DE112019003454T5

DE112019003454T5 - 3Rollelement-Nocken und diesen verwendende Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003454T5
Application number: DE112019003454.5T
Authority: DE
Inventors: Takumi Sugiura; Akira Takagi; Ryo Ishibashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-03-18
Also published as: JP2020012557A; CN112334680A; US11953059B2; US20210115981A1; DE112019003442T5; DE112019003448T5; JP7275874B2; JP2020012554A; US11867237B2; DE112019003441T5; JP2020012556A; CN112334680B; JP7205394B2; CN112334675A; CN112352115A; CN112352115B; US20210115980A1; CN112334675B; US11940012B2; JP7070506B2

Abstract

An einer Antriebsnocken-Neigungsnut (401) ist ein Nutboden (403) derart relativ zu einer Endoberfläche (411) eines Antriebsnockens (40) geneigt, dass sich eine Tiefe des Nutbodens (403) ausgehend von einer Seite hin zu einer anderen Seite in einer Umfangsrichtung des Antriebsnockens (40) an der Antriebsnocken-Neigungsnut (401) kontinuierlich verringert. An einer Antriebsnocken-Neigungsnut (404) ist der Nutboden (403) derart parallel zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens (40), dass die Tiefe des Nutbodens (403) an der ebenen Nut (404) des Antriebsnockens in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens (40) konstant ist. Eine Antriebsnocken-Verbindungsnut (402) weist Folgendes auf: ein Ende, das mit einem Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut (401) verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens (40) auf der anderen Seite befindet; und das andere Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut (404) des Antriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens (40) auf der einen Seite befindet. Ein Neigungswinkel des Nutbodens (403) relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens (40) verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnocken-Verbindungsnut (402) kontinuierlich.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2018-128 691 , eingereicht am 6. Juli 2018, und der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2019-106 250 , eingereicht am 6. Juni 2019, welche hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen werden.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Rollelement-Nocken und eine Kupplungsvorrichtung, die diesen verwendet.
Stand der Technik
Es ist ein Rollelement-Nocken bekannt, bei welchem ein Antriebsnocken durch ein Drehmoment einer Drehung gedreht wird, die ausgehend von einer Antriebsvorrichtung ausgegeben wird, während eine Geschwindigkeit der Drehung, die ausgehend von der Antriebsvorrichtung ausgegeben wird, vor einer Übertragung der Drehung auf den Antriebsnocken durch einen Geschwindigkeitsreduzierer bzw. ein Untersetzungsgetriebe reduziert wird. Wenn der Antriebsnocken gedreht wird, wird ein Rollelement entlang einer Nockennut des Antriebsnockens und einer Nockennut eines Abtriebsnockens gerollt, um den Abtriebsnocken relativ zu dem Antriebsnocken in einer axialen Richtung zu bewegen.
Außerdem ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, die den Rollelement-Nocken und eine Kupplung beinhaltet, während die Kupplung dazu konfiguriert ist, deren Betriebszustand abhängig von einer relativen Position des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken in der axialen Richtung zu einem gekoppelten Zustand oder zu einem entkoppelten Zustand zu schalten, um eine Übertragung des Drehmoments zwischen einem ersten Transmitter und einem zweiten Transmitter durch die Kupplung zu ermöglichen oder zu unterbinden.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JPH03-66927 A
Kurzfassung der Erfindung
Zum Beispiel bei der Kupplungsvorrichtung der Patentliteratur 1 weisen die Nockennut des Antriebsnockens und die Nockennut des Abtriebsnockens, entlang welcher das Rollelement gerollt wird, jeweils Folgendes auf: eine Neigungsnut, bei welcher ein Nutboden relativ zu einer Endoberfläche des Antriebsnockens oder des Abtriebsnockens geneigt ist; und einen ebenen Nutboden, bei welchem der Nutboden parallel zu der Endoberfläche des Antriebsnockens oder des Abtriebsnockens ist. Eine Position des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken in der axialen Richtung wird durch die Drehung des Rollelements entlang der Neigungsnut verändert. Wenn das Rollelement an der ebenen Nut platziert ist, wird eine Umkehreffizienz des Rollelement-Nockens kleiner gleich 0 (null). Daher kann die Zufuhr der elektrischen Leistung zu der Antriebsvorrichtung getrennt werden, um den elektrischen Leistungsverbrauch zu reduzieren.
Allgemein unterscheidet sich der Zeitpunkt bzw. das Timing, zu welchem sich das Rollelement ausgehend von der Neigungsnut zu der ebenen Nut bewegt, aufgrund von Herstellungsvariationen des Antriebsnockens und des Abtriebsnockens zwischen dem Antriebsnocken und dem Abtriebsnocken. Bei dem Rollelement-Nocken der Patentliteratur 1 bildet eine Verbindung zwischen der Neigungsnut und der ebenen Nut in einem Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens der Nockennut erstreckt und senkrecht zu der Endoberfläche des Antriebsnockens oder des Abtriebsnockens verläuft, eine scharfe Ecke mit einem Rand aus. Daher verändert sich aufgrund des Auftretens der Abweichung des Zeitpunkts, zu welchem sich das Rollelement ausgehend von der Neigungsnut zu der ebenen Nut bewegt, zwischen dem Antriebsnocken und dem Abtriebsnocken, ein Klemmwinkel des Rollelements, welcher ein Winkel eines Einklemmens des Rollelements zwischen dem Antriebsnocken und dem Abtriebsnocken ist, rasch, und dadurch rutscht das Rollelement in einer Richtung, in welcher eine Kraft auf das Rollelement ausgeübt wird. Dies ist ein Phänomen, das Herausspringen (engl. popping) genannt wird. Wenn das Herausspringen auftritt, weicht der Betrag eines Hubs des Abtriebsnockens, welcher eine Veränderung hinsichtlich der relativen Position des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken in der axialen Richtung ist, von einem gewünschten Wert ab, und eine Vorspannkraft, welche den Abtriebsnocken in der axialen Richtung vorspannt bzw. drängt, wird reduziert.
