CN114144594A - 离合器装置 - Google Patents

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CN114144594A CN202080052774.2A CN202080052774A CN114144594A CN 114144594 A CN114144594 A CN 114144594A CN 202080052774 A CN202080052774 A CN 202080052774A CN 114144594 A CN114144594 A CN 114144594A
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Abstract

原动机(20)具有被固定于壳体(12)的定子(21)以及能够相对于定子(21)相对旋转地设置的转子(23),能够通过电力的供给而从转子(23)输出转矩。减速机(30)能够将原动机(20)的转矩减速并输出。减速机(30)具有能够与转子(23)一体旋转地设置的太阳轮(31)、以及能够一边与太阳轮(31)啮合而自转一边在太阳轮(31)的周向上公转的行星齿轮(32)。太阳轮(31)的齿轮宽度(L3)设定为,使得太阳轮(31)与行星齿轮(32)的啮合长度(L2)小于行星齿轮(32)的齿轮宽度(L1)。

Description

离合器装置
关联申请的相互参照
本申请基于2019年7月26日提出的日本专利申请第2019-138331号及2020年7月22日提出的日本专利申请第2020-125633号,这里引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及离合器装置。
背景技术
以往,已知一种离合器装置,通过将离合器的状态变更为卡合状态或非卡合状态而允许或切断第1传递部与第2传递部之间的转矩的传递。
例如,在专利文献1所记载的离合器装置中,将原动机的转矩减速的减速机具有太阳轮、行星齿轮及2个齿圈。2个齿圈分别具有能够与行星齿轮啮合的内齿,所述行星齿轮一边与太阳轮啮合并自转一边公转。2个齿圈的一方固定于收容减速机的壳体。2个齿圈的另一方能够与构成滚珠凸轮的驱动凸轮一体旋转地设置。
这里,2个齿圈的内齿的齿数被设定得不同。由此,当在原动机的转矩的作用下太阳轮旋转时,驱动凸轮相对于壳体相对旋转,从动凸轮相对于壳体沿轴向相对移动。结果,离合器的状态被变更为卡合状态或非卡合状态,允许或切断第1传递部与第2传递部之间的转矩的传递。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-90533号公报
发明内容
在专利文献1的离合器装置中,由于需要将2个齿圈在轴向上串行地排列,所以行星齿轮的轴向的齿轮的长度即齿轮宽度必然变大。此外,在专利文献1的离合器装置中,为了限制保持多个行星齿轮间的相对位置的行星架在轴向上的移动,使太阳轮比行星架的端面突出,设有止动轮。因此,太阳轮的齿轮宽度也随着上述突出而变大。
在上述结构的减速机中,若行星齿轮相对于太阳轮倾斜,则倾斜之前在太阳轮与行星齿轮之间形成的余隙减少与太阳轮和行星齿轮的啮合宽度及倾斜角成比例的量。在该余隙成为0的情况下,可能在太阳轮与行星齿轮之间发生所谓两齿啮合现象,减速机不再正常地动作。
本发明的目的在于,提供能够良好地保持减速机的动作的离合器装置。
本发明的离合器装置具备壳体、原动机、减速机、旋转平移部、离合器和状态变更部。原动机具有固定于壳体的定子及能够相对于定子相对旋转地设置的转子,能够通过电力的供给而从转子输出转矩。
减速机能够将原动机的转矩减速并输出。旋转平移部具有旋转部及平移部,旋转部在被输入从减速机输出的转矩的情况下相对于壳体相对旋转,平移部在旋转部相对于壳体相对旋转的情况下相对于壳体沿轴向相对移动。
离合器设在能够相对于壳体相对旋转地设置的第1传递部与第2传递部之间,在卡合的卡合状态时允许第1传递部与第2传递部之间的转矩的传递,在不卡合的非卡合状态时切断第1传递部与第2传递部之间的转矩的传递。状态变更部从平移部受到轴向的力,能够根据平移部相对于壳体的轴向的相对位置将离合器的状态变更为卡合状态或非卡合状态。
减速机具有能够与转子一体旋转地设置的太阳轮、以及能够一边与太阳轮啮合而自转一边在太阳轮的周向上公转的行星齿轮。
太阳轮的齿轮宽度设定为,使得太阳轮与行星齿轮的啮合长度比行星齿轮的齿轮宽度小。因此,即使行星齿轮相对于太阳轮倾斜,也能够确保太阳轮与行星齿轮的啮合节圆上的圆周方向的间隙,能够抑制太阳轮与行星齿轮之间的两齿啮合现象的发生。因而,能够良好地保持减速机的动作。
附图说明
关于本发明的上述目的及其他目的、特征及优点,参照附图且通过下述详细记载会更加明确。
图1是表示第1实施方式的离合器装置的剖视图。
图2是表示第1实施方式的离合器装置的一部分的剖视图。
图3是2kh型奇异行星齿轮减速机的示意图、以及表示输入输出模式与惯性力矩及减速比的关系的表。
图4是3k型奇异行星齿轮减速机的示意图、以及表示输入输出模式与惯性力矩及减速比的关系的表。
图5是表示平移部的行程与作用于离合器的载荷的关系的图。
图6是表示第1实施方式的离合器装置的太阳轮及其附近的剖视图。
图7是从轴向观察第1实施方式的离合器装置的行星齿轮的图。
图8是图7的VIII-VIII线剖视图。
图9是表示第1实施方式的离合器装置的行星架及行星齿轮的立体图。
图10是图7的X-X线剖视图。
图11是表示太阳轮与行星齿轮的啮合长度、和太阳轮的齿部与行星齿轮的齿部的剩余间隙的关系的图。
图12是表示第2实施方式的离合器装置的剖视图。
图13是表示第3实施方式的离合器装置的太阳轮及其附近的剖视图。
图14是表示第4实施方式的离合器装置的一部分的剖视图。
图15是表示第5实施方式的离合器装置的一部分的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图说明多个实施方式的离合器装置。另外,在多个实施方式中对于实质相同的构成部位赋予相同的标记而省略说明。
(第1实施方式)
在图1、图2中表示第1实施方式的离合器装置。离合器装置1例如设在车辆的内燃机与变速机之间,用于允许或切断内燃机与变速机之间的转矩的传递。
离合器装置1具备壳体12、作为“原动机”的马达20、减速机30、作为“旋转平移部”或“滚动体凸轮”的滚珠凸轮2、离合器70和状态变更部80。
此外,离合器装置1具备作为“控制部”的电子控制单元(以下称作“ECU”)10、作为“第1传递部”的输入轴61、作为“第2传递部”的输出轴62、以及固定部130。
ECU10是具有作为运算机构的CPU、作为存储机构的ROM、RAM等、作为输入输出机构的I/O等的小型计算机。ECU10基于来自对车辆各部设置的各种传感器的信号等的信息,按照保存在ROM等中的程序执行运算,控制车辆的各种装置及设备的动作。这样,ECU10执行保存在非移动性实体记录介质中的程序。通过执行该程序,执行与程序对应的方法。
ECU10能够基于来自各种传感器的信号等的信息来控制内燃机等的动作。此外,ECU10能够控制后述的马达20的动作。
输入轴61例如与未图示的内燃机的驱动轴连接,能够与驱动轴一起旋转。即,从驱动轴对输入轴61输入转矩。
搭载内燃机的车辆设有固定凸缘11(参照图2)。固定凸缘11形成为筒状,例如固定于车辆的发动机室。在固定凸缘11的内周壁与输入轴61的外周壁之间设有滚珠轴承141。由此,输入轴61经由滚珠轴承141而被固定凸缘11轴支承。
壳体12设在固定凸缘11的端部的内周壁与输入轴61的外周壁之间。壳体12具有壳体内筒部121、壳体板部122、壳体外筒部123、壳体凸缘部124、壳体阶差面125、壳体侧花键槽部127等。
壳体内筒部121形成为大致圆筒状。壳体板部122以从壳体内筒部121的端部向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。壳体外筒部123以从壳体板部122的外缘部向与壳体内筒部121相同的一侧延伸的方式形成为大致圆筒状。壳体凸缘部124以从壳体外筒部123的与壳体板部122相反侧的端部向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。这里,壳体内筒部121、壳体板部122、壳体外筒部123和壳体凸缘部124例如由金属一体地形成。
壳体阶差面125在壳体内筒部121的径向外侧以朝向壳体板部122的相反侧的方式形成为圆环的平面状。壳体侧花键槽部127相对于壳体阶差面125在壳体板部122的相反侧沿轴向延伸而形成于壳体内筒部121的外周壁。壳体侧花键槽部127在壳体内筒部121的周向上形成有多个。
壳体12以外壁的一部分与固定凸缘11的壁面的一部分抵接的方式被固定于固定凸缘11(参照图2)。壳体12被未图示的螺栓等固定于固定凸缘11。这里,壳体12相对于固定凸缘11及输入轴61同轴地设置。此外,在壳体内筒部121的内周壁与输入轴61的外周壁之间,形成大致圆筒状的空间。
壳体12具有收容空间120。收容空间120形成在壳体内筒部121、壳体板部122和壳体外筒部123之间。
固定部130具有固定筒部131、固定环状部132、固定凸缘部133。固定筒部131形成为大致圆筒状。固定环状部132以从固定筒部131的内周壁向径向内侧延伸的方式形成为大致圆环状。固定凸缘部133以从固定筒部131的端部向径向外侧延伸的方式形成为大致圆环状。这里,固定筒部131、固定环状部132和固定凸缘部133例如由金属一体地形成。固定部130的固定凸缘部133通过螺栓13固定于壳体凸缘部124而固定于壳体12。
马达20收容在收容空间120中。马达20具有定子21、线圈22、转子23等。定子21例如由层叠钢板形成为大致圆环状,被固定在壳体外筒部123的内侧。线圈22具有绕线管221、绕线222。绕线管221例如由树脂形成为筒状,嵌入到定子21的各个突极。绕线222卷绕于绕线管221。
转子23具有转子筒部231、转子板部232、转子筒部233。马达20具有作为“永磁铁”的磁体230。转子筒部231形成为大致圆筒状。转子板部232以从转子筒部231的端部向径向内侧延伸的方式形成为环状的板状。转子筒部233以从转子板部232的内缘部向转子筒部231的相反侧延伸的方式形成为大致圆筒状。这里,转子筒部231、转子板部232和转子筒部233例如由铁类的金属一体地形成。更详细地讲,转子23例如由磁特性比较高的纯铁形成。
磁体230设于转子筒部231的外周壁。磁体230以磁极交替的方式在转子筒部231的周向上等间隔地设有多个。
离合器装置1具备轴承部151。轴承部151相对于壳体内筒部121的壳体阶差面125设置于壳体板部122侧的外周壁。轴承部151的内周壁与壳体内筒部121的外周壁嵌合。转子23以转子筒部231的内周壁与轴承部151的外周壁嵌合的方式设置。由此,转子23经由轴承部151被壳体内筒部121可旋转地支承。这样,轴承部151设在收容空间120中,将转子23可旋转地支承。
