータ１０４は、回転アクチュエータ１０２と、第１の回転要素１０６及び第２の回転要素１０８の両方との間に結合することができる。図中の非限定的な例では、プラネタリアクチュエータ１０４は第１のプラネタリギアセット１１０と第２のプラネタリギアセット１１２とを備えている。第１のプラネタリギアセット１１０は第１のサンギア１１４と、第１のプラネットギアセット１１６と、第１のリングギア１１８と、を備えることができる。第２のプラネタリギアセット１１２も同様に、第２のサンギア１２０と、第２のプラネットギアセット１２２と、第２のリングギア１２４と、を備えることができる。

一般に、第１のサンギア１１４及び第２のサンギア１２０のうち一方を回転不能（すなわち回転阻止）することができる。回転不能ではないサンギアは、入力軸１２６に結合することができる。図中の非限定的な例では、第１のサンギア１１４が入力軸１２６と共に回転するように第１のサンギア１１４を入力軸１２６に結合すると共に、第２のサンギア１２０を回転不能とすることができる。他の非限定的な例では、第１のサンギア１１４を回転不能とすると共に、第２のサンギア１２０が入力軸１２６と共に回転するように第２のサンギア１２０を入力軸１２６に回転結合することができる（例えば図２等参照）。一部の非限定的な例では、入力軸１２６は、当該入力軸１２６に回転結合されるサンギアと一体に（すなわち単一部品として）形成することができる。一部の非限定的な例では、入力軸１２６と、これに回転結合されたサンギアとを個別又は別体の部品とし、これらの部品を互いに回転結合することができる。

第１のリングギア１１８は第１の回転要素１０６に結合することができ、第２のリングギア１２４は第２の回転要素１０８に結合することができる。一般に、第１の回転要素１０６は外部動力源（例えば内燃機関、電気モータ、又は他のレシプロ回転機械等）によって所望の速度で所望の方向に回転駆動されることができる。第２の回転要素１０８は第１の回転要素１０６によって直接的又は間接的に所望の速度で回転駆動されることができ、この所望の速度は第１の回転要素１０６の回転速度と異なる又は同一とすることができる。例えば、第１のプラネットギアセット１１６及び第２のプラネットギアセット１２２を共通のキャリアに結合することができる。これによって例えば、第１の回転要素１０６が回転することにより第１のリングギア１１８を回転駆動することができ、この第１のリングギア１１８が第１のプラネットギアセット１１６を回転させる。第１のプラネットギアセット１１６が上記の共通のキャリアを駆動し、この共通のキャリアが第２のプラネットギアセット１２２を回転駆動することができる。第２のプラネットギアセット１２２は第２のリングギア１２４を回転駆動することができる。

回転アクチュエータ１０２は、入力軸１２６と共に回転するように入力軸１２６に回転結合することができる。これにより、回転アクチュエータ１０２によって提供される選択的な回転出力を、入力軸１２６を介して第１のサンギア１１４に伝えることができる。入力軸１２６を介した回転アクチュエータ１０２による第１のサンギア１１４の上記の回転は、直接的又は間接的に、第１のプラネットギアセット１１６と第１のリングギア１１８とを介して、第１の回転要素１０６に伝えることができる。第１の回転要素１０６に提供される回転の大きさは、入力軸１２６から第１のリングギア１１８へのギア比に依存することができる。いずれの場合にも、上記のギア比は既知とすることができるので、回転アクチュエータ１０２は、選択的に所望の方向に所定の大きさだけ第１の回転要素１０６を第２の回転要素１０８に対して相対回転させることができる。このようにして例えば、プラネタリアクチュエータ１０４が回転アクチュエータ１０２から第１の回転要素１０６へ回転トルク／変位を伝達することにより、第１の回転要素１０６が第２の回転要素１０８に対して所望の方向に所定の大きさだけ相対回転できるようにすることができる。

一般に、プラネタリアクチュエータ１０４の設計及び実装に必要なのは、第１の回転要素１０６、第２の回転要素１０８の一方又は両方によって常時回転させるための入力信号ではなく、相対回転を行いたいときに回転させる入力信号のみ（すなわち、回転アクチュエータ１０２から第１のサンギア１１４へ供給される入力トルク／変位のみ）である。相対回転を望まない定常動作の際は、入力信号は回転不能（例えば定常状態）とすることができる。位相変化（すなわち相対回転）の際には、回転アクチュエータ１０２は第１の回転要素１０６又は第２の回転要素１０８のいずれかと同一速度で回転する必要がない。例えば、回転アクチュエータ１０２ひいては第１のサンギア１１４を所望の相対角度の変化率で回転するだけで良い場合がある。以上のことにより、例えば所望の相対回転を達成するために回転アクチュエータ１０２が必要とする出力及び速度は、第１の回転要素１０６及び／又は第２の回転要素１０８の速度に依存しないことが可能である。さらに、入力軸１２６と第２の回転要素１０８との間にギア減速が存在する非限定的な例では、このギア減速が、所望の相対回転を達成するために必要なトルクの量を減少させることができる。

一部の非限定的な例では、内燃機関のカム位相制御システムにおいて、カム軸とクランク軸との間の選択的な回転位相制御（すなわち所定量の相対回転）を促進するため、プラネタリアクチュエータ１０４を使用することができる。一部の適用例では、プラネタリアクチュエータ１０４を用いてカム軸とクランク軸との間の位相制御を直接駆動することができる。例えば、カム軸と共に第１の回転要素１０６を回転させるように第１の回転要素１０６をカム軸に回転結合すると共に、クランク軸と共に第２の回転要素１０８を回転させるように第２の回転要素１０８をクランク軸に回転結合することができる。回転アクチュエータ１０２からの選択的な回転出力はプラネタリアクチュエータ１０４を介して、カム軸とクランク軸との所望の大きさの相対回転又は回転差に変換することができる。一部の適用例では、第２の回転要素１０８がカム軸と共に同一速度で回転する電子的カム位相制御システム（e-phasing system）であって、第１の回転要素１０６に提供される相対回転が直接、カム軸とクランク軸との間の回転関係を変化させる電子的カム位相制御システムにおいて、プラネタリアクチュエータ１０４を使用することができる。

一部の適用例では、カム軸とクランク軸との相対回転を選択的に許可するためにカム軸とクランク軸との間にツーウェイクラッチ又はロック機構を結合した機械的なカム位相制御システムにおいて、プラネタリアクチュエータ１０４を使用することができる。かかる適用例ではプラネタリアクチュエータ１０４は、所望の方向におけるカム軸とクランク軸との選択的な相対回転を容易にするため、回転アクチュエータ１０２によってツーウェイクラッチ又はロック機構に供給される回転出力により定まる所定量の回転力／変位をツーウェイクラッチ又はロック機構に提供する構成とすることができる。

一部の適用例では、電気モータにおいて、ロータが回転するにつれてロータのアライメントを所定の大きさだけ選択的に変化させるために、プラネタリアクチュエータ１０４を使用することができる。

図３は、本願開示の非限定的な一例のプラネタリアクチュエータ１０４を示す。図中の非限定的な例では、プラネタリアクチュエータ１０４は第１のリングギア２００と、第１のサンギア２０２と、キャリアアセンブリ２０４と、第２のリングギア２０６と、第２のサンギア２０８と、入力軸２１０と、を備えることができる。図中の非限定的な例では、プラネタリアクチュエータ１０４の構成要素は、共通の中心軸Ｃに沿って配列することができる。