Um das Auftreten des Herausspringens zu beschränken, ist es erforderlich, den Neigungswinkel des Nutbodens an der Neigungsnut zu reduzieren, und dadurch verschlechtert sich ein Grad einer Gestaltungsfreiheit. Dies macht es unmöglich, optimale Spezifikationen für eine mechanische Effizienz der Kupplungsvorrichtung auszuwählen, sodass die Größe der Antriebsvorrichtung, genauer gesagt die Größe der Kupplungsvorrichtung möglicherweise erhöht werden kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Rollelement-Nocken, welcher ein Auftreten eines Herausspringens beschränken kann, und eine Kupplungsvorrichtung, die den Rollelement-Nocken verwendet, vorzusehen.
Ein Rollelement-Nocken der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen Antriebsnocken, eine Mehrzahl von Rollelementen und einen Abtriebsnocken.
Der Antriebsnocken weist eine Mehrzahl von Antriebsnockennuten auf, die an einer Endoberfläche des Antriebsnockens ausgebildet sind, und der Antriebsnocken ist dazu konfiguriert, durch ein Drehmoment gedreht zu werden, das ausgehend von einer Antriebsvorrichtung ausgegeben wird. Jedes der Rollelemente ist drehbar in einer entsprechenden der Mehrzahl von Antriebsnockennuten installiert. Der Abtriebsnocken weist eine Mehrzahl von Abtriebsnockennuten auf, die an einer Endoberfläche des Abtriebsnockens ausgebildet sind, während jedes der Mehrzahl von Rollelementen zwischen einer entsprechenden der Mehrzahl von Antriebsnockennuten und einer entsprechenden der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten eingeklemmt ist. Wenn zwischen dem Abtriebsnocken und dem Antriebsnocken die relative Drehung vollführt ist, wird der Abtriebsnocken relativ zu dem Antriebsnocken in einer axialen Richtung bewegt.
Jede der Mehrzahl von Antriebsnockennuten weist eine Antriebsnocken-Neigungsnut, eine ebene Nut des Antriebsnockens und eine Antriebsnocken-Verbindungsnut auf. An der Antriebsnocken-Neigungsnut ist ein Nutboden derart relativ zu der einen Endoberfläche des Antriebsnockens geneigt, dass sich eine Tiefe des Nutbodens ausgehend von einer Seite hin zu einer anderen Seite in einer Umfangsrichtung des Antriebsnockens kontinuierlich verringert. An der ebenen Nut des Antriebsnockens verläuft der Nutboden derart parallel zu der einen Endoberfläche des Antriebsnockens, dass die Tiefe des Nutbodens in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens konstant ist. Die Antriebsnocken-Verbindungsnut weist Folgendes auf: ein Ende, das mit einem Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens auf der anderen Seite befindet; und ein anderes Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut des Antriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens auf der einen Seite befindet. Ein Neigungswinkel des Nutbodens relativ zu der einen Endoberfläche des Antriebsnockens verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnocken-Verbindungsnut kontinuierlich.
Jede der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten weist eine Abtriebsnocken-Neigungsnut, eine ebene Nut des Abtriebsnockens und eine Abtriebsnocken-Verbindungsnut auf. An der Abtriebsnocken-Neigungsnut ist ein Nutboden derart relativ zu der einen Endoberfläche des Abtriebsnockens geneigt, dass sich eine Tiefe des Nutbodens ausgehend von einer Seite hin zu einer anderen Seite in einer Umfangsrichtung des Abtriebsnockens kontinuierlich verringert. An der ebenen Nut des Abtriebsnockens verläuft der Nutboden derart parallel zu der einen Endoberfläche des Abtriebsnockens, dass die Tiefe des Nutbodens in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens konstant ist. Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut weist Folgendes auf: ein Ende, das mit einem Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens auf der anderen Seite befindet; und ein anderes Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut des Abtriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens auf der einen Seite befindet. Ein Neigungswinkel des Nutbodens relativ zu der einen Endoberfläche des Abtriebsnockens verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Abtriebsnocken-Verbindungsnut kontinuierlich.
Bei der vorliegenden Offenbarung kann die Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem Elektromotor getrennt werden, um den elektrischen Leistungsverbrauch zu reduzieren, wenn sich das Rollelement an der ebenen Nut des Antriebsnockens und der ebenen Nut des Abtriebsnockens befindet. Außerdem weist bei der vorliegenden Offenbarung die Antriebsnockennut die Antriebsnocken-Verbindungsnut auf, und die Abtriebsnockennut weist die Abtriebsnocken-Verbindungsnut auf. Daher ist es möglich, den Klemmwinkel des Rollelements sanft zu verändern und den Betrag einer Veränderung hinsichtlich des Klemmwinkels des Rollelements zu reduzieren, wenn sich das Rollelement ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut und der Abtriebsnocken-Neigungsnut zu der ebenen Nut des Antriebsnockens und der ebenen Nut des Abtriebsnockens bewegt. Somit kann das Auftreten des Herausspringens beschränkt werden. Im Ergebnis kann der Grad der Gestaltungsfreiheit der Antriebsnockennut und der Abtriebsnockennut erhöht werden, und die Größe der Antriebsvorrichtung und die Größe des Rollelement-Nockens können reduziert werden. Somit kann die Größe der Kupplungsvorrichtung, an welcher der Rollelement-Nocken angewendet wird, reduziert werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird gemeinsam mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen dieser am besten aus der folgenden Beschreibung mit Blick auf die beiliegenden Zeichnungen verstanden werden.

1 eine Querschnittsansicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ein Diagramm, das einen Antriebsnocken der Kupplungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform anzeigt.
3 ein Diagramm, das einen Abtriebsnocken der Kupplungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform anzeigt.
4 eine Querschnittsansicht, die eine Antriebsnockennut und eine Abtriebsnockennut der Kupplungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform anzeigt.
5 eine Querschnittsansicht, welche die Antriebsnockennut der Kupplungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform anzeigt.
6 eine Querschnittsansicht, die eine Antriebsnockennut und eine Abtriebsnockennut einer Kupplungsvorrichtung eines Vergleichsbeispiels anzeigt.
7 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Neigungswinkel, einem Reduzierungsverhältnis und einer mechanischen Effizienz bei der Kupplungsvorrichtung anzeigt.
8 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Folgenden anzeigt:
- einem relativen Drehwinkel zwischen dem Antriebsnocken und dem Abtriebsnocken; und einen Klemmwinkel eines Rollelements bei der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel.
9 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Folgenden anzeigt:
- einem relativen Drehwinkel zwischen dem Antriebsnocken und dem Abtriebsnocken; und dem Betrag einer Verschiebung des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken bei der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel.