这里,转子23在定子21的径向内侧能够相对于定子21相对旋转地设置。马达20是内转子型的无刷直流马达。
ECU10通过控制向线圈22的绕线222供给的电力,能够控制马达20的动作。当向线圈22供给电力,则在定子21中产生旋转磁场,转子23旋转。由此,从转子23输出转矩。这样,马达20具有定子21以及相对于定子21可相对旋转地设置的转子23,通过电力的供给,能够从转子23输出转矩。
在本实施方式中,离合器装置1具备基板101、板102、传感器磁体103、旋转角传感器104。基板101、板102、传感器磁体103、旋转角传感器104设在收容空间120中。基板101设在壳体内筒部121的外周壁的壳体板部122附近。板102例如形成为大致圆筒状,一端的内周壁嵌合于转子筒部231的与转子板部232相反侧的端部的外周壁,以能够与转子23一体地旋转的方式设置。传感器磁体103形成为大致圆环状,内周壁嵌合于板102的另一端的外周壁,以能够与板102及转子23一体地旋转的方式设置。传感器磁体103产生磁通。
旋转角传感器104以与传感器磁体103的与转子23相反侧的面相对置的方式安装于基板101。旋转角传感器104检测从传感器磁体103产生的磁通,向ECU10输出与检测到的磁通对应的信号。由此,ECU10能够基于来自旋转角传感器104的信号来检测转子23的旋转角及转速等。此外,ECU10能够基于转子23的旋转角及转速等来计算驱动凸轮40相对于壳体12及后述从动凸轮50的相对旋转角度、从动凸轮50及状态变更部80相对于壳体12及驱动凸轮40的轴向的相对位置等。
减速机30收容在收容空间120中。减速机30具有太阳轮31、行星齿轮32、行星架(carrier)33、第1齿圈34、第2齿圈35等。
太阳轮31与转子23同轴且能够与转子23一体旋转。即,转子23和太阳轮31分体地形成,同轴地配置以便能够一体旋转。更详细地讲,太阳轮31例如由金属形成为大致圆筒状,以一方的端部的外周壁与转子筒部233的内周壁嵌合的方式被固定于转子23。在本实施方式中,太阳轮31例如通过压入而与转子23接合。
太阳轮31具有作为“齿部”及“外齿”的太阳轮齿部311。太阳轮齿部311形成在太阳轮31的另一方的端部的外周壁。马达20的转矩被向太阳轮31输入。这里,太阳轮31与减速机30的“输入部”对应。在本实施方式中,太阳轮31例如由钢铁材料形成。
行星齿轮32沿着太阳轮31的周向设有多个,能够一边与太阳轮31啮合并自转一边在太阳轮31的周向上公转。更详细地讲,行星齿轮32例如由金属形成为大致圆筒状,在太阳轮31的径向外侧在太阳轮31的周向上等间隔地设有4个。行星齿轮32具有作为“齿部”及“外齿”的行星齿轮齿部321。行星齿轮齿部321以能够与太阳轮齿部311啮合的方式形成在行星齿轮32的外周壁。
行星架33将行星齿轮32可旋转地支承,能够相对于太阳轮31相对旋转。更详细地讲,行星架33例如由金属形成为大致圆环状,相对于太阳轮31设在径向外侧。行星架33能够相对于转子23及太阳轮31相对旋转。
行星架33设有销331、滚针轴承332、行星架垫圈(carrier washer)333。销331例如由金属形成为大致圆柱状,以穿过行星齿轮32的内侧的方式设于行星架33。滚针轴承332设在销331的外周壁与行星齿轮32的内周壁之间。由此,行星齿轮32经由滚针轴承332被销331可旋转地支承。行星架垫圈333例如由金属形成为环状的板状,在销331的径向外侧设在行星齿轮32的端部与行星架33之间。由此,行星齿轮32能够相对于行星架33顺畅地相对旋转。
第1齿圈34具有能够与行星齿轮32啮合的齿部即第1齿圈齿部341,被固定于壳体12。更详细地讲,第1齿圈34例如由金属形成为大致圆环状。第1齿圈34与固定部130的固定环状部132的内缘部一体地形成。即,第1齿圈34经由固定部130固定于壳体12。这里,第1齿圈34相对于壳体12、转子23、太阳轮31同轴地设置。作为“齿部”及“内齿”的第1齿圈齿部341以能够与行星齿轮32的行星齿轮齿部321的轴向的一方的端部侧啮合的方式形成于第1齿圈34的内缘部。
第2齿圈35具有第2齿圈齿部351,能够与后述的驱动凸轮40一体地旋转,第2齿圈齿部351是能够与行星齿轮32啮合的齿部且齿数与第1齿圈齿部341不同。更详细地讲,第2齿圈35例如由金属形成为大致圆环状。这里,第2齿圈35相对于壳体12、转子23、太阳轮31同轴地设置。作为“齿部”及“内齿”的第2齿圈齿部351以能够与行星齿轮32的行星齿轮齿部321的轴向的另一方的端部侧啮合的方式形成于第2齿圈35的内缘部。在本实施方式中,第2齿圈齿部351的齿数比第1齿圈齿部341的齿数多。更详细地讲,第2齿圈齿部351的齿数比第1齿圈齿部341的齿数多出对行星齿轮32的个数4乘以整数所得到的数量。
此外,行星齿轮32需要在同一部位与两个具有不同的各参数的第1齿圈34及第2齿圈35不相干扰地正常啮合,所以进行了使第1齿圈34及第2齿圈35的一方或双方变位而使各齿轮对的中心距离一定的设计。
通过上述结构,当马达20的转子23旋转时,太阳轮31旋转,行星齿轮32的行星齿轮齿部321一边与太阳轮齿部311和第1齿圈齿部341及第2齿圈齿部351啮合并自转,一边沿太阳轮31的周向公转。这里,由于第2齿圈齿部351的齿数比第1齿圈齿部341的齿数多,所以第2齿圈35相对于第1齿圈34相对旋转。因此,在第1齿圈34与第2齿圈35之间对应于第1齿圈齿部341和第2齿圈齿部351的齿数差的微小差旋转作为第2齿圈35的旋转而被输出。由此,来自马达20的转矩被减速机30减速而从第2齿圈35输出。这样,减速机30能够将马达20的转矩减速并输出。在本实施方式中,减速机30构成3k型奇异行星齿轮减速机。
第2齿圈35与后述的驱动凸轮40一体地形成。第2齿圈35将来自马达20的转矩减速并向驱动凸轮40输出。这里,第2齿圈35与减速机30的“输出部”对应。
滚珠凸轮2具有作为“旋转部”的驱动凸轮40、作为“平移部”的从动凸轮50、作为“滚动体”的滚珠3。
驱动凸轮40具有驱动凸轮主体41、驱动凸轮内筒部42、驱动凸轮板部43、驱动凸轮外筒部44、驱动凸轮槽400等。驱动凸轮主体41形成为大致圆环的板状。驱动凸轮内筒部42以从驱动凸轮主体41的外缘部沿轴向延伸的方式形成为大致圆筒状。驱动凸轮板部43以从驱动凸轮内筒部42的与驱动凸轮主体41相反侧的端部向径向外侧延伸的方式形成为大致圆环的板状。驱动凸轮外筒部44以从驱动凸轮板部43的外缘部向与驱动凸轮内筒部42相同侧延伸的方式形成为大致圆筒状。这里,驱动凸轮主体41、驱动凸轮内筒部42、驱动凸轮板部43和驱动凸轮外筒部44例如由金属一体地形成。
驱动凸轮槽400以从驱动凸轮主体41的驱动凸轮内筒部42侧的面凹陷且在周向上延伸的方式形成。驱动凸轮槽400在驱动凸轮主体41的周向上等间隔地形成有5个。驱动凸轮槽400的槽底相对于驱动凸轮主体41的驱动凸轮内筒部42侧的面倾斜而形成,以使得随着从驱动凸轮主体41的周向上的一端朝向另一端而深度变浅。
驱动凸轮40设在固定部130的内侧,使得驱动凸轮主体41位于壳体内筒部121的外周壁与太阳轮31的内周壁之间、驱动凸轮板部43相对于行星架33位于转子23的相反侧、驱动凸轮外筒部44相对于固定环状部132位于定子21的相反侧且固定筒部131的内侧。驱动凸轮40能够相对于壳体12及固定部130相对旋转。
第2齿圈35与驱动凸轮外筒部44的内缘部一体地形成。即,第2齿圈35能够与作为“旋转部”的驱动凸轮40一体地旋转。因此,当来自马达20的转矩被减速机30减速并从第2齿圈35输出时,驱动凸轮40相对于壳体12及固定部130相对旋转。即,驱动凸轮40在被输入从减速机30输出的转矩的情况下相对于壳体12相对旋转。
从动凸轮50具有从动凸轮主体51、从动凸轮筒部52、从动凸轮阶差面53、凸轮侧花键槽部54、从动凸轮槽500等。从动凸轮主体51形成为大致圆环的板状。从动凸轮筒部52以从从动凸轮主体51的外缘部沿轴向延伸的方式形成为大致圆筒状。这里,从动凸轮主体51和从动凸轮筒部52例如由金属一体地形成。
从动凸轮阶差面53以在从动凸轮筒部52的径向外侧朝向从动凸轮主体51的相反侧的方式形成为圆环的平面状。凸轮侧花键槽部54以在从动凸轮主体51的内周壁上沿轴向延伸的方式形成。凸轮侧花键槽部54在从动凸轮主体51的周向上形成有多个。
从动凸轮50设置为,从动凸轮主体51相对于驱动凸轮主体41位于壳体阶差面125的相反侧且驱动凸轮内筒部42的内侧,凸轮侧花键槽部54与壳体侧花键槽部127花键配合。由此,从动凸轮50相对于壳体12不能相对旋转并且能够在轴向上相对移动。
从动凸轮槽500形成为,从从动凸轮主体51的与从动凸轮筒部52相反侧的面凹陷并在周向上延伸。从动凸轮槽500在从动凸轮主体51的周向上等间隔地形成有5个。从动凸轮槽500形成为,槽底相对于从动凸轮主体51的与从动凸轮筒部52相反侧的面倾斜,以使得随着从从动凸轮主体51的周向上的一端朝向另一端而深度变浅。
另外,驱动凸轮槽400和从动凸轮槽500在从驱动凸轮主体41的从动凸轮主体51侧的面侧、或从动凸轮主体51的驱动凸轮主体41侧的面侧观察时分别形成为相同的形状。
滚珠3例如由金属形成为球状。滚珠3分别能够在5个驱动凸轮槽400与5个从动凸轮槽500之间滚动。即,滚珠3合计设有5个。
在本实施方式中,离合器装置1具备保持器4。保持器4例如由金属形成为大致圆环的板状,设在驱动凸轮主体41与从动凸轮主体51之间。保持器4具有内径比滚珠3的外径稍大的孔部。该孔部在保持器4的周向上等间隔地形成有5个。滚珠3分别设在5个孔部中。因此,滚珠3被保持器4保持,驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500中的位置稳定。
这样,驱动凸轮40、从动凸轮50和滚珠3构成作为“滚动体凸轮”的滚珠凸轮2。当驱动凸轮40相对于壳体12及从动凸轮50相对旋转时,滚珠3沿着驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500各自的槽底滚动。
如图1所示,滚珠3设在第1齿圈34及第2齿圈35的径向内侧。更详细地讲,滚珠3设在第1齿圈34及第2齿圈35的轴向的范围内。
如上述那样,驱动凸轮槽400形成为,槽底从一端朝向另一端倾斜。此外,从动凸轮槽500形成为,槽底从一端朝向另一端倾斜。因此,当在从减速机30输出的转矩的作用下驱动凸轮40相对于壳体12及从动凸轮50相对旋转时,滚珠3在驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500中滚动,从动凸轮50相对于驱动凸轮40及壳体12在轴向上相对移动,即产生行程。
这样,当驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转时,从动凸轮50相对于驱动凸轮40及壳体12在轴向上相对移动。这里,从动凸轮50由于凸轮侧花键槽部54与壳体侧花键槽部127花键配合,所以不相对于壳体12相对旋转。此外,驱动凸轮40相对于壳体12虽然相对旋转,但在轴向上不相对移动。