図３～５を参照すると、第１のリングギア２００は内側の歯列面２１２と外面２１４とを有することができる。歯列面２１２は第１のリングギア２００の軸方向端部から径方向内側に延在することができ、歯列面２１２に周方向に延在する複数のギア歯を有することができる。第１のリングギア２００の外面２１４は当該第１のリングギア２００の径方向外側のエッジから軸方向に延在して、第１のリングギア２００の内側にキャビティ２１５を形成する。外面２１４は複数の凹みスロット２１６とリップ２１８とを有することができる。これら複数の凹みスロット２１６は径方向内側において窪んでおり、軸方向には、外面２１４の長さに沿った範囲に及ぶ。図中の非限定的な例では、第１のリングギア２００は４つの凹みスロット２１６を有し、これら４つの凹みスロット２１６は外面２１４に周方向に等間隔に配置されている。他の非限定的な例では、第１のリングギア２００が有する凹みスロット２１６を４より多く又は少なくすることができ、また、これらの凹みスロット２１６は外面２１４に周方向に任意の間隔で配置することができる。

図中の非限定的な例では、リップ２１８は第１のリングギア２００の軸方向端から径方向外側に延在している。リップ２１８の延在起点となる軸方向端は、第１のリングギア２００における歯列面２１２とは軸方向反対側の端部であってよい。プラネタリアクチュエータ１０４が組み立てられる際には、外面２１４にスナップリング２２０をリップ２１８に当たるように設けることができる。スナップリング２２０は、径方向内側に延在する突起２２１を有することができ、この各突起２２１は、組立体における第１のリングギア２００の軸方向位置を維持するために、凹みスロット２１６の各対応する１つにそれぞれ受容されることができる。

図６～９を参照すると、キャリアアセンブリ２０４は、第１のプラネットギアセット２２２と、第２のプラネットギアセット２２４と、キャリアプレート２２６と、を備えることができる。第１のセットのプラネットギア２２２と第２のセットのプラネットギア２２４とは、キャリアプレート２２６の軸方向に相反対側に配置することができる。図中の非限定的な例では、第１のプラネットギアセット２２２は３つのプラネットギア２２８を含むことができ、これら３つのプラネットギア２２８は、第１のサンギア２０２の周囲に周方向に配列されて第１のサンギア２０２と噛み合う。他の非限定的な例では、第１のプラネットギアセット２２２に含まれ第１のサンギア２０２の周囲に周方向に配列されてこれと噛み合うプラネットギア２２８は、３つより多く又は少なくすることができる。

図中の非限定的な例では、第１のサンギア２０２は、プラネットギア２２８の中央に配置することができ、当該第１のサンギア２０２の片側から軸方向に貫通する軸２３０を含んでもよい（例えば図８等参照）。軸２３０は、当該軸２３０における第１のサンギア２０２とは軸方向反対側の他端に配置された先端２３２と、軸方向において当該先端２３２と第１のサンギア２０２との間に配置されたスロット２３３と、を備えることができる。図中の非限定的な例では、入力軸２１０と第１のサンギア２０２とが共に回転するように入力軸２１０を第１のサンギア２０２に回転結合できるようにするため、先端２３２は全体的に六角形の形状となっている。他の非限定的な例では、先端２３２は、入力軸２１０と共に第１のサンギア２０２を回転させるために入力軸２１０と第１のサンギア２０２とを回転結合できる任意の回転防止性の幾何学的形状（例えば、卵形、正方形、三角形、多角形等）とすることができる。スロット２３３は、軸２３０の径方向内側に向かって窪んだものとすることができる。

第１のサンギア２０２の軸２３０は、キャリアプレート２２６を軸方向に貫通する中央開口２３４内に受けて挿通することができる。また、軸２３０は、第２のサンギア２０８を軸方向に貫通して、スロット２３３及び軸２３０の先端２３２が第２のサンギア２０８から軸方向に突出することもできる。軸２３０は第２のサンギア２０８を貫通するが、第１のサンギア２０２は、第２のサンギア２０８に対して独立して相対回転可能とすることができる。スロット２３３にスナップリング２３５を挿入して、軸２３０がキャリアプレート２２６に対して軸方向に相対変位することを防止し、これにより第１のサンギア２０２がキャリアプレート２２６に対して軸方向に相対変位することを防止することができる。

図中の非限定的な例では、第２のプラネットギアセット２２４は３つのプラネットギア２３６を含むことができ、これら３つのプラネットギア２３６は、第２のサンギア２０８の周囲に周方向に配列されて第２のサンギア２０８と噛み合う。他の非限定的な例では、第２のプラネットギアセット２２４に含まれ第２のサンギア２０８の周囲に周方向に配列されてこれと噛み合うプラネットギア２３６は、３つより多く又は少なくすることができる。第２のサンギア２０８は、プラネットギア２３６の中央に配置することができ、また、当該第２のサンギア２０８の少なくとも一部がプラネットギア２３６から軸方向にはみ出ることを確実にするのに充分な軸方向高さとすることができる。つまり、第２のサンギア２０８の少なくとも一部がプラネットギア２３６から軸方向に（例えばキャリアプレート２２６から離れる方向等に）はみ出ることを可能にするために、第２のサンギア２０８の軸方向高さはプラネットギア２３６の軸方向高さよりも大きい、ということである。

第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８及び第２のプラネットギアセット２２４のプラネットギア２３６は、キャリアプレート２２６に対して軸方向に相対的に固定することができる。例えば、図１０～１３に示すように、キャリアアセンブリ２０４は、複数のベアリングロッド２３８と一対のリングプレート２４０とを備えることができる。複数のベアリングロッド２３８はそれぞれ、当該各ベアリングロッド２３８の軸方向両端に配置された一対のスロット２４２を有することができる。各スロット２４２は、各スロット２４２のベアリングロッド２３８内において径方向内側に向かって延在することができる。各ベアリングロッド２３８は、第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８のうち１つと、キャリアプレート２２６のロッド開口２４３（例えば図７等参照）と、第２のプラネットギアセット２２４のプラネットギア２３６のうち１つと、両リングプレート２４０と、に軸方向に挿通されることができる。リングプレート２４０の軸方向外側の表面（例えば、リングプレートにおけるキャリアプレート２２６とは反対側の表面）において、各スロット２４２にスナップリング２４４を入れることができる。このようにして例えば、第１のプラネットギアセット２２２の各プラネットギア２２８及び第２のプラネットギアセット２２４の各プラネットギア２３６がキャリアプレート２２６に対して軸方向に相対変位することを防止することができる。

図１４～１６を参照すると、第２のリングギア２０６は、内側の歯列面２４６と、フランジ２４８と、一対の周方向スロット２５０とを備えることができる。歯列面２４６は、当該歯列面２４６の周囲に周方向に延在する複数のギア歯を有することができる。フランジ２４８は、第２のリングギア２０６の第１の軸方向端部２５２から径方向外側に向かって延在することができる。一対の周方向スロット２５０は、フランジ２４８を軸方向に貫通し、径方向には、第２のリングギア２０６の外面２５４内へ延在する。スロット２５０は、第２のリングギア２０６の第１の軸方向端部２５２から外面２５４に軸方向に沿って当該第２のリングギア２０６の第１の軸方向端部２５２と第２の軸方向端部２５６との間の場所まで及ぶことができる。図中の非限定的な例では、スロット２５０は、フランジ２４８の周方向において相対向する側に配置され、各スロット２５０はそれぞれフランジ２４８の一部まわりに周方向に延在する。