10 ein Diagramm, das einen Antriebsnocken einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform anzeigt.
11 ein Diagramm, das einen Abtriebsnocken der Kupplungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform anzeigt.
12 ein schematisches Diagramm, das Wicklungssätze einer Antriebsvorrichtung einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform anzeigt.
13 ein Diagramm, das einen Antriebsnocken der Kupplungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform anzeigt.
14 ein Diagramm, das einen Abtriebsnocken der Kupplungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform anzeigt.
15 eine Querschnittsansicht, die eine Antriebsnockennut und eine Abtriebsnockennut der Kupplungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform anzeigt.
16 eine Querschnittsansicht, welche die Antriebsnockennut und die Abtriebsnockennut der Kupplungsvorrichtung der dritten Ausführungsform anzeigt, die einen Zustand zeigt, der sich von 15 unterscheidet.
17 eine Querschnittsansicht, welche die Antriebsnockennut und die Abtriebsnockennut der Kupplungsvorrichtung der dritten Ausführungsform anzeigt, die einen Zustand zeigt, der sich von 15 unterscheidet.
18 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Folgenden anzeigt:
- einem relativen Drehwinkel zwischen dem Antriebsnocken und dem Abtriebsnocken der Kupplungsvorrichtung; und dem Betrag einer Verschiebung des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken gemäß der dritten Ausführungsform.
19 eine Querschnittsansicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden ein Rollelement-Nocken und eine Kupplungsvorrichtung gemäß einer Mehrzahl von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Zusätzlich werden bei den folgenden Ausführungsformen die im Wesentlichen gleichen Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen werden. Außerdem weisen bei den folgenden Ausführungsformen im Wesentlichen die gleichen Bestandteile die gleiche oder eine ähnliche Aktion und Wirkung auf.
Erste Ausführungsform
1 zeigt einen Rollelement-Nocken und eine Kupplungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform an. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist zum Beispiel zwischen einer Maschine mit interner Verbrennung und einem Getriebe an einem Fahrzeug installiert und wird dazu verwendet, eine Übertragung eines Drehmoments zwischen der Maschine mit interner Verbrennung und dem Getriebe zu ermöglichen oder zu unterbinden.
Die Kupplungsvorrichtung 1 beinhaltet: eine elektronische Steuereinheit (die nachfolgend als eine ECU bezeichnet wird) 10, welche als ein Controller dient; eine Eingangswelle 61, welche als ein erster Transmitter dient; einen Elektromotor 20, welcher als eine Antriebsvorrichtung dient; einen Geschwindigkeitsreduzierer 30; ein Gehäuse 12; einen Kugelnocken 2, welcher als ein Rollelement-Nocken dient; eine Ausgangswelle 62, welche als ein zweiter Transmitter dient; eine Kupplung 70; und einen Kolben 81, welcher als ein Zustandsschalter dient.
Der Kugelnocken 2 beinhaltet einen Antriebsnocken 40, eine Mehrzahl von Kugeln 3 und einen Abtriebsnocken 50.
Die ECU 10 ist ein Mikrocomputer, der Folgendes beinhaltet: eine CPU, welche als eine arithmetische Einheit dient; ein ROM, ein RAM und ein EEPROM, welche als eine Speichereinheit dienen; und eine Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtung, welche als eine Eingabe-/Ausgabe-Einheit dient. Die ECU 10 steuert verschiedene Vorrichtungen und Instrumente des Fahrzeugs, indem gemäß einem Programm, das in der ROM oder dergleichen gespeichert ist, auf Grundlage von Informationen wie beispielsweise Signalen ausgehend von verschiedenen Sensoren, die in entsprechenden Teilen des Fahrzeugs vorgesehen sind, verschiedene Berechnungsbetriebe bzw. -vorgänge ausgeführt werden. Wie vorstehend beschrieben führt die ECU 10 das Programm aus, das in dem nicht flüchtigen, vom Computer lesbaren Speichermedium gespeichert ist. Indem dieses Programm ausgeführt wird, wird ein Verfahren ausgeführt, das dem Programm entspricht.
Die ECU 10 kann den Betrieb von zum Beispiel der Maschine mit interner Verbrennung auf Grundlage der Informationen wie beispielsweise Signalen von den verschiedenen Sensoren steuern. Ferner kann die ECU 10 den Betrieb des Elektromotors 20 steuern, der später beschrieben wird.
Die Eingangswelle 61 ist zum Beispiel mit einer (nicht näher dargestellten) Antriebswelle der Maschine mit interner Verbrennung verbunden und kann sich zusammen mit der Antriebswelle drehen. Das heißt, ausgehend von der Antriebswelle wird ein Drehmoment an die Eingangswelle 61 eingegeben.
Ein stationärer Flansch 11 ist an dem Fahrzeug installiert, das die Maschine mit interner Verbrennung aufweist. Der stationäre Flansch 11 ist in einer rohrförmigen Form geformt und zum Beispiel an einem Maschinenraum des Fahrzeugs fixiert. Ein Lager 141 ist zwischen einer inneren peripheren Wand des stationären Flanschs 11 und einer äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 installiert. Daher wird die Eingangswelle 61 durch den stationären Flansch 11 drehbar durch das Lager 141 gestützt.
Das Gehäuse 12 ist zwischen einer inneren peripheren Wand eines Endteils des stationären Flanschs 11 und der äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 platziert. Das Gehäuse 12 beinhaltet: einen inneren rohrförmigen Abschnitt 121; einen inneren Bodenabschnitt 122; einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 123; einen äußeren Bodenabschnitt 124, welcher als ein Bodenabschnitt dient; einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 125, welcher als ein rohrförmiger Abschnitt dient; und eine Mehrzahl von Keilnuten 126.