在本实施方式中,离合器装置1具备回动弹簧55、回动弹簧垫圈56、C形圈57。回动弹簧55例如是波形弹簧,设在壳体内筒部121的与壳体板部122相反侧的端部的外周壁和从动凸轮筒部52的内周壁之间。回动弹簧55的一端与从动凸轮主体51的从动凸轮筒部52侧的面的内缘部抵接。
回动弹簧垫圈56例如由金属形成为大致圆环状,在壳体内筒部121的径向外侧与回动弹簧55的另一端抵接。C形圈57固定于壳体内筒部121的外周壁,以将回动弹簧垫圈56的与回动弹簧55相反侧的面卡止。
回动弹簧55具有在轴向上伸长的力。因此,从动凸轮50以在与驱动凸轮40之间夹着滚珠3的状态被回动弹簧55向驱动凸轮主体41侧施力。
输出轴62具有轴部621、板部622、筒部623、摩擦板624(参照图2)。轴部621形成为大致圆筒状。板部622以从轴部621的一端向径向外侧以环状的板状延伸的方式而与轴部621一体地形成。筒部623以从板部622的外缘部向轴部621的相反侧以大致圆筒状延伸的方式而与板部622一体地形成。摩擦板624形成为大致圆环的板状,设于板部622的筒部623侧的端面。这里,摩擦板624不能够相对于板部622相对旋转。在筒部623的内侧形成有离合器空间620。
输入轴61的端部经过壳体内筒部121的内侧,位于从动凸轮50的与驱动凸轮40相反的一侧。输出轴62与输入轴61同轴地设置在壳体12的与固定凸缘11相反的一侧、即从动凸轮50的与驱动凸轮40相反的一侧。在轴部621的内周壁与输入轴61的端部的外周壁之间设有滚珠轴承142。由此,输出轴62经由滚珠轴承142被输入轴61轴支承。输入轴61及输出轴62能够相对于壳体12相对旋转。
离合器70在离合器空间620中设在输入轴61与输出轴62之间。离合器70具有内侧摩擦板71、外侧摩擦板72、卡止部701。内侧摩擦板71形成为大致圆环的板状,在输入轴61与输出轴62的筒部623之间以在轴向上排列的方式设有多个。内侧摩擦板71设置为,内缘部与输入轴61的外周壁花键配合。因此,相对于输入轴61,内侧摩擦板71不能够相对旋转,并且能够在轴向上相对移动。
外侧摩擦板72形成为大致圆环的板状,在输入轴61与输出轴62的筒部623之间,以在轴向上排列的方式设有多个。这里,内侧摩擦板71和外侧摩擦板72在输入轴61的轴向上交替地配置。外侧摩擦板72设置为,外缘部与输出轴62的筒部623的内周壁花键配合。因此,相对于输出轴62,外侧摩擦板72不能够相对旋转,并且能够在轴向上相对移动。多个外侧摩擦板72中的最靠摩擦板624侧的外侧摩擦板72能够与摩擦板624接触。
卡止部701形成为大致圆环状,外缘部与输出轴62的筒部623的内周壁嵌合。卡止部701能够将多个外侧摩擦板72中的最靠从动凸轮50侧的外侧摩擦板72的外缘部卡止。因此,抑制了多个外侧摩擦板72、多个内侧摩擦板71从筒部623的内侧脱落。另外,卡止部701与摩擦板624的距离大于多个外侧摩擦板72及多个内侧摩擦板71的合计板厚。
在卡合状态、即多个内侧摩擦板71及多个外侧摩擦板72相互接触即卡合的状态下,在内侧摩擦板71与外侧摩擦板72之间产生摩擦力,与该摩擦力的大小对应地限制了内侧摩擦板71和外侧摩擦板72的相对旋转。另一方面,在非卡合状态、即多个内侧摩擦板71及多个外侧摩擦板72相互离开即不卡合的状态下,在内侧摩擦板71与外侧摩擦板72之间不产生摩擦力,内侧摩擦板71和外侧摩擦板72的相对旋转不被限制。
在离合器70为卡合状态时,输入到输入轴61的转矩经由离合器70向输出轴62传递。另一方面,在离合器70为非卡合状态时,输入到输入轴61的转矩不向输出轴62传递。
这样,离合器70在输入轴61与输出轴62之间传递转矩。离合器70在卡合的卡合状态时,允许输入轴61与输出轴62之间的转矩的传递,在不卡合的非卡合状态时,切断输入轴61与输出轴62之间的转矩的传递。
在本实施方式中,离合器装置1是通常为非卡合状态的所谓常开式(normallyopen type)的离合器装置。
状态变更部80具有作为“弹性变形部”的盘簧81、C形圈82、推力轴承83。状态变更部80具有2个盘簧81。在从动凸轮筒部52的径向外侧,2个盘簧81以在轴向上重叠的状态设置在从动凸轮阶差面53的与从动凸轮主体51相反的一侧。
推力轴承83设在从动凸轮筒部52与盘簧81之间。推力轴承83具有辊831、内轮部84、外轮部85。内轮部84具有内轮板部841、内轮筒部842。内轮板部841形成为大致圆环的板状。内轮筒部842以从内轮板部841的内缘部向轴向的一方延伸的方式形成为大致圆筒状。内轮板部841和内轮筒部842例如由金属一体地形成。内轮部84设置为,内轮板部841能够与从动凸轮阶差面53抵接、内轮筒部842的内周壁能够与从动凸轮筒部52的外周壁抵接。
外轮部85具有外轮板部851、外轮筒部852、外轮筒部853。外轮板部851形成为大致圆环的板状。外轮筒部852以从外轮板部851的内缘部向轴向的一方延伸的方式形成为大致圆筒状。外轮筒部853以从外轮板部851的外缘部向轴向的另一方延伸的方式形成为大致圆筒状。外轮板部851、外轮筒部852和外轮筒部853例如由金属一体地形成。在内轮部84的与从动凸轮阶差面53相反的一侧,外轮部85设在从动凸轮筒部52的径向外侧。这里,2个盘簧81位于外轮筒部852的径向外侧。外轮筒部852的内周壁能够相对于从动凸轮筒部52的外周壁滑动。
辊831设在内轮部84与外轮部85之间。辊831能够在内轮板部841与外轮板部851之间滚动。由此,内轮部84和外轮部85能够相对旋转。
2个盘簧81中的1个盘簧81的轴向的一端即内缘部能够与外轮板部851抵接。C形圈82固定于从动凸轮筒部52的外周壁,以能够将2个盘簧81中的另1个盘簧81的轴向的一端及外轮筒部852的端部卡止。因此,通过C形圈82,抑制了2个盘簧81及推力轴承83从从动凸轮筒部52脱落。盘簧81能够在轴向上弹性变形。
当滚珠3位于驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500的一端时,驱动凸轮40与从动凸轮50的距离比较小,在2个盘簧81中的另1个盘簧81的轴向的另一端即外缘部与离合器70之间形成有间隙Sp1(参照图1)。因此,离合器70是非卡合状态,输入轴61与输出轴62之间的转矩的传递被切断。
这里,若在ECU10的控制下向马达20的线圈22供给了电力,则马达20旋转,从减速机30输出转矩,驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转。由此,滚珠3从驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500的一端向另一端侧滚动。因此,从动凸轮50一边压缩回动弹簧55一边相对于壳体12在轴向上相对移动,即向离合器70侧移动。由此,盘簧81向离合器70侧移动。
当由于从动凸轮50的轴向移动而盘簧81向离合器70侧移动时,间隙Sp1变小,2个盘簧81中的另1个盘簧81的轴向的另一端与离合器70的外侧摩擦板72接触。若在盘簧81与离合器70接触后从动凸轮50进一步在轴向上移动,则盘簧81在轴向上弹性变形并将外侧摩擦板72向摩擦板624侧推压。由此,多个内侧摩擦板71及多个外侧摩擦板72相互卡合,离合器70成为卡合状态。因此,允许输入轴61与输出轴62之间的转矩传递。
此时,2个盘簧81与推力轴承83的外轮部85一起相对于从动凸轮筒部52相对旋转。此外,此时,辊831从盘簧81受到推力方向的载荷,并在内轮板部841与外轮板部851之间滚动。这样,推力轴承83从盘簧81受到推力方向的载荷并将盘簧81轴支承。
ECU10在离合器传递转矩达到离合器要求转矩量的情况下,使马达20的旋转停止。由此,离合器70成为将离合器传递转矩维持为离合器要求转矩量的卡合保持状态。这样,状态变更部80的盘簧81从从动凸轮50受到轴向的力,能够对应于从动凸轮50相对于壳体12及驱动凸轮40的轴向的相对位置将离合器70的状态变更为卡合状态或非卡合状态。
输出轴62的轴部621的与板部622相反侧的端部与未图示的变速机的输入轴连接,能够与该输入轴一起旋转。即,从输出轴62输出的转矩被向变速机的输入轴输入。向变速机输入的转矩被变速机变速,作为驱动转矩向车辆的驱动轮输出。由此,车辆行驶。
接着,对本实施方式的减速机30采用的3k型的奇异行星齿轮减速机进行说明。
在本实施方式那样的电动离合器装置中,要求缩短将离合器与致动器的初始间隙(相当于间隙Sp1)填满的初始响应所需要的时间。为了使初始响应变快,根据旋转运动方程式可知,减小绕输入轴的惯性力矩即可。输入轴为实心圆筒部件的情况下的惯性力矩在长度和密度一定而进行比较时,与外径的4次幂成比例地变大。在本实施方式的离合器装置1中,与这里所述的“输入轴”对应的太阳轮31是中空圆筒部件,但该倾向不变。
在图3的上段表示2kh型的奇异行星齿轮减速机的示意图。此外,在图4的上段表示3k型的奇异行星齿轮减速机的示意图。这里,设太阳轮为A,设行星齿轮为B,设第1齿圈为C,设第2齿圈为D,设行星架为S。3k型与2kh型相比,3k型是对2kh型添加了太阳轮A而得到的结构。
在2kh型的情况下,绕输入轴的惯性力矩最小的是以构成要素中最靠径向内侧的行星架S为输入要素的情况(参照图3的下段的表)。
另一方面,在3kh型的情况下,绕输入轴的惯性力矩最小的是以构成要素中最靠径向内侧的太阳轮A为输入要素的情况(参照图4的下段的表)。
2kh型的以行星架S为输入要素的情况相比于3k型的以太阳轮A为输入要素的情况而言,惯性力矩的大小更大。因而,在要求快速初始响应的电动离合器装置中,在对该减速机采用奇异行星齿轮减速机的情况下,优选的是3k型且以太阳轮A为输入要素。
此外,在电动离合器装置中,所需载荷为几千~十几千N而非常大,为了兼顾高响应和高载荷,需要增大减速机的减速比。在2kh型和3k型中,若以相同齿轮各参数来比较各自的最大减速比,则3k型的最大减速比为2kh型的最大减速比的约2倍而较大。此外,在3k型中能够得到大减速比的是惯性力矩最小的以太阳轮A为输入要素时(参照图4的下段的表)。因而,在兼顾高响应和高载荷方面,最优结构可以说是3k型且以太阳轮A为输入要素的结构。
在本实施方式中,减速机30是以太阳轮31(A)为输入要素、以第2齿圈35(D)为输出要素、以第1齿圈34(C)为固定要素的3k型的奇异行星齿轮减速机。因此,能够减小绕太阳轮31的惯性力矩,并且能够增大减速机30的减速比。因而,在离合器装置1中能够兼顾高响应和高载荷。
接着,说明状态变更部80具有作为弹性变形部的盘簧81所带来的效果。