図１７に示されているように、入力軸２１０は、当該入力軸２１０の軸方向一端に配された入力先端２５８と、当該入力軸２１０の軸方向他端に配された結合用開口２６０と、を有する。入力先端２５８は、例えば回転アクチュエータを入力軸２１０に結合できるようにするため、全体的に六角形の形状とすることができる。他の非限定的な例では、入力先端２５８は、回転アクチュエータと共に回転するために入力軸２１０と回転アクチュエータとを回転結合できる任意の回転防止性の幾何学的形状（例えば、卵形、正方形、三角形、多角形等）とすることができる。

結合用開口２６０は軸方向に入力軸２１０内へ延在し、第１のサンギア２０２に取り付けられた軸２３０の先端２３２の形状と一致するように全体的に六角形の形状となっている。これによって例えば、入力軸２１０と第１のサンギア２０２とが共に回転するように、先端２３２を結合用開口２６０に挿入して入力軸２１０を第１のサンギア２０２に回転結合できるようにすることができる。他の非限定的な例では、結合用開口２６０は、軸２３０の先端２３２の形状と一致する任意の回転防止性の幾何学的形状（例えば、卵形、正方形、三角形、多角形等）とすることができる。

一般に、第１のサンギア２０２及び第２のサンギア２０８の一方を回転しないように回転不能とすることができる。図１８及び図１９に示されている非限定的な例では、第２のサンギア２０８を回転防止リング２６２に結合することができる。第２のサンギア２０８が第２のプラネットギアセット２２４のプラネットギア２３６から軸方向にはみ出ていることにより、回転防止リング２６２を第２のサンギア２０８に近付けて第２のサンギア２０８の一部に軸方向に嵌めることができる。図中の非限定的な例では、回転防止リング２６２の内面２６４を第２のサンギア２０８に軸方向に挿入できるように、当該内面２６４を第２のサンギア２０８の歯列プロファイルに合わせている。回転防止リング２６２は、当該回転防止リング２６２から径方向外側に延在する１つ又は複数のタブ２６６を有することができる。一部の非限定的な例では、回転不能な外部部品にタブ２６６を結合することにより、回転防止リング２６２の回転を防止して第２のサンギア２０８の回転を防止することができる。一部の非限定的な例では、第１のサンギア２０２を回転不能とし、第２のサンギア２０８は、入力軸２１０と共に回転するように入力軸２１０に結合することができる。

図２０～２３を参照すると、歯列面２１２が第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８と噛み合うように、組み立てられたキャリアアセンブリ２０４の少なくとも一部を、第１のリングギア２００のキャビティ２１５に挿入することができる。第２のリングギア２０６は、歯列面２４６が第２のプラネットギアセット２２４のプラネットギア２３６と噛み合うように、キャリアアセンブリ２０４に嵌めることができる。

一般に、プラネタリアクチュエータ１０４の動作時には、第１のリングギア２００及び第２のリングギア２０６は所望の方向に自在に回転可能とすることができる。例えば、第１のリングギア２００は、歯列面２１２が、第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８と噛み合うことにより第１のサンギア２０２まわりに回転可能とすることができる。第２のリングギア２０６も同様に、歯列面２４６が第２のプラネットギアセット２２４のプラネットギア２３６と噛み合うことにより第２のサンギア２０８まわりに回転可能とすることができる。

第２のサンギア２０８は、回転防止リング２６２によって回転不能とすることができるので、第１のサンギア２０２を選択的に回転させて、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の回転関係を変更することができる。例えば、入力軸２１０は、第１の方向に所望の回転大きさを選択的に回転することができ、この回転により、入力軸２１０と回転結合した第１のサンギア２０２が第１の方向に回転する。第１のサンギア２０２が第１の方向に回転することにより、第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８が第１の方向とは反対の方向に回転することができ、これによって最終的には、第１のリングギア２００が上述の第１の方向とは反対の方向に第２のリングギア２０６に対して相対回転する。第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の相対回転又は回転差の大きさは、第１のリングギア２００と入力軸２１０との間で定められるギア比に依存することができる。例えば、合成ギア比（resultant gear ratio）は、入力軸２１０と第１のサンギア２０２とのギア比と、第１のサンギア２０２と第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８とのギア比と、第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８と第１のリングギア２００との間のギア比と、の各ギア比を考慮したものである。いずれの場合においても、合成ギア比が分かれば、入力軸２１０が回転する度数は、第１のリングギア２００が第２のリングギア２０６に対して相対回転する既知の度数と相関することができる。従って、入力軸２１０の回転の方向及び大きさは、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の相対回転又は回転差の所定の方向及び大きさと相関することができる。

一部の適用例では、第１の回転要素（例えば内燃機関のカム軸、電気モータのロータ等）と共に回転するように第１のリングギア２００を第１の回転要素に回転結合し、第２の回転要素（例えば内燃機関のクランク軸、電気モータのロータの一部等）と共に回転するように第２のリングギア２０６を第２の回転要素に回転結合することができる。第２の回転要素は第１の回転要素によって所定の回転速度で回転されることができ、第１の回転要素は、当該第１の回転要素の所定の回転速度と同一又は異なる回転速度で第２の回転要素を駆動することができる。

一部の適用例では、プラネタリアクチュエータ１０４は、第１の回転要素と第２の回転要素との間に相対回転あるいは回転差を選択的に付与するために、第１の回転要素と第２の回転要素との間に回転結合することができる。一般に、プラネタリアクチュエータ１０４は、第１の回転要素と第２の回転要素との間の回転関係を維持する定常モードと、第１の回転要素と第２の回転要素との間の回転関係を所望の方向及び所望の大きさにオフセットする位相制御モードと、で動作可能とすることができる。

図２４～２７は、定常モードで動作するプラネタリアクチュエータ１０４を示しており、同図では、第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８の回転を順に追って当該プラネットギア２２８に付番している。図２４～２７に示されているように、第１のリングギア２００及び第２のリングギア２０６は、第１の方向（例えば、図２４～２７では反時計回り）に回転している。上記にて述べたように、第１のリングギア２００は、第２の回転要素の回転によって回転駆動される第１の回転要素に回転結合することができ、この第２の回転要素は第２のリングギア２０６に回転結合されている。

定常モードでは、入力軸２１０は相対回転不能に保持することができ、これによって第１のサンギア２０２は、入力軸２１０と第１のサンギア２０２との回転結合によって相対回転不能とすることができる。さらに、第２のサンギア２０８も、回転防止リング２６２によって相対回転不能とすることができる。第１のサンギア２０２及び第２のサンギア２０８が相対回転不能とされていることにより、第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８は第１のリングギア２００の回転によって、第１のサンギア２０２まわりに回転することができ、第２のプラネットギアセット２２４のプラネットギア２３６は、第２のリングギア２０６の回転によって、第２のサンギア２０８まわりに回転することができる。このようにして、定常モードでは、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の相対的な回転の向きを維持することができ、これにより第１の回転要素と第２の回転要素との間の相対的な回転の向きを維持することができる。図中の非限定的な実施例では、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６とは、定常モードでは同じ回転速度で回転している。他の非限定的な例では、用途に応じて、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６とが異なる回転速度で回転することができる。