Der innere rohrförmige Abschnitt 121 ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der innere Bodenabschnitt 122 ist derart in einem Stück integral mit dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 ausgebildet, dass der innere Bodenabschnitt 122 in einer Ringplattenform geformt ist und sich ausgehend von einem Endteil des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 radial nach außen erstreckt. Der äußere rohrförmige Abschnitt 123 ist derart in einem Stück integral mit dem inneren Bodenabschnitt 122 ausgebildet, dass der äußere rohrförmige Abschnitt 123 allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist und sich ausgehend von einem äußeren peripheren Teil des inneren Bodenabschnitts 122 hin zu dem äußeren Bodenabschnitt 124 erstreckt. Der äußere Bodenabschnitt 124 ist derart in einem Stück integral mit dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 ausgebildet, dass der äußere Bodenabschnitt 124 in einer Ringplattenform geformt ist und sich ausgehend von einem Endteil des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123, welches gegenüber dem inneren Bodenabschnitt 122 angeordnet ist, radial nach außen erstreckt. Der äußere rohrförmige Abschnitt 125 ist derart integral mit dem äußeren Bodenabschnitt 124 ausgebildet, dass der äußere rohrförmige Abschnitt 125 allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist und sich ausgehend von einem äußeren peripheren Teil des äußeren Bodenabschnitts 124 hin zu einer Seite erstreckt, die gegenüber dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 angeordnet ist. Die Keilnuten 126 sind an einer inneren peripheren Wand eines Endteils des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 ausgebildet, welche gegenüber dem äußeren Bodenabschnitt 124 angeordnet ist. Die Keilnuten 126 sind eine nach der anderen in einer Umfangsrichtung des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 arrangiert und erstrecken sich ausgehend von einem Endteil des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 hin zu dem äußeren Bodenabschnitt 124.
Das Gehäuse 12 ist derart an dem stationären Flansch 11 installiert, dass eine äußere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 und eine äußere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 einer inneren peripheren Wand eines Endteils des stationären Flanschs 11 gegenüberliegen. Das Gehäuse 12 ist durch Bolzen 13 an dem stationären Flansch 11 fixiert. Hierbei ist das Gehäuse 12 koaxial zu dem stationären Flansch 11 und der Eingangswelle 61. Ein Raum, welcher allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist, ist zwischen einer inneren peripheren Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 und der äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 ausgebildet.
Der elektrische Motor bzw. Elektromotor 20 beinhaltet einen Stator 21, eine Spule 22, einen Rotor 23 und eine Welle 24. Der Stator 21 wird zum Beispiel durch laminierte Stahlplatten ausgebildet und ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt, und der Stator 21 ist an einer Innenseite des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 fixiert. Genauer gesagt ist der Stator 21 des Elektromotors 20 derart an dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 des Gehäuses 12 installiert, dass der Stator 21 nicht relativ zu dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 beweglich ist. Die Spule 22 ist um den Stator 21 herum gewickelt. Der Rotor 23 wird zum Beispiel durch laminierte Stahlplatten ausgebildet und ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt, und der Rotor 23 ist derart an einer Innenseite des Stators 21 platziert, dass der Rotor 23 relativ zu dem Stator 21 drehbar ist. Die Welle 24 ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt und die Welle 24 ist an einer Innenseite des Rotors 23 installiert und ist mit dem Rotor 23 integriert. Die Welle 24 befindet sich auf einer radial äußeren Seite des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses 12. Ein Lager 151 ist zwischen einer inneren peripheren Wand der Welle 24 und einer äußeren peripheren Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 installiert. Auf diese Weise werden der Rotor 23 und die Welle 24 durch den inneren rohrförmigen Abschnitt 121 drehbar durch das Lager 151 gestützt.
Das Gehäuse 12 ist nicht relativ zu dem Stator 21 des Elektromotors 20 beweglich.
Die ECU 10 ist dazu konfiguriert, einen Betrieb des Elektromotors 20 zu steuern, indem eine elektrische Leistung gesteuert wird, die der Spule 22 zugeführt wird. Wenn der Spule 22 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird an dem Stator 21 ein drehendes bzw. umlaufendes magnetisches Feld erzeugt. Dadurch wird der Rotor 23 gedreht. Somit wird ein Drehmoment ausgehend von der Welle 24 ausgegeben. Wie vorstehend beschrieben ist der Elektromotor 20 dazu konfiguriert, das Drehmoment auszugeben.
Der Geschwindigkeitsreduzierer 30 beinhaltet: einen exzentrischen Abschnitt 31, welcher als ein exzentrischer drehbarer Körper dient; ein Planetenzahnrad 32; ein Hohlrad 33; und ein Hohlrad 430, welches als ein Ausgangsbauteil dient. Der exzentrische Abschnitt 31 ist derart in einer rohrförmigen Form geformt, dass eine äußere periphere Wand des exzentrischen Abschnitts 31 zu einer inneren peripheren Wand des exzentrischen Abschnitts 31 exzentrisch ist. Der exzentrische Abschnitt 31 befindet sich auf einer radial äußeren Seite des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 und ist derart integral mit der Welle 24 ausgebildet, dass die innere periphere Wand des exzentrischen Abschnitts 31 koaxial zu der Welle 24 ist. Genauer gesagt sind der exzentrische Abschnitt 31 und die Welle 24 nicht relativ zu einander drehbar. Daher ist der exzentrische Abschnitt 31 in einem Zustand, in welchem die äußere periphere Wand des exzentrischen Abschnitts 31 exzentrisch zu der Welle 24 ist, integral mit der Welle 24 drehbar. Ein Lager 152 ist zwischen der inneren peripheren Wand des exzentrischen Abschnitts 31 und der äußeren peripheren Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 installiert. Somit wird der exzentrische Abschnitt 31 durch den inneren rohrförmigen Abschnitt 121 drehbar durch das Lager 152 gestützt.
Der exzentrische Abschnitt 31 weist eine Achse Ax2 auf, die zu einer Achse Ax1 des Elektromotors 20 exzentrisch ist. Die Achse Ax1 fällt mit einer Mittelachse der inneren peripheren Wand des exzentrischen Abschnitts 31 zusammen. Die Achse Ax2 fällt mit einer Mittelachse der äußeren peripheren Wand des exzentrischen Abschnitts 31 zusammen. Der exzentrische Abschnitt 31 ist relativ zu dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses 12 um die Achse Ax1 des Elektromotors 20 drehbar. Außerdem fällt die Achse Ax1 des Elektromotors 20 mit einer Mittelachse der Welle 24 zusammen.
Das Planetenzahnrad 32 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt. Das Planetenzahnrad 32 weist eine Mehrzahl von primären externen Zähnen 321 und eine Mehrzahl von sekundären externen Zähnen 322 auf. Die primären externen Zähne 321 sind an einer äußeren peripheren Wand des Planetenzahnrads 32 an einem axialen Ende des Planetenzahnrads 32 ausgebildet. Die sekundären externen Zähne 322 sind an dem Planetenzahnrad 32 auf der anderen axialen Endseite der primären externen Zähne 321 ausgebildet. Ein Durchmesser eines Umkreises der sekundären externen Zähne 322 ist kleiner als ein Durchmesser eines Umkreises der primären externen Zähne 321. Die primären externen Zähne 321 und die sekundären externen Zähne 322 sind koaxial zu einer inneren peripheren Wand des Planetenzahnrads 32.