如图5所示,关于从动凸轮50的轴向的移动即行程与作用于离合器70的载荷的关系,比较以在轴向上难以弹性变形的刚体推压离合器70的结构(参照图5的单点划线)、和如本实施方式那样以在轴向上能够弹性变形的盘簧81推压离合器70的结构(参照图5的实线)可知,当行程的偏差相同时,用盘簧81推压离合器70的结构相比于用刚体推压离合器70的结构而言,作用于离合器70的载荷的偏差较小。这是因为,与用刚体推压离合器70的结构相比,通过经由盘簧81,能够减小合成弹簧常数,所以能够减小致动器引起的从动凸轮50的行程的偏差所对应的载荷的偏差。在本实施方式中,由于状态变更部80具有作为弹性变形部的盘簧81,所以能够减小与从动凸轮50的行程的偏差对应的载荷的偏差,能够容易地使目标载荷作用于离合器70。
以下,对本实施方式的各部的结构更详细地进行说明。
如图6所示,在本实施方式中,太阳轮31的太阳轮齿部311的轴向的长度即齿轮宽度L3设定为,使得作为太阳轮齿部311和行星齿轮齿部321的轴向上的重叠长度即啮合长度的、太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2比行星齿轮32的行星齿轮齿部321的轴向的长度即齿轮宽度L1小。即,太阳轮31形成并设置为,太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2比行星齿轮32的齿轮宽度L1小。
在本实施方式中,太阳轮31的齿轮宽度L3比行星齿轮32的齿轮宽度L1小。因此,不论在太阳轮31的轴向上太阳轮31和行星齿轮32处于怎样的位置,太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2都比行星齿轮32的齿轮宽度L1小。
在本实施方式中,太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2被设定为行星齿轮32的齿轮宽度L1的约50%的长度。这里,优选的是将太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2设定为行星齿轮32的齿轮宽度L1的20~50%的长度。
以下,进一步说明详细的结构及作用等。
如图7所示,在负载转矩MD作用于第2齿圈35的状态下,若将转矩MA施加于太阳轮31,则通过由第2齿圈35的负载转矩MD作用于行星齿轮32的力FD、由MA作用于行星齿轮32的力FA、由第1齿圈34的负载转矩MC作用于行星齿轮32的力FC这3个力,绕行星齿轮32的轴AxP产生的力矩为0,平衡得以保持。
如图7、图8所示,对于行星齿轮齿部321作用的力FC和力FD是扭转的关系。因此,在行星齿轮齿部321与第1齿圈齿部341及第2齿圈齿部351之间的间隙的范围内,产生使行星齿轮32向轴AxP倾斜那样的方向即方向R0旋转的力矩。由此,行星齿轮32能够以轴AxP倾斜的方式相对于行星架33旋转。
行星架33通过与例如作为其他部件的转子23之间的轴向的间隙即轴向间隙SpA及径向的间隙即径向间隙SpR(参照图6),能够向方向R1、方向R2、方向R3、方向R4等旋转(参照图9)。该旋转与行星齿轮32的方向R0的旋转叠加,行星齿轮32能够相对于行星架33以外的其他部件较大地旋转而倾斜(参照图9中的虚线)。
这里,当行星齿轮32相对于太阳轮31倾斜,则倾斜之前在太阳轮31的太阳轮齿部311与行星齿轮32的行星齿轮齿部321之间形成的余隙减少与太阳轮31和行星齿轮32的啮合宽度及倾斜角成比例的量。若该余隙成为0,则有可能在太阳轮31与行星齿轮32之间发生所谓两齿啮合现象。
如图10所示,在本实施方式中,设行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角为0的情况下的太阳轮31和行星齿轮32的啮合节圆Cp1上的圆周方向的齿隙为C,设行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角为α,设行星齿轮32的齿轮宽度为L1,设太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度为L2,太阳轮31及行星齿轮32形成为,C-L2·tanα≥0,L1>L2。即,在本实施方式中,C、α、L1、L2设定为,C-L2·tanα≥0,L1>L2。
如图11所示,行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角为α时的太阳轮齿部311和行星齿轮齿部321之间的剩余间隙即C-L2·tanα随着太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2的增大而减小。当作为剩余间隙的C-L2·tanα成为0,则太阳轮齿部311与行星齿轮齿部321相干扰。即,干扰的发生条件是C-L2·tanα<0。
在图10中将比较形态的太阳轮齿部312用双点划线表示。对于太阳轮齿部312而言,齿轮宽度以及与行星齿轮32的啮合长度为L1,即与行星齿轮32的齿轮宽度L1相同。在比较形态的情况下,即使行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角α比较小,行星齿轮齿部321的轴AxP方向的两端也与相邻的太阳轮齿部312接触,发生两齿啮合现象(参照图10)。
另一方面,本实施方式的太阳轮31及行星齿轮32如上述那样形成为,C-L2·tanα≥0,L1>L2。因此,在行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角α为与上述比较形态的例子相同程度的情况下,行星齿轮齿部321的轴AxP方向的两端不会与相邻的太阳轮齿部311接触,能够抑制两齿啮合现象的发生。
在比较形态中,为了抑制太阳轮齿部312与行星齿轮齿部321的干扰,可以考虑(1)“减小α”、(2)“减小太阳轮齿部311及行星齿轮齿部321的齿厚”等对策。
为了(1)“减小α”,可以考虑减小行星架33与转子23的轴向间隙SpA、径向间隙SpR。但是,该情况下,需要使部件的加工精度提高,有可能带来成本上升。
此外,如果(2)“减小太阳轮齿部311及行星齿轮齿部321的齿厚”,则有可能齿根的弯曲强度减小、或齿隙变大而齿碰撞音增大等,产生性能上的缺陷。
另一方面,在本实施方式中,通过将太阳轮31及行星齿轮32设定为使太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2比行星齿轮32的齿轮宽度L1小,即形成为L1>L2,能够不导致上述(1)(2)的对策的上述问题而抑制太阳轮齿部311与行星齿轮齿部321的干扰。
在本实施方式中,通过使L1>L2,太阳轮齿部311与行星齿轮齿部321的接触面积减小,面压力可能上升,但采用3k型的奇异行星齿轮减速机,作用于太阳轮31的转矩较小,即使将啮合长度L2减半、即设为行星齿轮32的齿轮宽度L1的约50%的长度也不发生强度上的问题。
马达20具有设于转子23的作为“永磁铁”的磁体230(参照图6)。这里,磁体230设于转子23的外周壁。即,马达20是表面磁铁型(SPM)马达。
在本实施方式中,离合器装置1具备未图示的供油部。供油部以一端露出到离合器空间620中的方式在输出轴62中形成为通路状。供油部的另一端与未图示的油供给源连接。由此,从供油部的一端向离合器空间620的离合器70供油。
ECU10控制从供油部向离合器70供给的油的量。向离合器70供给的油能够将离合器70润滑及冷却。这样,在本实施方式中,离合器70是湿式离合器,能够被油冷却。
在本实施方式中,作为“旋转平移部”的滚珠凸轮2在作为“旋转部”的驱动凸轮40与壳体12之间形成有收容空间120。这里,收容空间120在驱动凸轮40的与离合器70相反的一侧形成在壳体12的内侧。马达20及减速机30设在收容空间120中。
离合器70设在驱动凸轮40的与收容空间120相反的一侧的空间即离合器空间620中。
在本实施方式中,离合器装置1具备作为“密封部件”的内侧密封部件401、外侧密封部件402。内侧密封部件401、外侧密封部件402例如由橡胶等弹性材料形成为环状。
内侧密封部件401、外侧密封部件402是所谓O形圈。内侧密封部件401的内径及外径比外侧密封部件402的内径及外径小。
内侧密封部件401设于在壳体侧花键槽部127与壳体阶差面125之间的壳体内筒部121的外周壁上形成的环状的密封槽部128。外侧密封部件402设于在驱动凸轮外筒部44的外周壁上形成的环状的密封槽部441。即,外侧密封部件402在作为“旋转部”的驱动凸轮40的径向外侧以与驱动凸轮40接触的方式设置。
驱动凸轮主体41的内周壁能够相对于内侧密封部件401的外缘部滑动。即,内侧密封部件401在作为“旋转部”的驱动凸轮40的径向内侧以与驱动凸轮40接触的方式设置。内侧密封部件401在径向上弹性变形,并且将壳体内筒部121与驱动凸轮主体41的内周壁之间气密或液密地密封。
这里,外侧密封部件402设置为,在从内侧密封部件401的轴向观察时,位于内侧密封部件401的径向外侧(参照图1、图2)。
固定筒部131的内周壁能够相对于外侧密封部件402的外缘部滑动。即,外侧密封部件402以与固定部130的固定筒部131接触的方式设置。外侧密封部件402在径向上弹性变形,并且将驱动凸轮外筒部44与固定筒部131的内周壁之间气密或液密地密封。
通过如上述那样设置的内侧密封部件401及外侧密封部件402,能够将收容马达20及减速机30的收容空间120与设有离合器70的离合器空间620之间气密或液密地保持。由此,即使例如在离合器70中产生了磨损粉等异物,也能够抑制该异物从离合器空间620向收容空间120侵入。因此,能够抑制因异物造成的马达20或减速机30的动作问题。
在本实施方式中,由于通过内侧密封部件401、外侧密封部件402将收容空间120与离合器空间620之间气密或液密地保持,所以即使向离合器70供给的油中包含磨损粉等异物,也能够抑制包含该异物的油从离合器空间620向收容空间120流入。
在本实施方式中,壳体12形成为,从与外侧密封部件402的径向外侧对应的部位开始到与内侧密封部件401的径向内侧对应的部位为止为封闭的形状(参照图1、图2)。
在本实施方式中,在与壳体12之间形成收容空间120的驱动凸轮40虽然相对于壳体12相对旋转,但相对于壳体12在轴向上不相对移动。因此,在离合器装置1动作时,能够抑制收容空间120的容积的变化,能够抑制在收容空间120中产生负压。由此,能够抑制包含异物的油等被从离合器空间620侧向收容空间120吸入。
此外,与驱动凸轮40的内缘部接触的内侧密封部件401虽然相对于驱动凸轮40在周向上滑动,但在轴向上不滑动。此外,与固定部130的固定筒部131的内周壁接触的外侧密封部件402虽然相对于固定部130在周向上滑动,但在轴向上不滑动。
如图1所示,驱动凸轮主体41比驱动凸轮外筒部44的与离合器70相反的一侧的面更靠与离合器70相反的一侧。即,作为“旋转部”的驱动凸轮40形成为,通过在轴向上弯曲,从而驱动凸轮40的内缘部即驱动凸轮主体41和驱动凸轮40的外缘部即驱动凸轮外筒部44在轴向上成为不同的位置。