図２８～３０は、第１の方向に位相制御を行う位相制御モードで動作するプラネタリアクチュエータ１０４を示す。図２８～３０に示されているように、第１のリングギア２００は、第１の方向（例えば図２８～３０では時計回り）に第２のリングギア２０６に対して選択的に相対回転することができる。第１の方向における第２のリングギア２０６に対する第１のリングギア２００の相対回転を容易にするために、回転アクチュエータに回転結合することができる入力軸２１０は、第１の方向とは反対の第２の方向に回転することができる。入力軸２１０が第２の方向に回転することにより、第１のサンギア２０２が第２の方向に回転する。第１のサンギア２０２が第２の方向に回転することによって第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８が第１の方向に回転し、このプラネットギア２２８の回転により第１のリングギア２００が第１の方向に回転する。第２のサンギア２０８が相対回転不能となっていることにより、上述の第１のサンギア２０２の選択的な回転、ひいては第１のリングギア２００の上述の選択的な回転によって、第１のリングギア２００が第２のリングギア２０６に対して第１の方向に相対回転することが可能になる。

図３１～３３は、第２の方向に位相制御を行う位相制御モードで動作するプラネタリアクチュエータ１０４を示す。図３１～３３に示されているように、第１のリングギア２００は、第２の方向（例えば図３１～３３では反時計回り）に第２のリングギア２０６に対して選択的に相対回転することができる。第２の方向における第２のリングギア２０６に対する第１のリングギア２００の相対回転を容易にするために、回転アクチュエータに回転結合することができる入力軸２１０を、第２の方向とは反対の第１の方向に回転させることができる。入力軸２１０が第１の方向に回転することにより、第１のサンギア２０２が第１の方向に回転する。第１のサンギア２０２が第１の方向に回転することによって第１のプラネットギアセット２２２のプラネットギア２２８が第２の方向に回転し、このプラネットギア２２８の回転により第１のリングギア２００が第２の方向に回転する。第２のサンギア２０８が相対回転不能となっていることにより、上述の第１のサンギア２０２の選択的な回転、ひいては第１のリングギア２００の選択的な回転によって、第１のリングギア２００が第２のリングギア２０６に対して第２の方向に相対回転することが可能になる。

本願明細書に記載されるように、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の相対回転の量は、入力軸２１０と第１のリングギア２００との間の既知のギア比によって求めることができる。図２８～３３は、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の相対回転を示しているが、適用時には、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６を同位相に調整しつつ回転させることができ、又は相対回転を生じさせつつ回転させることができることが明らかである。さらに、プラネタリアクチュエータ１０４の設計により、第１のリングギア２００（及び第１のリングギア２００に回転結合された任意の他の回転要素）と第２のリングギア２０６（及び第２のリングギア２０６に回転結合された任意の他の回転要素）との間の３６０度の周回遅れの相対回転も可能になる。

一般に、プラネタリアクチュエータ１０４の設計及び具現化に必要なのは、入力信号（すなわち、入力軸２１０から第１のサンギア２０２へ提供される入力トルク／入力速度／入力変位）が常時第１のリングギア２００及び／又は第２のリングギア２０６のいずれかを回転させることではなく、相対回転が必要な場合に入力信号が回転させることだけである。定常動作のとき、相対回転が必要でない場合には、入力軸２１０は回転不能（例えば定常状態）とすることができる。位相変化（すなわち相対回転）の際には、入力軸２１０は、第１のリングギア２００又は第２のリングギア２０６のいずれかと同じ速度で回転する必要はない。例えば、入力軸２１０は、所望の相対角の変化率で回転するだけでよく、これにより、第１のサンギア２０２も所望の相対角の変化率で回転するだけでよいこととすることができる。このようにして、例えば、位相制御モードのときの入力軸２１０の回転（すなわち速度／変位）は、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６との間の所望の相対回転の大きさに比例することができる。このようにして、所望の相対回転を達成するために入力軸２１０を回転させるために必要な出力及び速度は、第１のリングギア２００及び／又は第２のリングギア２０６の速度に依存しないことができる。さらに、入力軸２１０と第２のリングギア２０６との間にギア減速が存在する非限定的な例では、このギア減速により、所望の相対回転を達成するために必要とされるトルクの量を低減することができる。

一般に、プラネタリアクチュエータ１０４は、選択的で制御可能な相対回転が望まれる回転システムにおいて利用することができる。例えば、プラネタリアクチュエータ１０４は、電子的なカム位相制御システム（e-phasing system）、機械的カム位相制御システム、電子モータ等において具現化することができる。図３４～３９は、機械的カム位相制御システム３００内に設置されたプラネタリアクチュエータ１０４の非限定的な一例を示す。図中の非限定的な例では、機械的カム位相制御システム３００は、スプロケットハブ３０２と、クレードルロータ３０４と、ベアリングケージ又はスパイダーロータ３０８と、複数のロックアセンブリ３１０と、エンドキャップ３１２と、プラネタリアクチュエータ１０４と、を備えることができる。プラネタリアクチュエータ１０４と、スプロケットハブ３０２と、クレードルロータ３０４と、ベアリングケージ３０８と、エンドキャップ３１２とはそれぞれ、組み立てられたときに共通の中心軸Ｃを共有することができる。

図中の非限定的な例では、機械的カム位相制御システム３００は回転アクチュエータ３１３を備えることができる。一部の非限定的な例では、回転アクチュエータ３１３はステータと、ステータに電磁的に結合されたロータとを備えることができる。回転アクチュエータ３１３に電流を印加して、回転アクチュエータ３１３により、所望の方向及び所望の力の回転出力を生じさせることができる。一部の非限定的な実施例では、回転アクチュエータ３１３はブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モータの形態とすることができる。

図４０及び図４１を具体的に参照すると、スプロケットハブ３０２は、その外径上に配置されたギア３１１を含むことができ、このギア３１１は、例えばベルト、チェーン又は歯車機構アセンブリを介して、内燃機関（不図示）のクランク軸（不図示）と結合することができる。スプロケットハブ３０２は、内面３１６と、スプロケットスリーブ３１８と、前面３２０と、を有することができる。スプロケットスリーブ３１８は全体的に環状の形状とすることができ、スプロケットハブ３０２内に受容されるように構成されている。組立ての際には、図４０に示されているように、スプロケットスリーブ３１８の寸法は、スプロケットハブ３０２の内面３１６によって受けられて内面３１６と係合する寸法とすることができる。スプロケットハブ３０２とスプロケットスリーブ３１８とを個別部品に分離することにより、スプロケットハブ３０２の耐久性及び製造性を改善することができる。特に、スプロケットスリーブ３１８はより簡素な幾何学的態様とすることができ、これにより、より良好な公差で、よりロバストな材料特性で（例えば、ロックアセンブリ３１０との係合にさらに適したより高硬質の材料から）スプロケットスリーブ３１８を製造することができる。