Das Planetenzahnrad 32 befindet sich auf einer radial äußeren Seite des exzentrischen Abschnitts 31. Ein Lager 153 und ein Lager 154 sind zwischen der inneren peripheren Wand des Planetenzahnrads 32 und der äußeren peripheren Wand des exzentrischen Abschnitts 31 installiert. Somit wird das Planetenzahnrad 32 durch den exzentrischen Abschnitt 31 drehbar durch das Lager 153 und das Lager 154 gestützt. Das Planetenzahnrad 32 ist relativ zu dem exzentrischen Abschnitt 31 koaxial drehbar und ist in einem Zustand, in welchem das Planetenzahnrad 32 zu der Welle 24 exzentrisch ist, relativ zu der Welle 24 drehbar.
Das Hohlrad 33 ist allgemein in einer Ringform geformt. Das Hohlrad 33 weist eine Mehrzahl von internen Zähnen 331 auf. Die internen Zähne 331 sind an einer inneren peripheren Wand des Hohlrads 33 an einem axialen Ende des Hohlrads 33 ausgebildet. Das Hohlrad 33 ist derart an dem Gehäuse 12 fixiert, dass eine äußere periphere Wand eines Endteils des Hohlrads 33, welche gegenüber den internen Zähnen 331 angeordnet ist, an eine innere periphere Wand eines Endteils des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 des Gehäuses 12 gepasst ist. Ein Durchmesser eines Umkreises der internen Zähne 331 ist größer als der Durchmesser des Umkreises der primären externen Zähne 321 des Planetenzahnrads 32. Außerdem ist die Anzahl der internen Zähne 331 größer als die Anzahl der primären externen Zähne 321.
Das Planetenzahnrad 32 ist derart installiert, dass die primären externen Zähne 321 mit den internen Zähnen 331 des Hohlrads 33 in Eingriff stehen. Daher läuft das Planetenzahnrad 32 drehend an einer Innenseite des Hohlrads 33 entlang, während die primären externen Zähne 321 des Planetenzahnrads 32 mit den internen Zähnen 331 des Hohlrads 33 in Eingriff stehen, wenn der Rotor 23 und die Welle 24 gedreht werden.
Der Antriebsnocken 40 beinhaltet einen Antriebsnocken-Hauptkörper 41, ein Antriebsnockenloch 42 und eine Mehrzahl von Antriebsnockennuten 400 (siehe 2). Der Antriebsnocken-Hauptkörper 41 ist allgemein in einer kreisförmigen Plattenform geformt und ist zum Beispiel aus Metall hergestellt. Das Antriebsnockenloch 42 ist in einer kreisförmigen Form geformt und ist derart koaxial zu dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41, dass sich das Antriebsnockenloch 42 durch einen Mittelpunkt des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 erstreckt.
Die Antriebsnockennuten 400 sich in der axialen Richtung ausgehend von einer Endoberfläche 411 des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 hin zu der anderen Endoberfläche 412 des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 ausgespart. Jede der Antriebsnockennuten 400 ist derart ausgebildet, dass sich eine Tiefe der Antriebsnockennut 400 in einer Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 verändert. Die Anzahl der Antriebsnockennuten 400 ist drei, und diese drei Antriebsnockennuten 400 sind eine nach der anderen mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 arrangiert. Details der Antriebsnockennuten 400 werden später beschrieben werden.
Das Hohlrad 430, welches als ein Ausgangsbauteil des Geschwindigkeitsreduzierers 30 dient, ist in einer Ringform geformt und ist an einer radial inneren Seite des Antriebsnockenlochs 42 des Antriebsnockens 40 in einem Stück integral mit dem Antriebsnocken 40 ausgebildet. Das Hohlrad 430 beinhaltet eine Mehrzahl von internen Zähnen 43 des Antriebsnockens. Die internen Zähne 43 des Antriebsnockens sind an einem inneren peripheren Teil des Hohlrads 430 ausgebildet.
Ein Durchmesser eines Umkreises der internen Zähne 43 des Antriebsnockens ist größer als der Durchmesser des Umkreises der sekundären externen Zähne 322 des Planetenzahnrads 32. Außerdem ist die Anzahl der internen Zähne 43 des Antriebsnockens größer als die Anzahl der sekundären externen Zähne 322. Der Antriebsnocken 40 ist derart an einer Innenseite des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 (der als der rohrförmige Abschnitt dient) des Gehäuses 12 auf einer Seite des Hohlrads 33 platziert, welche gegenüber dem Stator 21 angeordnet ist, dass die internen Zähne 43 des Antriebsnockens des Hohlrads 430 mit den sekundären externen Zähnen 322 des Planetenzahnrads 32 in Eingriff stehen. Daher wird der Antriebsnocken 40 an der Innenseite des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 des Gehäuses 12 relativ zu dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 125 gedreht, wenn das Planetenzahnrad 32 als Reaktion auf eine Drehung des Rotors 23 und der Welle 24 drehend an der Innenseite des Hohlrads 33 entlang geführt wird bzw. läuft. Wie vorstehend beschrieben weist der Antriebsnocken 40 die Antriebsnockennuten 400 auf, die an der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 ausgebildet sind, und der Antriebsnocken 40 ist dazu konfiguriert, durch das Drehmoment gedreht zu werden, das ausgehend von dem Geschwindigkeitsreduzierer 30 ausgegeben wird.
Der Geschwindigkeitsreduzierer 30 reduziert die Drehgeschwindigkeit einer Drehung, die durch das Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor 20 aufgenommen wird, und gibt durch das Hohlrad 430 (das als das Ausgangsbauteil dient) das Drehmoment der Drehung mit der reduzierten Drehgeschwindigkeit an den Antriebsnocken 40 aus. Wie vorstehend beschrieben, ist der Geschwindigkeitsreduzierer 30 dazu konfiguriert, die Drehgeschwindigkeit der Drehung zu reduzieren, die durch das Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor 20 aufgenommen wird, und das Drehmoment der Drehung mit der reduzierten Drehgeschwindigkeit auszugeben. Hierbei wird ein Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis des Geschwindigkeitsreduzierers 30 eingestellt, indem die Anzahl der primären externen Zähne 321 des Planetenzahnrads 32 und die Anzahl der internen Zähne 331 des Hohlrads 33 geeignet eingestellt werden. Allgemein ist die Effizienz des Geschwindigkeitsreduzierers höher, je kleiner das Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis ist.