从动凸轮主体51设置为,在驱动凸轮主体41的离合器70侧位于驱动凸轮内筒部42的径向内侧。即,驱动凸轮40和从动凸轮50在轴向上被设为套匣状。
更详细地讲,从动凸轮主体51位于驱动凸轮外筒部44、第2齿圈35及驱动凸轮内筒部42的径向内侧。进而,太阳轮31的太阳轮齿部311、行星架33及行星齿轮32位于驱动凸轮主体41及从动凸轮主体51的径向外侧。由此,能够大幅地减小包括减速机30及滚珠凸轮2的离合器装置1的轴向的体积。
此外,在本实施方式中,如图1所示,在驱动凸轮主体41的轴向上,驱动凸轮主体41、太阳轮31、行星架33和线圈22的绕线管221及绕线222以一部分重叠的方式配置。换言之,线圈22设置为,一部分位于驱动凸轮主体41、太阳轮31及行星架33的轴向的一部分的径向外侧。由此,能够进一步减小离合器装置1的轴向的体积。
此外,在本实施方式中,离合器装置1具备推力轴承161、推力轴承垫圈162。推力轴承垫圈162例如由金属形成为大致圆环的板状,以一方的面与壳体阶差面125抵接的方式设置。推力轴承161设在推力轴承垫圈162的另一方的面与驱动凸轮主体41的与从动凸轮50相反侧的面之间。推力轴承161从驱动凸轮40受到推力方向的载荷并将驱动凸轮40轴支承。在本实施方式中,从离合器70侧经由从动凸轮50作用于驱动凸轮40的推力方向的载荷经由推力轴承161及推力轴承垫圈162而作用于壳体阶差面125。因此,能够由壳体阶差面125将驱动凸轮40稳定地轴支承。
如以上说明的那样,在本实施方式中,设定太阳轮31的齿轮宽度L3,以使太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2比行星齿轮32的齿轮宽度L1小。因此,即使行星齿轮32相对于太阳轮31倾斜,也能够确保太阳轮31和行星齿轮32的啮合节圆Cp1上的圆周方向的间隙,能够抑制太阳轮31与行星齿轮32之间的两齿啮合现象的发生。因而,能够良好地保持减速机30的动作。
此外,在本实施方式中,太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2被设定为行星齿轮32的齿轮宽度L1的约50%的长度。
因此,能够可靠地将太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2设定为比行星齿轮32的齿轮宽度L1小。另外,在本实施方式中,采用3k型的奇异行星齿轮减速机,作用于太阳轮31的转矩较小,即使将啮合长度L2设为行星齿轮32的齿轮宽度L1的约50%的长度也不发生强度上的问题。
此外,在本实施方式中,设行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角为0的情况下的太阳轮31和行星齿轮32的啮合节圆Cp1上的圆周方向的齿隙为C,设行星齿轮32相对于太阳轮31的倾斜角为α,设行星齿轮32的齿轮宽度为L1,设太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度为L2,则太阳轮31及行星齿轮32形成为,C-L2·tanα≥0,L1>L2。
因此,能够可靠地抑制太阳轮31与行星齿轮32之间的两齿啮合现象的发生。
此外,在本实施方式中,马达20具有设于转子23的磁体230。即,马达20是使用作为“永磁铁”的磁体230的无刷直流马达。
另外,在本实施方式中,内侧密封部件401及外侧密封部件402能够将收容空间120与离合器空间620之间保持为液密。由此,即使在为了将离合器70冷却而供给到离合器70的油中包含铁粉等磁性粒子,也能够抑制包含该磁性粒子的油从离合器空间620向收容空间120流入。因此,能够抑制磁性粒子吸附于马达20的磁体230,抑制马达20的旋转性能的下降及动作问题。
此外,在本实施方式中,减速机30具有行星架33、第1齿圈34、第2齿圈35。
行星架33将行星齿轮32可旋转地支承,能够相对于太阳轮31相对旋转。第1齿圈34能够与行星齿轮32啮合。第2齿圈35能够与行星齿轮32啮合并且齿部的齿数与第1齿圈34不同,向滚珠凸轮2的驱动凸轮40输出转矩。
在本实施方式中,减速机30对应于多个奇异行星齿轮减速机的结构及输入输出模式中的最高响应且高载荷的结构。因此,能够兼顾减速机30的高响应和高载荷。
此外,在本实施方式中,如上述那样,内侧密封部件401及外侧密封部件402能够将收容空间120与离合器空间620之间保持为液密。由此,能够抑制包含微细铁粉的油对于具有许多啮合部的作为“奇异行星齿轮减速机”的减速机30的影响,例如损伤、磨损、减速效率下降等。
此外,在本实施方式中,第1齿圈34固定于壳体12。第2齿圈35设置为,能够与驱动凸轮40一体地旋转。
在本实施方式中,通过如上述那样将各部连结以使作为“奇异行星齿轮减速机”的减速机30的高速旋转部分的惯性力矩较小,能够提高离合器装置1的响应性。
此外,在本实施方式中,驱动凸轮40与第2齿圈35一体地形成。因此,能够减少部件个数及组装工作量,能够进一步实现低成本化。
此外,在本实施方式中,“旋转平移部”的“旋转部”是具有在轴向的一方的面上形成的多个驱动凸轮槽400的驱动凸轮40。“平移部”是具有在轴向的一方的面上形成的多个从动凸轮槽500的从动凸轮50。“旋转平移部”是具有驱动凸轮40、从动凸轮50以及能够在驱动凸轮槽400与从动凸轮槽500之间滚动的滚珠3的滚珠凸轮2。
因此,与“旋转平移部”例如由“滑动丝杠”构成的情况相比,能够提高“旋转平移部”的效率。此外,与“旋转平移部”例如由“滚珠丝杠”构成的情况相比,能够降低成本,并且能够减小“旋转平移部”的轴向的体积,能够使离合器装置更小型。
此外,在本实施方式中,作为“旋转部”的驱动凸轮40形成为,作为内缘部的驱动凸轮主体41和作为外缘部的驱动凸轮外筒部44在轴向上成为不同的位置。
因此,能够将驱动凸轮40和作为“平移部”的从动凸轮50以及减速机30在轴向上以套匣状配置,能够减小离合器装置1的轴向的体积。
此外,在本实施方式中,马达20及减速机30设在收容空间120中,该收容空间120在驱动凸轮40的与离合器70相反的一侧形成在壳体12的内侧。离合器70设在驱动凸轮40的与收容空间120相反的一侧的空间即离合器空间620中。
作为“密封部件”的内侧密封部件401、外侧密封部件402形成为环状,以与作为“旋转部”的驱动凸轮40接触的方式设置,能够将收容空间120与离合器空间620之间保持为气密或液密。
由此,例如即使在离合器70中产生磨损粉等异物,也能够抑制该异物从离合器空间620向收容空间120侵入。因此,能够抑制因异物造成的马达20或减速机30的动作问题。因而,能够抑制因异物造成的离合器装置1的动作问题。
在本实施方式中,将作为“密封部件”的内侧密封部件401、外侧密封部件402以与作为“旋转部”的驱动凸轮40接触的方式配置,将收容空间120与离合器空间620之间保持为气密或液密。因此,能够抑制包含微细铁粉等的油等侵入到收容马达20及减速机30的收容空间120中,能够长期维持离合器装置1的良好性能。
此外,在本实施方式中,内侧密封部件401及外侧密封部件402以与被减速机30减速而放大为较大驱动转矩后的部件即驱动凸轮40接触的方式设置。因此,伴随着“密封部件”的密封的损耗转矩在整体中所占的比例变小,在效率上是有利的。另外,在假设将“密封部件”以与减速机30的输入侧的部件即转子23接触的方式设置的情况下,由于相对于较小的驱动转矩而夺取由“密封部件”带来的损耗转矩,所以效率有可能大幅下降。
此外,在本实施方式中,在动力的流动路径中,将驱动凸轮40的上游侧作为收容空间120,用内侧密封部件401及外侧密封部件402密封。此外,内侧密封部件401及外侧密封部件402虽然与驱动凸轮40一起相对于壳体12相对旋转,但相对于壳体12在轴向上不相对移动。因此,即使驱动凸轮40旋转,收容空间120的容积也不会变化。由此,不受到由作为“平移部”的从动凸轮50的平移运动带来的空间容积的变化的影响,不需要例如美国专利申请公开2015/0144453号说明书中记载的折皱状密封部件等特别的容积变化吸收机构。
此外,在本实施方式中,作为“密封部件”的内侧密封部件401、外侧密封部件402是O形圈。
因此,能够使离合器装置1的结构简单且低成本。
此外,在本实施方式中,状态变更部80具有能够在作为“平移部”的从动凸轮50的轴向上弹性变形的作为“弹性变形部”的盘簧81。
通过对马达20的旋转角度位置进行控制,能够基于盘簧81的位移及载荷特性高精度地进行离合器70的推力控制。因此,能够减小与从动凸轮50的行程的偏差相对应的作用于离合器70的载荷的偏差。由此,能够进行高精度的载荷控制,能够高精度地控制离合器装置1。
(第2实施方式)
在图12中表示第2实施方式的离合器装置。第2实施方式中,离合器及状态变更部的结构等与第1实施方式不同。
在本实施方式中,在固定凸缘11的内周壁与输入轴61的外周壁之间设有滚珠轴承141、143。由此,输入轴61经由滚珠轴承141、143而被固定凸缘11轴支承。
壳体12以外壁的一部分与固定凸缘11的壁面抵接、壳体内筒部121的内周壁与固定凸缘11的外周壁抵接的方式被固定于固定凸缘11。壳体12被未图示的螺栓等固定于固定凸缘11。这里,壳体12相对于固定凸缘11及输入轴61同轴地设置。
马达20、减速机30、滚珠凸轮2等相对于壳体12的配置与第1实施方式是同样的。
在本实施方式中,输出轴62具有轴部621、板部622、筒部623、罩625。轴部621形成为大致圆筒状。板部622以从轴部621的一端向径向外侧以环状的板状延伸的方式与轴部621一体地形成。筒部623以从板部622的外缘部向与轴部621相反侧以大致圆筒状延伸的方式与板部622一体地形成。输出轴62经由滚珠轴承142而被输入轴61轴支承。在筒部623的内侧,形成有离合器空间620。
离合器70在离合器空间620中设在输入轴61与输出轴62之间。离合器70具有支承部73、摩擦板74、摩擦板75、压力板76。相对于输出轴62的板部622,支承部73在从动凸轮50侧以从输入轴61的端部的外周壁向径向外侧延伸的方式形成为大致圆环的板状。
摩擦板74形成为大致圆环的板状,在支承部73的外缘部中设在输出轴62的板部622侧。摩擦板74固定于支承部73。通过支承部73的外缘部向板部622侧变形,从而摩擦板74能够与板部622接触。
摩擦板75形成为大致圆环的板状,在支承部73的外缘部中设在输出轴62的板部622的相反侧。摩擦板75固定于支承部73。
压力板76形成为大致圆环的板状,相对于摩擦板75,设在从动凸轮50侧。
在摩擦板74与板部622相互接触即卡合的状态的卡合状态下,在摩擦板74与板部622之间产生摩擦力,对应于该摩擦力的大小,摩擦板74和板部622的相对旋转被限制。另一方面,在摩擦板74与板部622相互离开即不卡合的状态的非卡合状态下,在摩擦板74与板部622之间不产生摩擦力,摩擦板74和板部622的相对旋转不被限制。
在离合器70为卡合状态时,被输入到输入轴61的转矩经由离合器70被传递给输出轴62。另一方面,在离合器70为非卡合状态时,被输入到输入轴61的转矩不被传递给输出轴62。