スプロケットハブ３０２の前面３２０は、当該スプロケットハブ３０２と共に回転するようにエンドキャップ３１２をスプロケットハブ３０２に取り付けるための締結要素を受けるように構成された複数の開口３２２を含むことができる。さらに、スプロケットハブ３０２の前面３２０は、軸方向に窪んだ複数の周方向スロット３２４を有することができ、これらの周方向スロット３２４は、エンドキャップ３１２の外周から突出する径方向突起３２６を受けるように構成されている。いずれの場合においても、エンドキャップ３１２は、スプロケットハブ３０２と共に回転するようにスプロケットハブ３０２に結合することができる。エンドキャップ３１２は、複数のカバー開口３２８と、中心開口３３０と、を有することができる。これら複数の各カバー開口３２８は、スプロケットハブ３０２の前面３２０の各対応する開口３２２とアライメントするように配置することができる。中心開口３３０は、プラネタリアクチュエータ１０４の少なくとも一部を軸方向に受けるような寸法とすることができる。

図４２を参照すると、クレードルロータ３０４は、１つ又は複数のカム結合用開口３３２を介して内燃機関のカム軸（不図示）に取り付けられる構成とすることができ、カム結合用開口３３２は、カム軸に結合するためにボルト３３４を受ける構成となっている。一般には、クレードルロータ３０４の外面３３６をロックアセンブリ３１０と係合させることができる。この他にも、スプロケットハブ３０２と、クレードルロータ３０４と、カム軸と、クランク軸との相対的結合のための代替構成が可能であることが明らかである。

図４３～４５に示すように、ベアリングケージ３０８は、第１のケージリング３４０と第２のケージリング３４２との間に軸方向に延在する複数のアーム３３８を備えることができる。周方向に隣り合う各対のアーム３３８の間に、複数のロックアセンブリ３１０を１つずつ周方向に配置することができる。ベアリングケージ３０８は、当該ベアリングケージ３０８の第１の面３４６から軸方向に離れる方向に延在する複数の突起３４４を有することができる。突起３４４の数は、ベアリングケージ３０８とプラネタリアクチュエータ１０４の第１のリングギア２００との間に結合されたコンプライアンスばね３４８の数に相当することができる。図中の非限定的な例では、ベアリングケージ３０８は４つの突起３４４を有することができる。他の非限定的な例では、ベアリングケージ３０８に含まれる突起３４４を４つより多く又は少なくすることができる。

各突起３４４はそれぞれ全体的に円柱形とすることができ、また、各１つの対応するコンプライアンスばね３４８に受容されてこれを貫通することができる。一部の非限定的な例では、自由状態ではコンプライアンスばね３４８の両端が互いに離れていく方向に及ぶように、当該コンプライアンスばね３４８を事前付勢することができる。例えば、自由状態ではコンプライアンスばね３４８の両端は、全体的にＶ字形となるように互いに離れていく方向に及ぶことができる。

各ロックアセンブリ３１０は、第１のロック部３５０と、第２のロック部３５２と、これらに対応するロック部支持体３５３とを有することができ、これら各ロック部支持体３５３はそれぞれ、第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２のうちの対応する１つと係合することができる。第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２は、１つ又は複数の付勢部材３５８によって互いに離れていく方向に押し広げることができる。各付勢部材３５８は、それぞれ対応する一対のロック部支持体３５３間に配置してこれらと係合することができ、これにより、第１のロック部３５０と第２のロック部３５２とを互いに離れていく方向に押し広げることができる。図中の各ロックアセンブリ３１０はそれぞれ、ばねの形態の１つの付勢部材３５８を有することができる。他の実施形態では、ロックアセンブリ３１０はそれぞれ複数の付勢部材３５８を有することができ、及び／又は付勢部材３５８は、第１のロック部３５０と第２のロック部３５２とを押し広げることができる任意の実施可能な機械的連結部の形態とすることができる。

図中の非限定的な例では、第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２は、丸いローラベアリングの形態とすることができる。第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２は、スプロケットハブ３０２とベアリングケージ３０８との間で選択的にロック及びロック解除を行うことができる任意の形状とすることができることが明らかである。また、ベアリング以外の第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２についても、他に代替機構が可能であることも明らかである。例えば、第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２は楔形状とすることができる。

図４６～４９を参照すると、プラネタリアクチュエータ１０４がベアリングケージ３０８内に取り付けられると、各コンプライアンスばね３４８の端部は径方向内側に延在し、第１のリングギア２００に形成された複数の凹みスロット２１６のうちそれぞれ対応する１つと係合する。コンプライアンスばね３４８が取り付けられた状態では、第１のリングギア２００の凹みスロット２１６の周方向幅は、コンプライアンスばね３４８の端部が自由状態のときよりも互いに向かって付勢されることを確実にする幅とすることができる。従って、コンプライアンスばね３４８の事前付勢により、ベアリングケージ３０８が第１のリングギア２００と回転アライメントするまで（すなわち、第１のリングギア２００に対して相対回転しなくなるまで）、第１のリングギア２００とベアリングケージ３０８との間の相対回転により生じる力がベアリングケージ３０８において維持されることを保証することができる。

図中の非限定的な例では、複数のロックアセンブリ３１０は、径方向においてスプロケットスリーブ３１８の内面３５９とクレードルロータ３０４の外面３３６との間に配置することができる。

図５０～５２は、プラネタリアクチュエータ１０４と回転アクチュエータ３１３との間の結合を示す。図中の非限定的な例では、回転アクチュエータ３１３により供給される回転出力が入力軸２１０に回転伝動されるように、入力軸２１０の入力先端２５８を回転アクチュエータ３１３に結合することができる。回転アクチュエータ３１３は結合リング３６０を備えることができ、この結合リング３６０は、回転防止リング２６２のタブ２６６を受けるように構成された軸方向に凹むスロット３６２を有する。このようにして例えば、第２のサンギア２０８を回転アクチュエータ３１３に対して相対回転不能とし、第２のサンギア２０８の回転を阻止することができる。入力軸２１０の結合用開口２６０は回転アクチュエータ３１３から軸方向に突出することができ、また、軸２３０の先端２３２に回転結合することができる。このようにして、回転アクチュエータ３１３は第１のサンギア２０２に回転結合されて、第１のサンギア２０２の回転を制御することができる。

一般に、第２のリングギア２０６は、スプロケットハブ３０２と共に回転するようにスプロケットハブ３０２に回転結合されるように構成することができる。図中の非限定的な例では、第２のリングギア２０６はエンドキャップ３１２に固定することができ、エンドキャップ３１２は、スプロケットハブ３０２と共に回転するようにスプロケットハブ３０２に回転結合されている。

動作時には、上記のように、回転アクチュエータ３１３は、第１のリングギア２００の既知の回転変位を達成するように第１のサンギア２０２に回転変位／トルクを加える構成とすることができ、この既知の回転変位は、ベアリングケージ３０８の既知の所望の回転変位に相当する。回転アクチュエータ３１３は、内燃機関のエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）によって制御され、給電を受けることができる。

動作中には、上記のように、スプロケットハブ３０２を内燃機関のクランク軸に結合することができる。内燃機関のカム軸は、クレードルロータ３０４に締結することができる。これにより、カム軸とクランク軸とは共に回転するように機械的カム位相制御システム３００を介して結合することができ、その際には、カム軸はクランク軸の半分の速度で回転する。カム軸は、エンジン動作中に１つ若しくは複数の吸入バルブ及び／又は１つ若しくは複数の排気バルブを作動させるように構成することができる。エンジン動作中には、機械的カム位相制御システム３００を使用して、クランク軸に対するカム軸の回転関係を変更することができ、これにより、吸入バルブ及び／又は排気バルブが開閉する時期（可変バルブタイミング）が変化する。カム軸とクランク軸との間の回転関係を変化させることにより、所与の動作条件におけるエンジン排出量を低減し、及び／又はエンジンの効率を向上させることができる。