Ein Widerlager 161 ist auf der radial äußeren Seite des Hohlrads 33 an einer Stelle platziert, die zwischen einem äußeren peripheren Teil des Antriebsnockens 40 und dem äußeren Bodenabschnitt 124 des Gehäuses 12 angeordnet ist. Das Widerlager 161 stützt den Antriebsnocken 40 drehbar, während das Widerlager 161 ausgehend von dem Antriebsnocken 40 in einer Schubrichtung eine Last aufnimmt. Genauer gesagt ist das Widerlager 161 zwischen dem äußeren Bodenabschnitt 124 (der als der Bodenabschnitt dient) und dem Antriebsnocken 40 platziert und nimmt in der axialen Richtung die Last des Antriebsnockens 40 auf.
Jede der Kugeln 3 ist in einer kugelförmigen bzw. sphärischen Form geformt und ist zum Beispiel aus Metall hergestellt. Die Kugeln 3 dienen als Rollelemente. Jede der Kugeln 3 ist drehbar in einer entsprechenden der Antriebsnockennuten 400 installiert (siehe 2). Genauer gesagt ist die Anzahl der Kugeln 3 drei.
Der Abtriebsnocken 50 beinhaltet einen Abtriebsnocken-Hauptkörper 51, ein Abtriebsnockenloch 52, eine Mehrzahl von Keil-Kopplungsabschnitten 53 und eine Mehrzahl von Abtriebsnockennuten 500 (siehe 3). Der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 ist allgemein in einer kreisförmigen Plattenform geformt und ist zum Beispiel aus Metall hergestellt. Das Abtriebsnockenloch 52 ist in einer kreisförmigen Form geformt und ist derart koaxial zu dem Abtriebsnocken-Hauptkörper 51, dass sich das Abtriebsnockenloch 52 durch einen Mittelpunkt des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 erstreckt. Die Keil-Kopplungsabschnitte 53 sind integral mit dem Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 ausgebildet und sind an einem äußeren peripheren Teil des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 arrangiert. Die Keil-Kopplungsabschnitte 53 sind derart einer nach dem anderen in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 arrangiert, dass die Keil-Kopplungsabschnitte 53 sich in der axialen Richtung von einer Endoberfläche 511 des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 zu der anderen Endoberfläche 512 des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 erstrecken.
Die Abtriebsnockennuten 500 sich in der axialen Richtung ausgehend von der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 hin zu der anderen Endoberfläche 512 des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 ausgespart. Jede der Abtriebsnockennuten 500 ist derart ausgebildet, dass sich eine Tiefe der Abtriebsnockennut 500 in einer Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 verändert. Die Anzahl der Abtriebsnockennuten 500 ist drei, und diese drei Abtriebsnockennuten 500 sind eine nach der anderen mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 arrangiert. Details der Abtriebsnockennuten 500 werden später beschrieben werden.
Der Abtriebsnocken 50 ist derart an der Innenseite des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 (der als der rohrförmige Abschnitt dient) des Gehäuses 12 platziert, dass die Keil-Kopplungsabschnitte 53 des Abtriebsnockens 50 durch Keil-Kopplung an die Keilnuten 126 des Gehäuses 12 gekoppelt sind. Daher ist der Abtriebsnocken 50 nicht relativ zu dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 125 des Gehäuses 12 drehbar und ist relativ zu dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 125 des Gehäuses 12 axial beweglich.
Der Abtriebsnocken 50 befindet sich derart auf einer Seite des Antriebsnockens 40, welche gegenüber dem Hohlrad 33 angeordnet ist, dass jede der Kugeln 3 zwischen der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 des Abtriebsnockens 50 und der entsprechenden Antriebsnockennut 400 des Antriebsnockens 40 eingeklemmt ist, und dadurch kooperiert der Abtriebsnocken 50 mit dem Antriebsnocken 40 und den Kugeln 3, um den Kugelnocken 2 auszubilden. Der Kugelnocken 2 dient als der Rollelement-Nocken. Der Antriebsnocken 40 ist relativ zu dem Abtriebsnocken 50 und dem Gehäuse 12 drehbar. Wenn der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Abtriebsnocken 50 gedreht wird, wird jede Kugel 3 entlang eines Nutbodens 403 der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und eines Nutbodens 503 der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt.
Wie vorstehend beschrieben sind jede der Antriebsnockennuten 400 und jede der Abtriebsnockennuten 500 derart ausgebildet, dass sich die Tiefe der Antriebsnockennut 400 und die Tiefe der Abtriebsnockennut 500 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 verändern. Daher wird jede Kugel 3 entlang der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt, wenn der Antriebsnocken 40 durch das Drehmoment, das ausgehend von dem Geschwindigkeitsreduzierer 30 ausgegeben wird, relativ zu dem Abtriebsnocken 50 gedreht wird, und dadurch wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung bewegt.
Wie vorstehend beschrieben weist der Abtriebsnocken 50 die Abtriebsnockennuten 500 auf, welche derart an der einen Endoberfläche 511 ausgebildet sind, dass jede Kugel 3 zwischen der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 und der entsprechenden Antriebsnockennut 400 eingeklemmt ist, und der Abtriebsnocken 50 kooperiert mit dem Antriebsnocken 40 und den Kugeln 3, um den Kugelnocken 2 auszubilden. Außerdem wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 in der axialen Richtung bewegt, wenn zwischen dem Abtriebsnocken 50 und dem Antriebsnocken 40 die relative Drehung vollführt wird.