罩625形成为大致圆环状,以将压力板76的与摩擦板75相反的一侧覆盖的方式设于输出轴62的筒部623。
在本实施方式中,离合器装置1代替在第1实施方式中表示的状态变更部80而具备状态变更部90。状态变更部90具有作为“弹性变形部”的膜片弹簧91、回动弹簧92、分离轴承93等。
膜片弹簧91形成为大致圆环的盘簧状,以轴向的一端即外缘部与压力板76抵接的方式设于罩625。这里,膜片弹簧91形成为,外缘部相对于内缘部位于离合器70侧,内缘部与外缘部之间的部位被罩625支承。此外,膜片弹簧91能够在轴向上弹性变形。由此,膜片弹簧91通过轴向的一端即外缘部将压力板76向摩擦板75侧施力。由此,压力板76被推压于摩擦板75,摩擦板74被推压于板部622。即,离合器70通常为卡合状态。
在本实施方式中,离合器装置1是通常为卡合状态的所谓常闭式(normally closetype)的离合器装置。
回动弹簧92例如是线圈弹簧,以一端与从动凸轮阶差面53抵接的方式相对于从动凸轮阶差面53设在从动凸轮主体51的相反侧。
分离轴承93设在回动弹簧92的另一端与膜片弹簧91的内缘部之间。回动弹簧92将分离轴承93向膜片弹簧91侧施力。分离轴承93从膜片弹簧91受到推力方向的载荷并将膜片弹簧91轴支承。另外,回动弹簧92的施力比膜片弹簧91的施力小。
如图12所示,当滚珠3位于驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500的一端时,驱动凸轮40与从动凸轮50的距离比较小,在分离轴承93与从动凸轮50的从动凸轮阶差面53之间形成有间隙Sp2。因此,通过膜片弹簧91的施力,摩擦板74被推压于板部622,离合器70是卡合状态,允许输入轴61与输出轴62之间的转矩的传递。
这里,若通过ECU10的控制而对马达20的线圈22供给电力,则马达20旋转,从减速机30输出转矩,驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转。由此,滚珠3从驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500的一端向另一端侧滚动。因此,从动凸轮50相对于壳体12及驱动凸轮40在轴向上相对移动,即向离合器70侧移动。由此,分离轴承93与从动凸轮50的从动凸轮阶差面53之间的间隙Sp2变小,回动弹簧92在从动凸轮50与分离轴承93之间在轴向上被压缩。
若从动凸轮50向离合器70侧进一步移动,则回动弹簧92被最大限度压缩,分离轴承93被从动凸轮50向离合器70侧推压。由此,分离轴承93将膜片弹簧91的内缘部推压、并且抵抗来自膜片弹簧91的反作用力而向离合器70侧移动。
若分离轴承93将膜片弹簧91的内缘部推压并且向离合器70侧移动,则膜片弹簧91的内缘部向离合器70侧移动,并且外缘部向与离合器70相反的一侧移动。由此,摩擦板74从板部622离开,离合器70的状态从卡合状态变更为非卡合状态。结果,输入轴61与输出轴62之间的转矩的传递被切断。
ECU10在离合器传递转矩成为0时使马达20的旋转停止。由此,离合器70的状态被维持为非卡合状态。这样,状态变更部90的膜片弹簧91从从动凸轮50受到轴向的力,能够根据从动凸轮50相对于驱动凸轮40的轴向的相对位置将离合器70的状态变更为卡合状态或非卡合状态。
在本实施方式中,作为“密封部件”的内侧密封部件401、外侧密封部件402能够将收容空间120与离合器空间620之间气密或液密地保持。
在本实施方式中,离合器装置1不具备在第1实施方式中表示的供油部。即,在本实施方式中,离合器70是干式离合器。
这样,本发明对于具备干式离合器的常闭式的离合器装置也能够应用。
如以上说明的那样,在本实施方式中,状态变更部90具有能够在作为“平移部”的从动凸轮50的轴向上弹性变形的作为“弹性变形部”的膜片弹簧91。
通过对马达20的旋转角度位置进行控制,能够基于膜片弹簧91的位移及载荷特性高精度地进行离合器70的推力控制。因此,能够减小与从动凸轮50的行程的偏差相对应的作用于离合器70的载荷的偏差。由此,与第1实施方式同样,能够进行高精度的载荷控制,能够高精度地控制离合器装置1。
(第3实施方式)
在图13中表示第3实施方式的离合器装置的一部分。第3实施方式中,太阳轮31的结构等与第1实施方式不同。
在本实施方式中,太阳轮31通过比重比转子23的比重小的材料而与转子23分体地形成。更具体地讲,太阳轮31例如由树脂形成。这里,树脂与形成转子23的纯铁相比比重较小。
如以上说明的那样,在本实施方式中,太阳轮31通过比重比转子23的比重小的材料而与转子23分体地形成。
因此,能够进一步减小绕作为“输入轴”的太阳轮31的惯性力矩,能够实现进一步的高响应化。此外,能够实现低成本且齿碰撞音的减小。
另外,在本实施方式中,采用3k型的奇异行星齿轮减速机,作用于太阳轮31的转矩较小,即使将太阳轮31用比重较小的材料形成,也不发生强度上的问题。
(第4实施方式)
在图14中表示第4实施方式的离合器装置的一部分。第4实施方式中,密封部件的结构等与第1实施方式不同。
在本实施方式中,“密封部件”包括内侧密封部件401(在图14中未图示)及外侧密封部件404。外侧密封部件404与内侧密封部件401同样,例如由橡胶等弹性材料形成为环状。更详细地讲,外侧密封部件404具有密封环状部940、第1外唇部941、第2外唇部942、第1内唇部943、第2内唇部944。密封环状部940、第1外唇部941、第2外唇部942、第1内唇部943、第2内唇部944一体地形成。
密封环状部940形成为大致圆环状。第1外唇部941以从密封环状部940向径向外侧且轴向的一侧倾斜而延伸的方式在密封环状部940的周向的整个范围中形成为环状。第2外唇部942以从密封环状部940向径向外侧且轴向的另一方侧倾斜而延伸的方式在密封环状部940的周向的整个范围中形成为环状。第1内唇部943以从密封环状部940向径向内侧且轴向的一方侧倾斜而延伸的方式在密封环状部940的周向的整个范围中形成为环状。第2内唇部944以从密封环状部940向径向内侧且轴向的另一方侧倾斜而延伸的方式在密封环状部940的周向的整个范围中形成为环状。由此,外侧密封部件404在将轴全部包含在内的假想平面所带来的截面中形成为X字状(参照图14)。
如图14所示,外侧密封部件404设在形成于驱动凸轮外筒部44的外周壁上的环状的密封槽部441中。这里,第1内唇部943、第2内唇部944的顶端部与密封槽部441接触。即,外侧密封部件404在作为“旋转部”的驱动凸轮40的径向外侧以与驱动凸轮40接触的方式设置。
第1外唇部941、第2外唇部942的顶端部与固定部130的固定筒部131的内周壁接触。因此,外侧密封部件404与固定部130的接触面积比第1实施方式中的外侧密封部件402与固定部130的接触面积小。由此,能够减小驱动凸轮40旋转时作用于外侧密封部件404的滑动阻力。
外侧密封部件404的第1外唇部941及第2外唇部942在径向上弹性变形,并且将驱动凸轮外筒部44与固定筒部131的内周壁之间气密或液密地密封。外侧密封部件404是所谓唇形密封(lip seal)。
本实施方式的上述点以外的结构与第1实施方式是同样的。
如以上说明的那样,在本实施方式中,作为“密封部件”的外侧密封部件404是唇形密封。
因此,能够减小外侧密封部件404与固定部130的接触面积。由此,在驱动凸轮40旋转时,能够减小作用于外侧密封部件404的滑动阻力。因而,能够抑制离合器装置1动作时的效率下降。
(第5实施方式)
在图15中表示第5实施方式的离合器装置的一部分。第5实施方式中,密封部件的结构等与第1实施方式不同。
在本实施方式中,“密封部件”包括内侧密封部件401(在图15中未图示)及外侧密封部件405。外侧密封部件405具有密封主体95、金属环96。密封主体95例如由橡胶等弹性材料形成为环状。金属环96由金属形成为环状。
更详细地讲,密封主体95具有密封内筒部951、密封板部952、密封外筒部953、密封唇部954。密封内筒部951、密封板部952、密封外筒部953、密封唇部954一体地形成。
密封内筒部951形成为大致圆筒状。密封板部952以从密封内筒部951的一方的端部向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。密封外筒部953以从密封板部952的外缘部向与密封内筒部951相同侧延伸的方式形成为大致圆筒状。这里,密封外筒部953的与密封板部952相反侧的端部位于比密封内筒部951的与密封板部952相反侧的端部靠密封板部952侧。密封唇部954以从密封外筒部953的与密封板部952相反侧的端部向径向外侧突出的方式形成为环状。这里,密封唇部954形成为,在将轴全部包含在内的假想平面所带来的截面中,作为外缘部的顶端部的形状成为大致直角(参照图15)。
金属环96具有金属筒部961、金属板部962。金属筒部961、金属板部962一体地形成。
金属筒部961形成为大致圆筒状。金属板部962以从金属筒部961的一方的端部向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。由此,在将轴全部包含在内的假想平面所带来的截面中,金属环96形成为L字状(参照图15)。
金属环96以使金属筒部961的内周壁与密封内筒部951的外周壁相接、金属板部962的与金属筒部961相反侧的面与密封板部952的密封内筒部951侧的面相接的方式,与密封主体95一体地形成。这里,“一体地形成”是指,例如将多个部件通过嵌件成型等一体地形成(以下相同)。
如图15所示,外侧密封部件405设在形成于驱动凸轮板部43的外周壁上的环状的密封槽部431中。这里,密封槽部431以从驱动凸轮板部43的与驱动凸轮外筒部44相反侧的端面向驱动凸轮外筒部44侧延伸的方式形成。
外侧密封部件405的密封内筒部951的内周壁与密封槽部431接触。即,外侧密封部件405在作为“旋转部”的驱动凸轮40的径向外侧以与驱动凸轮40接触的方式设置。
密封唇部954的作为外缘部的顶端部与固定部130的固定筒部131的内周壁接触。因此,外侧密封部件405与固定部130的接触面积相比于第1实施方式中的外侧密封部件402与固定部130的接触面积大幅地变小。由此,能够大幅地减小驱动凸轮40旋转时作用于外侧密封部件405的滑动阻力。
外侧密封部件405的密封唇部954在径向上弹性变形并且将驱动凸轮板部43与固定筒部131的内周壁之间气密或液密地密封。外侧密封部件405是所谓油封(oil seal)。
另外,通过金属环96,外侧密封部件405、特别是密封内筒部951及密封板部952的形状稳定。此外,由于密封唇部954形成在密封外筒部953的与密封板部952相反侧的端部,所以通过密封外筒部953的端部的在径向上的弹性变形,能够使密封唇部954的顶端部灵活地追随于固定筒部131的内周壁。