エンジンが動作しているときにカム軸の回転調整が望まれない場合には、機械的カム位相制御システム３００はスプロケットハブ３０２とクレードルロータ３０４との間の回転関係をロックすることができ、これによりカム軸とクランク軸との間の回転関係をロックすることができる。このロック状態（例えば、図４７及び図４８参照）では、回転アクチュエータ３１３は、プラネタリアクチュエータ１０４の入力軸２１０に回転出力を供給せず、第１のリングギア２００と第２のリングギア２０６とが、スプロケットハブ３０２と同調して回転する。従って、ベアリングケージ３０８はスプロケットハブ３０２に対して相対回転せず、各ロックアセンブリ３１０の第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２が付勢部材３５８を介して互いに離れて全開することができる。第１及び第２のロック部３５０及び３５２が全開の状態で、第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２は、スプロケットスリーブ３１８の内面３５９及びクレードルロータ３０４の外面３３６のうちの少なくとも１つと係合することができ、これにより第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２はクレードルロータ３０４とスプロケットハブ３０２との間に挟まれて楔止め状態となる。この楔止め状態により、スプロケットハブ３０２に対するクレードルロータ３０４の相対的な動きをロック又は制限することができる（すなわち、スプロケットハブ３０２に対してクレードルロータ３０４の回転位置がロックされる）。従って、機械的カム位相制御システム３００がロック状態にあるときには、カム軸とクランク軸との間の回転関係は変化しない。

現在の動作状態に対して吸入バルブ及び／又は排気バルブタイミングを進角又は遅角させたい場合、回転アクチュエータ３１３はＥＣＭにより、プラネタリアクチュエータ１０４の入力軸２１０に回転変位／トルクを与えるよう指令を受けることができる。上記のように、入力軸２１０の回転の方向及び大きさは、第２のリングギア２０６に対する第１のリングギア２００の相対回転と相関関係にあることができる。第２のリングギア２０６はスプロケットハブ３０２に回転結合されているので、第１のリングギア２００をスプロケットハブ３０２に対して相対回転させることができる。第１のリングギア２００に加わった所望の大きさ及び方向の相対回転は、コンプライアンスばね３４８によってベアリングケージ３０８に回転伝達することができる。例えば、第１のリングギア２００が回転すると、スロット２１６は（相対回転の方向に応じて）コンプライアンスばね３４８の端部のうち１つと係合して、これを周方向に付勢する。コンプライアンスばね３４８のこの周方向バイアスにより、コンプライアンスばね３４８は、対応する力をベアリングケージ３０８の突起３４４上に加える。ベアリングケージ３０８に加えられた力は、クレードルロータ３０４がスプロケットハブ３０２に対する所望の相対回転位置に達するまでベアリングケージ３０８に維持されることとなり、この所望の相対回転位置は、回転アクチュエータ３１３によって与えられる回転入力変位／力によって決定される。換言すると、クレードルロータ３０４がベアリングケージ３０８と回転アライメントして機械的カム位相制御システム３００がロック状態に戻るまで、ベアリングケージ３０８に力が維持される、ということである。

コンプライアンスばね３４８によってベアリングケージ３０８に加えられた回転力はベアリングケージ３０８のアーム３３８を周方向に変位させて、第１のロック部３５０又は第２のロック部３５２のうちいずれか一方をロック位置又は楔止め位置から離脱させると共に、第１のロック部３５０又は第２のロック部３５２のうち他方をロック位置に留めることができる。例えば、ベアリングケージ３０８はロック状態から（図４７及び図４８において）時計回りに所望の回転量だけ回転することができる。ベアリングケージ３０８のこの回転により第１のロック部３５０を係合して第１のロック部３５０を時計回りに回転変位させ、第１のロック部３５０がスプロケットスリーブ３１８の内面３５９やクレードルロータ３０４の外面３３６との係合状態から離脱したロック解除位置にすることができる。他方、第２のロック部３５２は、回転変位せずにロック位置に留まることができる。

第１のロック部３５０の上記のロック解除により、クレードルロータ３０４は、ベアリングケージ３０８が回転した方向と同じ回転方向に回転することができる。それと同時に、第２のロック部３５２がロック位置にあることにより、ベアリングケージ３０８が回転した方向とは反対方向にクレードルロータ３０４が回転するのを防止することができる。このようにして、ベアリングケージ３０８が時計回り３０８に付勢されている上記の非限定的な例では、第１のロック部３５０がロック解除位置にあることによりクレードルロータ３０４が時計回りに回転できると同時に、第２のロック部３５２がロック位置にあることによりクレードルロータ３０４が反時計回りに回転するのを防止することができる。これにより、機械的カム位相制御システム３００は、第１のリングギア２００によってベアリングケージ３０８に与えられた所望の相対回転入力と同一方向に生じるカムトルクパルスから、エネルギーを回収することができる。

例えば、第１のリングギア２００がベアリングケージ３０８を時計回りに回転付勢する非限定的な例では、カムトルクパルスが時計回りの方向にクレードルロータ３０４に印加されるので、クレードルロータ３０４及び第２のロック部３５２は時計回りの方向に回転変位することができる。時計回りのカムトルクパルスが消失すると、クレードルロータ３０４は、スプロケットハブ３０２に対して新しい相対回転位置に位置することができ、この新しい相対回転位置は、時計回りの方向の次のカムトルクパルスがクレードルロータ３０４に印加されるまで、第２のロック部３５２が再度クレードルロータ３０４をロックする位置である。このプロセスは、クレードルロータ３０４が回転変位する場合、第１のロック部３５０がロック位置に戻ることができるよう程度に十分にクレードルロータ３０４が回転変位するまで継続することができる。これが行われると、第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２は両方ともロック位置に来ることができ、また、機械的カム位相制御システム３００はロック状態に戻ることができる。その後、ベアリングケージ３０８は、（クランク軸に対するカム軸の相対的な回転関係を変更するように再度指令を受けるまで）自己の回転位置を維持することにより、第１のロック部３５０及び第２のロック部３５２がロック状態に留まることを保証し、これにより、スプロケットハブ３０２に対するクレードルロータ３０４の相対角度位置をロックすることができる。ベアリングケージ３０８の反時計回りの回転については、上述のプロセスを逆にしたものが行われることが明らかである。

上記のようにプラネタリアクチュエータ１０４を通してベアリングケージ３０８に加えられる所与の回転入力変位／力に応じて、クレードルロータ３０４はベアリングケージ３０８に回転追従し、場合によっては、カムトルクパルスの大きさに依存せずにベアリングケージ３０８の所定の最終回転位置に到達する。すなわち、コンプライアンスばね３４８は、コンプライアンスばね３４８がベアリングケージ３０８を付勢しなくなって、クレードルロータ３０４がベアリングケージ３０８に回転追従してスプロケットハブ３０２に対する所望の相対回転位置に達するまで、回転アクチュエータ３１３からプラネタリアクチュエータ１０４を介してベアリングケージ３０８に与えられた入力変位／力を維持するすることとなる。