Die Ausgangswelle 62 beinhaltet einen Wellenabschnitt 621, einen Plattenabschnitt 622, einen rohrförmigen Abschnitt 623 und eine Reibungsplatte 624. Der Wellenabschnitt 621 ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der Plattenabschnitt 622 ist derart in einem Stück integral mit dem Wellenabschnitt 621 ausgebildet, dass der Plattenabschnitt 622 in einer Ringplattenform geformt ist und sich ausgehend von einem Ende des Wellenabschnitts 621 radial nach außen erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt 623 ist in einem Stück derart integral mit dem Plattenabschnitt 622 ausgebildet, dass der rohrförmige Abschnitt 623 allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist und sich ausgehend von einem äußeren peripheren Teil des Plattenabschnitts 622 hin zu einer Seite erstreckt, die gegenüber dem Wellenabschnitt 621 angeordnet ist. Die Reibungsplatte 624 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt und ist an einer Endoberfläche des Plattenabschnitts 622 installiert, welche sich auf einer Seite befindet, auf welcher der rohrförmige Abschnitt 623 platziert ist. Hierbei ist die Reibungsplatte 624 nicht relativ zu dem Plattenabschnitt 622 drehbar.
Ein Endteil der Eingangswelle 61 erstreckt sich durch das Abtriebsnockenloch 52 und befindet sich auf einer Seite des Abtriebsnockens 50, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 62 ist koaxial zu der Eingangswelle 61 und befindet sich auf einer Seite des Gehäuses 12, welche gegenüber dem stationären Flansch 11 angeordnet ist, d. h. diese befindet sich auf einer Seite des Abtriebsnockens 50, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist. Ein Lager 142 ist zwischen einer inneren peripheren Wand des Wellenabschnitts 621 und einer äußeren peripheren Wand des Endteils der Eingangswelle 61 installiert. Dadurch wird die Ausgangswelle 62 durch die Eingangswelle 61 drehbar durch das Lager 142 gestützt.
Die Kupplung 70 befindet sich auf der Seite des Abtriebsnockens 50, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist. Die Kupplung 70 beinhaltet eine Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71 und eine Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72. Jede der inneren Reibungsplatten 71 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt, und diese inneren Reibungsplatten 71 befinden sich derart zwischen der Eingangswelle 61 und dem rohrförmigen Abschnitt 623 der Ausgangswelle 62, dass die inneren Reibungsplatten 71 eine nach der anderen in der axialen Richtung arrangiert sind. Die inneren Reibungsplatten 71 sind derart installiert, dass innere periphere Teile der inneren Reibungsplatten 71 durch Keil-Kopplung an die äußere periphere Wand der Eingangswelle 61 gekoppelt sind. Daher sind die inneren Reibungsplatten 71 nicht relativ zu der Eingangswelle 61 drehbar und sind relativ zu der Eingangswelle 61 axial beweglich.
Jede der äußeren Reibungsplatten 72 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt, und diese äußeren Reibungsplatten 72 befinden sich derart zwischen der Eingangswelle 61 und dem rohrförmigen Abschnitt 623 der Ausgangswelle 62, dass die äußeren Reibungsplatten 72 eine nach der anderen in der axialen Richtung arrangiert sind. Die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 sind in der axialen Richtung der Eingangswelle 61 abwechselnd arrangiert. Die äußeren Reibungsplatten 72 sind derart installiert, dass äußere periphere Teile der äußeren Reibungsplatten 72 durch Keil-Kopplung an die innere periphere Wand des rohrförmigen Abschnitts 623 der Ausgangswelle 62 gekoppelt sind. Daher sind die äußeren Reibungsplatten 72 nicht relativ zu der Ausgangswelle 62 drehbar und sind relativ zu der Ausgangswelle 62 axial beweglich. Eine der äußeren Reibungsplatten 72, welche unter den äußeren Reibungsplatten 72 am nächsten an der Reibungsplatte 624 angeordnet ist, kann die Reibungsplatte 624 kontaktieren.
In einem gekoppelten Zustand, in welchem die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 miteinander in Kontakt stehen, d. h. aneinander gekoppelt sind, wird zwischen jeder inneren Reibungsplatte 71 und der benachbarten äußeren Reibungsplatte 72 eine Reibungskraft erzeugt, und gemäß dem Betrag dieser Reibungskraft ist eine relative Drehung zwischen der inneren Reibungsplatte 71 und der benachbarten äußeren Reibungsplatte 72 beschränkt. In einem entkoppelten Zustand, in welchem die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 voneinander beabstandet sind, d. h. voneinander entkoppelt sind, wird zwischen jeder inneren Reibungsplatte 71 und der benachbarten äußeren Reibungsplatte 72 nicht die Reibungskraft erzeugt, und die relative Drehung zwischen der inneren Reibungsplatte 71 und der benachbarten äußeren Reibungsplatte 72 ist nicht beschränkt.
In dem gekoppelten Zustand der Kupplung 70 wird das Drehmoment, welches an die Eingangswelle 61 eingegeben wird, durch die Kupplung 70 auf die Ausgangswelle 62 übertragen. Im Gegensatz dazu wird das Drehmoment, welches an die Eingangswelle 61 eingegeben wird, in dem entkoppelten Zustand der Kupplung 70 nicht auf die Ausgangswelle 62 übertragen.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Drehmoment zwischen der Ausgangswelle 62 und der Eingangswelle 61 übertragen. In dem gekoppelten Zustand der Kupplung 70 ermöglicht die Kupplung 70 die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62. In dem entkoppelten Zustand der Kupplung 70 unterbindet die Kupplung 70 die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung 1 eine Kupplungsvorrichtung vom normalerweise geöffneten Typ, die normalerweise in dem entkoppelten Zustand platziert ist bzw. vorliegt.
Der Kolben 81 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt und ist zwischen dem Abtriebsnocken 50 und der Kupplung 70 an einer Stelle platziert, die auf einer radial äußeren Seite der Eingangswelle 61 angeordnet ist. Ein Widerlager 162 ist zwischen dem Abtriebsnocken 50 und dem Kolben 81 installiert. Das Widerlager 162 stützt den Kolben 81 drehbar, während das Widerlager 162 ausgehend von dem Kolben 81 in einer Schubrichtung eine Last aufnimmt.
Eine Rückstellfeder 82 und ein Halteabschnitt 83 sind zwischen dem Kolben 81 und der Kupplung 70 platziert. Der Halteabschnitt 83 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt, und ein äußeres peripheres Teil des Halteabschnitts 83 ist an eine innere periphere Wand des rohrförmigen Abschnitts 623 der Ausgangswelle 62 gepasst. Der Halteabschnitt 83 kann den äußeren peripheren Teil der einen der äußeren Reibungsplatten 72 halten, welche unter den äußeren Reibungsplatten 72 am nächsten an dem Kolben 81 angeordnet ist. Daher ist ein Entfernen der äußeren Reibungsplatten 72 und der inneren Reibungsplatten 71 aus der Innenseite bzw. aus dem Inneren des rohrförmigen Abschnitts 623 beschränkt. Ein Abstand zwischen dem Halteabschnitt 83 und der Reibungsplatte 624 ist größer als eine Summe der Plattendicke der äußeren Reibungsplatten 72 und der inneren Reibungsplatten 71.