本实施方式的上述点以外的结构与第1实施方式是同样的。
如以上说明的那样,在本实施方式中,作为“密封部件”的外侧密封部件405是油封。
因此,能够减小外侧密封部件405与固定部130的接触面积。由此,在驱动凸轮40旋转时,能够减小作用于外侧密封部件405的滑动阻力。因而,能够抑制离合器装置1动作时的效率下降。
(其他实施方式)
在上述的实施方式中,表示了太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2被设定为行星齿轮32的齿轮宽度L1的约50%的长度的例子。相对于此,在其他实施方式中,太阳轮31和行星齿轮32的啮合长度L2只要比行星齿轮32的齿轮宽度L1小,则相对于行星齿轮32的齿轮宽度L1设定为怎样的长度都可以。
此外,在上述的第3实施方式中,表示了用比重小于转子23的比重的材料即树脂形成太阳轮31的例子。相对于此,在其他实施方式中,也可以用比重小于转子23的比重的材料、例如铝形成太阳轮31。
此外,在其他实施方式中,转子23和太阳轮31也可以由相同的材料一体地形成。
此外,在其他实施方式中,马达20也可以不具有作为“永磁铁”的磁体230。
此外,在其他实施方式中,作为“旋转部”的驱动凸轮40也可以与减速机30的第2齿圈35分体地形成。
此外,在其他实施方式中,作为“旋转部”的驱动凸轮40也可以形成为,内缘部和外缘部在轴向上为相同的位置。
此外,在其他实施方式中,也可以不具备将收容空间与离合器空间之间保持为气密或液密的密封部件。
此外,在上述的实施方式中,表示了在定子21的径向内侧设置转子23的内转子型的马达20。相对于此,在其他实施方式中,马达20也可以是在定子21的径向外侧设置转子23的外转子型的马达。
此外,在上述的实施方式中,表示了旋转平移部是具有驱动凸轮、从动凸轮及滚动体的滚动体凸轮的例子。相对于此,在其他实施方式中,旋转平移部只要具有相对于壳体相对旋转的旋转部、以及在旋转部相对于壳体相对旋转时相对于壳体沿轴向相对移动的平移部,例如也可以由“滑动丝杠”或“滚珠丝杠”等构成。
此外,在其他实施方式中,状态变更部的弹性变形部只要能够在轴向上弹性变形,例如也可以是线圈弹簧或橡胶等。此外,在其他实施方式中,状态变更部也可以不具有弹性变形部而仅由刚体构成。
此外,在其他实施方式中,驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500只要分别是3个以上,则并不限于5个,形成几个都可以。此外,滚珠3也对应于驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500的数量地设置几个都可以。
此外,本发明并不限于通过来自内燃机的驱动转矩而行驶的车辆,对于能够通过来自马达的驱动转矩而行驶的电动汽车或混合动力车等也能够应用。
此外,在其他实施方式中,也可以从第2传递部输入转矩,经由离合器从第1传递部输出转矩。此外,例如,在将第1传递部或第2传递部的一方不可旋转地固定了的情况下,通过将离合器设为卡合状态,能够停止第1传递部或第2传递部的另一方的旋转。该情况下,能够将离合器装置用作制动装置。
这样,本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施。
将本发明基于实施方式进行了记述。但是,本发明并不限定于该实施方式及构造。本发明也包含各种各样的变形例及同等范围内的变形。此外,各种各样的组合及形态、进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合及形态也落入在本发明的范畴及思想范围中。

Claims (13)

1.一种离合器装置,其特征在于,
具备:
壳体(12);
原动机(20),具有固定于上述壳体的定子(21)以及能够相对于上述定子相对旋转地设置的转子(23),能够通过电力的供给而从上述转子输出转矩;
减速机(30),能够将上述原动机的转矩减速并输出;
旋转平移部(2),具有旋转部(40)及平移部(50),上述旋转部在被输入从上述减速机输出的转矩的情况下相对于上述壳体相对旋转,上述平移部在上述旋转部相对于上述壳体相对旋转的情况下相对于上述壳体沿轴向相对移动;
离合器(70),设在能够相对于上述壳体相对旋转地设置的第1传递部(61)与第2传递部(62)之间,在卡合的卡合状态时允许上述第1传递部与上述第2传递部之间的转矩的传递,在不卡合的非卡合状态时切断上述第1传递部与上述第2传递部之间的转矩的传递;以及
状态变更部(80、90),从上述平移部受到轴向的力,能够根据上述平移部相对于上述壳体的轴向的相对位置将上述离合器的状态变更为卡合状态或非卡合状态;
上述减速机具有能够与上述转子一体旋转地设置的太阳轮(31)、以及能够一边与上述太阳轮啮合而自转一边在上述太阳轮的周向上公转的行星齿轮(32);
上述太阳轮的齿轮宽度被设定为,使得上述太阳轮与上述行星齿轮的啮合长度小于上述行星齿轮的齿轮宽度。
2.如权利要求1所述的离合器装置,其特征在于,
上述太阳轮与上述行星齿轮的啮合长度被设定为上述行星齿轮的齿轮宽度的20%~50%的长度。
3.如权利要求1或2所述的离合器装置,其特征在于,
设上述行星齿轮相对于上述太阳轮的倾斜角为0的情况下的上述太阳轮与上述行星齿轮的啮合节圆(Cp1)上的圆周方向的齿隙为C,设上述行星齿轮相对于上述太阳轮的倾斜角为α,设上述行星齿轮的齿轮宽度为L1,设上述太阳轮与上述行星齿轮的啮合长度为L2,
上述太阳轮及上述行星齿轮形成为,C-L2·tanα≥0,L1>L2。
4.如权利要求1~3中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述太阳轮通过比重比上述转子的比重小的材料而与上述转子分体地形成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述原动机具有设于上述转子的永磁铁(230)。
6.如权利要求1~5中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述减速机具有:
环状的行星架(33),将上述行星齿轮可旋转地支承,能够相对于上述太阳轮相对旋转;
第1齿圈(34),能够与上述行星齿轮啮合;以及
第2齿圈(35),能够与上述行星齿轮啮合,并且齿部的齿数与上述第1齿圈不同,向上述旋转平移部输出转矩。
7.如权利要求6所述的离合器装置,其特征在于,
上述第1齿圈固定于上述壳体;
上述第2齿圈能够与上述旋转部一体旋转地设置。
8.如权利要求6或7所述的离合器装置,其特征在于,
上述旋转部与上述第2齿圈一体地形成。
9.如权利要求1~8中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述旋转部是具有形成在一方的面上的多个驱动凸轮槽(400)的驱动凸轮(40);
上述平移部是具有形成在一方的面上的多个从动凸轮槽(500)的从动凸轮(50);
上述旋转平移部是滚动体凸轮(2),具有上述驱动凸轮、上述从动凸轮、以及在上述驱动凸轮槽与上述从动凸轮槽之间可滚动地设置的滚动体(3)。
10.如权利要求1~9中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述旋转部形成为,内缘部(41)和外缘部(44)在轴向上为不同的位置。
11.如权利要求1~10中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述原动机及上述减速机设在收容空间(120)中,该收容空间在上述旋转部的与上述离合器相反的一侧形成在上述壳体的内侧;
上述离合器设在上述旋转部的与上述收容空间相反的一侧的空间即离合器空间(620)中;
还具备以与上述旋转部接触的方式设置、能够将上述收容空间与上述离合器空间之间保持为气密或液密的环状的密封部件(401、402、404、405)。
12.如权利要求11所述的离合器装置,其特征在于,
上述密封部件是O形圈、唇形密封或油封中的某种。
13.如权利要求1~12中任一项所述的离合器装置,其特征在于,
上述状态变更部具有能够在上述平移部的轴向上弹性变形的弹性变形部(81、91)。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021020313A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020321A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020316A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020314A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
CN114144600A (zh) 2019-07-26 2022-03-04 株式会社电装 离合器装置
JP7272216B2 (ja) 2019-07-26 2023-05-12 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020320A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
CN114144598A (zh) 2019-07-26 2022-03-04 株式会社电装 离合器装置
WO2021020315A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB712395A (en) * 1950-10-13 1954-07-21 Americo Alarcao Improvements relating to variable-ratio power transmission gearing
AT4838U1 (de) * 2000-10-04 2001-12-27 Steyr Daimler Puch Ag Achsantriebsblock für ein kraftfahrzeug
JP2003074645A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Exedy Corp 一方向駆動式減速装置
JP2004125145A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Honda Motor Co Ltd 動力伝達装置用アクチュエータ
JP2005273801A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Toyoda Mach Works Ltd 駆動力伝達装置