この位相制御プロセスの間に行われるスプロケットハブ３０２に対するクレードルロータ３０４の回転により、カム軸とスプロケットハブ３０２との間の回転関係を変化させることができ、これは同時に、カム軸とクランク軸との間の回転関係も変化させる。上述のように、回転アクチュエータ３１３によって与えられる所与の回転入力変位／トルクに対してベアリングケージ３０８により達成される回転量は、第１のサンギア２０２と第１のリングギア２００との間の歯車機構と、それらの間の合成ギア比とに基づいて知ることができる。さらに、機械的カム位相制御システム３００の設計により、クレードルロータ３０４が、ベアリングケージ３０８と同一方向にしか回転できないようにすることもできる。従ってエンジン動作時には、機械的カム位相制御システム３００は、エンジン速度と、カム軸トルクパルスの方向及び大きさとに依存せずに、カム軸とクランク軸との間の回転関係を変更することができる。また、クレードルロータ３０４はベアリングケージ３０８に追従して所望の位置に達するように制約を受けるので、機械的カム位相制御システム３００は、所望の回転位置（すなわち、カム軸とクランク軸との間の所望の回転差）に到達するために連続的にサイクル動作する必要はない。

一般に、プラネタリアクチュエータ１０４の設計及び具現化に必要なのは、回転アクチュエータ３１３が常時、カム軸及びスプロケットハブ３０２と同一速度で回転することではなく、相対回転を行いたいときに回転するための入力信号（すなわち、入力軸２１０から提供されて回転アクチュエータ３１３から第１のサンギア２０２に提供される入力トルク／変位）のみである。定常動作の際には、相対回転を行いたくないときには、回転アクチュエータ３１３を相対回転不能とし、それによって入力軸２１０を相対回転不能とする（例えば、定常状態とする）ことができる。位相の変化（すなわち、相対回転）の際には、回転アクチュエータ３１３ひいては入力軸２１０は、カム軸とスプロケットハブ３０２とを同じ速度で回転させる必要はない。例えば、回転アクチュエータ３１３によって入力軸２１０に供給され、ひいては第１のサンギア２０２に供給される出力は、所望の相対角の変化率で回転するだけでよいこととすることができる。このようにして、例えば、位相制御中の入力軸２１０の回転（すなわち、速度／変位）は、クレードルロータ３０４とスプロケットハブ３０２との間で所望される相対回転の大きさに比例することができる。このようにして、回転アクチュエータ３１３が入力軸２１０を回転させて所望の相対回転を達成するために必要とされる出力及び速度は、エンジン速度に依存しないことが可能である。すなわち、回転アクチュエータ３１３によって出力される出力及び速度は、エンジン速度／カム軸速度の変化に起因して変化しないことが可能である。さらに、入力軸２１０と第２のリングギア２０６との間にギア減速が存在する非限定的な例では、このギア減速により、所望の相対回転を達成するために電動アクチュエータ３１３が出力しなければならないトルクの量を低減することができる。

本願明細書では、詳細な説明を明確かつ簡潔に記載できるように実施形態を記載しているが、実施形態は本発明から逸脱することなく種々に組み合わせ、又は分離できることを意図したものであり、またその旨が明らかである。例えば、本願にて記載されている好適な構成は全て、本願に記載されている発明の全ての側面に適用できることが明らかである。

よって、特定の実施形態及び事例を参照して本発明を説明したが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、数多くの他の実施形態、事例、使用、改良、並びにこれらの実施形態、使用、使用からの派生態様も、本願明細書に添付の特許請求の範囲に包含されることを意図したものである。本願にて引用した各特許公報及び特許公開公報の開示内容は全て参照により本願の開示内容に含まれるものとし、当該各特許公報又は特許公開公報を個別に参照によって含む場合と同等の効果を生ずる。

本発明の種々の構成及び利点は、以下の特許請求の範囲に記載されている。

Claims (78)