US20060163018A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Todd Ekonen Power-operated clutch actuator for torque transfer mechanisms
JP2006275141A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Fuji Heavy Ind Ltd クラッチ装置
JP2008275039A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Nsk Ltd 減速機および電動ブレーキ
JP2010019271A (ja) * 2008-07-08 2010-01-28 Ricoh Co Ltd 遊星差動歯車減速機、および画像形成装置
WO2010072168A1 (zh) * 2008-12-25 2010-07-01 上海卓特工具有限公司 电磨
DE102011116427A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Daimler Ag Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine
JP2014228061A (ja) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社ジェイテクト 駆動力伝達装置
CN105485270A (zh) * 2014-09-15 2016-04-13 德昌电机(深圳)有限公司 行星齿轮变速器及行星齿轮变速器组件
JP6027702B1 (ja) * 2016-07-13 2016-11-16 オリジン電気株式会社 空転歯車及び一方向クラッチを備えたフリータイプ双方向クラッチ

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55100445A (en) * 1979-01-26 1980-07-31 Mitsubishi Electric Corp Planetary differential gear type speed change device
JPS6018434A (ja) * 1983-07-09 1985-01-30 Toyoda Gosei Co Ltd ステアリングホイ−ルの継電機構
JP4119375B2 (ja) * 2004-01-05 2008-07-16 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 複合遊星装置
US7021442B2 (en) * 2004-03-16 2006-04-04 General Motors Corporation One-way torque transmitter with a friction actuating apparatus
JP4534642B2 (ja) * 2004-07-20 2010-09-01 アイシン精機株式会社 スタビライザ制御装置
JP2006090533A (ja) 2004-09-27 2006-04-06 Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 トルク伝達装置
JP2009275765A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Toyota Motor Corp 遊星差動式運動変換機構、並びにこれを具備する動力装置
JP2012063008A (ja) * 2010-08-19 2012-03-29 Ricoh Co Ltd 駆動減速装置および画像形成装置
US9657786B2 (en) * 2013-11-26 2017-05-23 Magna Powertrain Of America, Inc. Torque transfer mechanism with sealed ball-ramp clutch operator unit
DE102016115904B4 (de) * 2015-08-27 2017-12-07 Denso Corporation Anlasser für Maschine
KR102432618B1 (ko) * 2015-11-05 2022-08-16 삼성전자주식회사 구동 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
US9964160B2 (en) * 2016-02-12 2018-05-08 Borgwarner Inc. Actuator mechanism for transfer case
US10399437B2 (en) * 2016-09-06 2019-09-03 Joy Global Underground Mining Llc Coupled compound planetary transmission for a wheel unit
US11174010B2 (en) * 2016-10-24 2021-11-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Flying device
DE102017104743A1 (de) * 2017-03-07 2018-09-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinrichtung und Hybridmodul
JP6815936B2 (ja) * 2017-06-06 2021-01-20 株式会社Soken はすば歯車装置
JP7170389B2 (ja) * 2017-11-28 2022-11-14 住友重機械工業株式会社 ギヤモータ
CN111527001B (zh) * 2018-01-25 2023-11-28 博格纳瑞典有限公司 机电致动器
JP6635612B2 (ja) 2018-02-07 2020-01-29 株式会社イバノ 下水管又は上水管の補修方法
JP7051113B2 (ja) 2019-02-05 2022-04-11 株式会社スカイフィールドコーポレーション 建築物の施工方法
WO2021020320A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
JP7272216B2 (ja) 2019-07-26 2023-05-12 株式会社デンソー クラッチ装置
CN114144598A (zh) 2019-07-26 2022-03-04 株式会社电装 离合器装置
CN114144600A (zh) 2019-07-26 2022-03-04 株式会社电装 离合器装置
WO2021020314A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020315A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020316A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020321A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置
WO2021020313A1 (ja) 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー クラッチ装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB712395A (en) * 1950-10-13 1954-07-21 Americo Alarcao Improvements relating to variable-ratio power transmission gearing
AT4838U1 (de) * 2000-10-04 2001-12-27 Steyr Daimler Puch Ag Achsantriebsblock für ein kraftfahrzeug
JP2003074645A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Exedy Corp 一方向駆動式減速装置
JP2004125145A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Honda Motor Co Ltd 動力伝達装置用アクチュエータ
JP2005273801A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Toyoda Mach Works Ltd 駆動力伝達装置
US20060163018A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Todd Ekonen Power-operated clutch actuator for torque transfer mechanisms
JP2006275141A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Fuji Heavy Ind Ltd クラッチ装置
JP2008275039A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Nsk Ltd 減速機および電動ブレーキ
JP2010019271A (ja) * 2008-07-08 2010-01-28 Ricoh Co Ltd 遊星差動歯車減速機、および画像形成装置
WO2010072168A1 (zh) * 2008-12-25 2010-07-01 上海卓特工具有限公司 电磨
DE102011116427A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Daimler Ag Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine
JP2014228061A (ja) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社ジェイテクト 駆動力伝達装置
CN105485270A (zh) * 2014-09-15 2016-04-13 德昌电机(深圳)有限公司 行星齿轮变速器及行星齿轮变速器组件
JP6027702B1 (ja) * 2016-07-13 2016-11-16 オリジン電気株式会社 空転歯車及び一方向クラッチを備えたフリータイプ双方向クラッチ

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