1. 第１のサンギアと、
   前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
   前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
   回転不能である第２のサンギアと、
   前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
   前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
   前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
   を備えているプラネタリアクチュエータであって、
   前記入力軸の回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して相対回転する
   ことを特徴とするプラネタリアクチュエータ。
2. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
   請求項１記載のプラネタリアクチュエータ。
3. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
   請求項２記載のプラネタリアクチュエータ。
4. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
   請求項１記載のプラネタリアクチュエータ。
5. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
   請求項４記載のプラネタリアクチュエータ。
6. 前記入力軸によって提供される前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
   請求項１記載のプラネタリアクチュエータ。
7. クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムであって、
   スプロケットハブと、
   クレードルロータと、
   プラネタリアクチュエータと、
   を備えており、
   前記プラネタリアクチュエータは、
   第１のサンギアと、
   前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
   前記クレードルロータに結合され前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
   回転不能である第２のサンギアと、
   前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
   前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアであって、前記スプロケットハブと共に回転するように当該スプロケットハブに対して回転不能である第２のリングギアと、
   前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
   を備えており、
   前記入力軸の回転により前記クレードルロータが前記スプロケットハブに対して相対回転する
   ことを特徴とするカム位相制御システム。
8. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
   請求項７記載のカム位相制御システム。
9. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
   請求項８記載のカム位相制御システム。
10. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項７記載のカム位相制御システム。
11. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項１０記載のカム位相制御システム。
12. 前記スプロケットハブと前記クレードルロータとによって提供される相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項７記載のカム位相制御システム。
13. 前記第１のリングギアは、１つ又は複数のコンプライアンスばねを介してベアリングケージに回転結合されている、
    請求項７記載のカム位相制御システム。
14. 前記１つ又は複数のロックアセンブリは、前記スプロケットハブと前記クレードルロータとの間に配置されている、
    請求項１３記載のカム位相制御システム。
15. 前記入力軸の回転により前記第１のリングギア及び前記ベアリングケージが前記スプロケットハブに対して相対回転する、
    請求項１４記載のカム位相制御システム。
16. 第１のサンギアと、
    前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
    前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
    回転不能である第２のサンギアと、
    前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
    前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
    前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
    を備えているプラネタリアクチュエータであって、
    前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能であり、
    前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる
    ことを特徴とするプラネタリアクチュエータ。
17. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
    請求項１６記載のプラネタリアクチュエータ。
18. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
    請求項１７記載のプラネタリアクチュエータ。
19. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項１６記載のプラネタリアクチュエータ。
20. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項１９記載のプラネタリアクチュエータ。
21. 前記入力軸によって提供される前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項１６記載のプラネタリアクチュエータ。
22. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい、
    請求項１６記載のプラネタリアクチュエータ。
23. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記相対回転の大きさに比例する、
    請求項２２記載のプラネタリアクチュエータ。
24. 前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する、
    請求項１６記載のプラネタリアクチュエータ。
25. 第１のサンギアと、
    前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
    前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
    回転不能である第２のサンギアと、
    前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
    前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
    前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
    を備えているプラネタリアクチュエータであって、
    前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能であり、
    前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい
    ことを特徴とするプラネタリアクチュエータ。
26. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記相対回転の大きさに比例する、
    請求項２５記載のプラネタリアクチュエータ。
27. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
    請求項２５記載のプラネタリアクチュエータ。
28. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
    請求項２７記載のプラネタリアクチュエータ。
29. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項２５記載のプラネタリアクチュエータ。
30. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項２９記載のプラネタリアクチュエータ。
31. 前記入力軸によって提供される前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項２５記載のプラネタリアクチュエータ。
32. 前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる、
    請求項２５記載のプラネタリアクチュエータ。
33. 前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する、
    請求項２５記載のプラネタリアクチュエータ。
34. 第１のサンギアと、
    前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
    前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
    回転不能である第２のサンギアと、
    前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
    前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
    前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
    を備えているプラネタリアクチュエータであって、
    前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能であり、
    前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する
    ことを特徴とするプラネタリアクチュエータ。
35. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
    請求項３４記載のプラネタリアクチュエータ。
36. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
    請求項３５記載のプラネタリアクチュエータ。
37. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項３４記載のプラネタリアクチュエータ。
38. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項３７記載のプラネタリアクチュエータ。
39. 前記入力軸によって提供される前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項３４記載のプラネタリアクチュエータ。
40. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい、
    請求項３４記載のプラネタリアクチュエータ。
41. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記相対回転の大きさに比例する、
    請求項４０記載のプラネタリアクチュエータ。
42. 前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる、
    請求項３４記載のプラネタリアクチュエータ。
43. クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムであって、
    スプロケットハブと、
    クレードルロータと、
    プラネタリアクチュエータと、
    を備えており、
    前記プラネタリアクチュエータは、
    第１のサンギアと、
    前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
    前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
    回転不能である第２のサンギアと、
    前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
    前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
    前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
    を備えており、
    前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能であり、
    前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる
    ことを特徴とするカム位相制御システム。
44. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
    請求項４３記載のカム位相制御システム。
45. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
    請求項４４記載のカム位相制御システム。
46. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項４３記載のカム位相制御システム。
47. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項４６記載のカム位相制御システム。
48. 前記スプロケットハブと前記クレードルロータとによって提供される相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項４３記載のカム位相制御システム。
49. 前記第１のリングギアは、１つ又は複数のコンプライアンスばねを介してベアリングケージに回転結合されている、
    請求項４３記載のカム位相制御システム。
50. 前記１つ又は複数のロックアセンブリは、前記スプロケットハブと前記クレードルロータとの間に配置されている、
    請求項４９記載のカム位相制御システム。
51. 前記入力軸の回転により前記第１のリングギア及び前記ベアリングケージが前記スプロケットハブに対して相対回転する、
    請求項５０記載のカム位相制御システム。
52. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい、
    請求項４３記載のプラネタリアクチュエータ。
53. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記相対回転の大きさに比例する、
    請求項５２記載のプラネタリアクチュエータ。
54. 前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する、
    請求項４３記載のプラネタリアクチュエータ。
55. クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムであって、
    スプロケットハブと、
    クレードルロータと、
    プラネタリアクチュエータと、
    を備えており、
    前記プラネタリアクチュエータは、
    第１のサンギアと、
    前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
    前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
    回転不能である第２のサンギアと、
    前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
    前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
    前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
    を備えており、
    前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能であり、
    前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい
    ことを特徴とするカム位相制御システム。
56. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
    請求項５５記載のカム位相制御システム。
57. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
    請求項５６記載のカム位相制御システム。
58. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項５５記載のカム位相制御システム。
59. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項５８記載のカム位相制御システム。
60. 前記スプロケットハブと前記クレードルロータとによって提供される相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項５５記載のカム位相制御システム。
61. 前記第１のリングギアは、１つ又は複数のコンプライアンスばねを介してベアリングケージに回転結合されている、
    請求項５５記載のカム位相制御システム。
62. 前記１つ又は複数のロックアセンブリは、前記スプロケットハブと前記クレードルロータとの間に配置されている、
    請求項６１記載のカム位相制御システム。
63. 前記入力軸の回転により前記第１のリングギア及び前記ベアリングケージが前記スプロケットハブに対して相対回転する、
    請求項６２記載のカム位相制御システム。
64. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記相対回転の大きさに比例する、
    請求項５５記載のプラネタリアクチュエータ。
65. 前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる、
    請求項５５記載のプラネタリアクチュエータ。
66. 前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する、
    請求項５５記載のプラネタリアクチュエータ。
67. クランク軸とカム軸との回転関係を変化させるためのカム位相制御システムであって、
    スプロケットハブと、
    クレードルロータと、
    プラネタリアクチュエータと、
    を備えており、
    前記プラネタリアクチュエータは、
    第１のサンギアと、
    前記第１のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第１のサンギアと噛み合う第１のプラネットギアセットと、
    前記第１のプラネットギアセットと噛み合う第１のリングギアと、
    回転不能である第２のサンギアと、
    前記第２のサンギアまわりに周方向に配置されて当該第２のサンギアと噛み合う第２のプラネットギアセットと、
    前記第２のプラネットギアセットと噛み合う第２のリングギアと、
    前記第１のサンギアと共に回転するように当該第１のサンギアに回転結合された入力軸と、
    を備えており、
    前記入力軸は、前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を阻止する定常モードと、前記入力軸の所定の大きさの回転により前記第１のリングギアが前記第２のリングギアに対して所望の方向に相対回転する位相制御モードと、で動作可能であり、
    前記第１のリングギアと前記第２のリングギアとの相対回転を達成するために必要なトルクを低減させるため、前記入力軸から前記第２のリングギアへギア減速が存在する
    ことを特徴とするカム位相制御システム。
68. 前記第１のプラネットギアセット及び前記第２のプラネットギアセットはキャリアプレートに結合されている、
    請求項６７記載のカム位相制御システム。
69. 前記第１のプラネットギアセット、前記第２のプラネットギアセット、前記第１のサンギア、及び前記第２のサンギアは、軸方向において前記キャリアプレートに対して相対的に固定されている、
    請求項６８記載のカム位相制御システム。
70. 前記入力軸は、回転アクチュエータと共に回転するように当該回転アクチュエータに回転結合されている、
    請求項６７記載のカム位相制御システム。
71. 前記第２のサンギアは前記回転アクチュエータに対して回転不能である、
    請求項７０記載のカム位相制御システム。
72. 前記スプロケットハブと前記クレードルロータとによって提供される相対回転の大きさは、前記入力軸と前記第１のリングギアとのギア比によって定まる、
    請求項６７記載のカム位相制御システム。
73. 前記第１のリングギアは、１つ又は複数のコンプライアンスばねを介してベアリングケージに回転結合されている、
    請求項６７記載のカム位相制御システム。
74. 前記１つ又は複数のロックアセンブリは、前記スプロケットハブと前記クレードルロータとの間に配置されている、
    請求項７３記載のカム位相制御システム。
75. 前記入力軸の回転により前記第１のリングギア及び前記ベアリングケージが前記スプロケットハブに対して相対回転する、
    請求項７４記載のカム位相制御システム。
76. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記第２のリングギアの回転速度より小さい、
    請求項６７記載のプラネタリアクチュエータ。
77. 前記位相制御モードにおける前記入力軸の回転は、前記相対回転の大きさに比例する、
    請求項７６記載のプラネタリアクチュエータ。
78. 前記入力軸は、前記定常モードにおいて回転的に定常状態となる、
    請求項６７記載のプラネタリアクチュエータ。

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