Die Rückstellfeder 82 ist eine Tellerfeder, und die Rückstellfeder 82 ist derart installiert, dass ein Ende der Rückstellfeder 82 das äußere periphere Teil des Kolbens 81 kontaktiert, und das andere Ende der Rückstellfeder 82 kontaktiert den Halteabschnitt 83. Dadurch spannt die Rückstellfeder 82 den Kolben 81 hin zu dem Abtriebsnocken 50 vor.
Wie in den 1, 2 und 3 gezeigt wird, ist ein Abstand zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 in einem Zustand, in welchem jede der Kugeln 3 an einem Ende der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und einem Ende der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 platziert ist, relativ klein, und zwischen dem Kolben 81 und der äußeren Reibungsplatte 72 der Kupplung 70 ist ein Spalt Sp1 ausgebildet (siehe 1). Daher liegt die Kupplung 70 in dem entkoppelten Zustand vor und die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 ist unterbunden.
Wenn der Spule 22 des Elektromotors 20 durch den Steuerbetrieb der ECU 10 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird der Elektromotor 20 gedreht. Dadurch wird das Drehmoment ausgehend von dem Geschwindigkeitsreduzierer 30 ausgegeben und der Antriebsnocken 40 wird relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht. Somit wird jede der Kugeln 3 ausgehend von dem einen Ende der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und dem einen Ende der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 hin zu dem anderen Ende der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und dem anderen Ende der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt. Im Ergebnis wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 axial bewegt, d. h. wird hin zu der Kupplung 70 bewegt. Auf diese Weise wird der Kolben 81 durch den Abtriebsnocken 50 vorgespannt bzw. gedrängt und wird entgegen der Vorspannkraft der Rückstellfeder 82 hin zu der Kupplung 70 bewegt.
Wenn der Kolben 81 durch den Abtriebsnocken 50 gedrängt wird und hin zu der Kupplung 70 bewegt wird, wird die Größe des Spalts Sp1 reduziert, und dadurch kontaktiert der Kolben 81 die äußere Reibungsplatte 72 der Kupplung 70. Wenn der Abtriebsnocken 50 den Kolben 81 nach dem Auftreten des Kontakts des Kolbens 81 mit der Kupplung 70 weiter drängt, sind die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 aneinander gekoppelt. Somit ist die Kupplung 70 in dem gekoppelten Zustand platziert. Dadurch wird die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 ermöglicht.
Wenn das Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment eine erforderliche KupplungsDrehmoment-Kapazität erreicht, stoppt die ECU 10 die Drehung des Elektromotors 20. Auf diese Weise ist die Kupplung 70 in einem Kopplungs-Haltezustand zum Halten des Kupplungs-Übertragungs-Drehmoments mit der erforderlichen Kupplungs-Drehmoment-Kapazität platziert. Wie vorstehend beschrieben, kann der Kolben 81 ausgehend von dem Abtriebsnocken 50 die axiale Kraft aufnehmen, um den Betriebszustand der Kupplung 70 abhängig von der relativen Position des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 in der axialen Richtung zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand zu schalten.
Die Kupplung 70 ist auf der Seite des Abtriebsnockens 50 platziert, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist, und die Kupplung 70 schaltet abhängig von der relativen Position des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 in der axialen Richtung zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand.
Ein Endteil des Wellenabschnitts 621 der Ausgangswelle 62, welches gegenüber dem Plattenabschnitt 622 angeordnet ist, ist mit einer Eingangswelle des (nicht näher dargestellten) Getriebes verbunden und ist dadurch integral mit der Eingangswelle des Getriebes drehbar. Genauer gesagt wird das Drehmoment, welches ausgehend von der Ausgangswelle 62 ausgegeben wird, an die Eingangswelle des Getriebes eingegeben. Wenn das Drehmoment an die Eingangswelle des Getriebes eingegeben wird, um eine Drehung der Eingangswelle zu verursachen, wird eine Drehgeschwindigkeit dieser Drehung an dem Getriebe verändert, und anschließend wird diese Drehung an die Antriebsräder des Fahrzeugs ausgegeben, um an den Antriebsrädern ein Antriebsmoment vorzusehen. Dadurch wird das Fahrzeug angetrieben.
Wie in 1 gezeigt wird, überlappt bei der vorliegenden Ausführungsform zumindest ein Teil jeder Antriebsnockennut 400 in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 den Geschwindigkeitsreduzierer 30.
Genauer gesagt überlappt jede Antriebsnockennut 400 das Hohlrad 430 (das als das Ausgangsbauteil dient), welches der Abschnitt des Geschwindigkeitsreduzierers 30 ist, in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 gänzlich. Dadurch kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1, welche in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 gemessen wird, reduziert oder minimiert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Geschwindigkeitsreduzierer 30 ferner einen Beschränkungsabschnitt 34. Der Beschränkungsabschnitt 34 ist derart in einem Stück integral mit dem Planetenzahnrad 32 ausgebildet, dass sich der Beschränkungsabschnitt 34 in einer rohrförmigen Form ausgehend von einer Endoberfläche des Planetenzahnrads 32, welche sich axial auf der Seite befindet, auf welcher die Kupplung 70 platziert ist, hin zu der Kupplung 70 erstreckt, und sich danach in einer Ringform hin zu der radial inneren Seite erstreckt. Ein Teil des Beschränkungsabschnitts 34, welcher in der rohrförmigen Form vorliegt, weist eine innere periphere Wand auf, die an eine äußere periphere Wand des Lagers 154 gepasst wird. Ein anderer Teil des Beschränkungsabschnitts 34, welcher in der Ringform vorliegt, weist eine Oberfläche auf, die gegenüber der Kupplung 70 angeordnet ist, und diese Oberfläche kann eine Oberfläche des Lagers 154 kontaktieren, die sich auf der Seite befindet, auf welcher die Kupplung 70 platziert ist. Daher ist eine Bewegung des Planetenzahnrads 32 hin zu der Seite des Elektromotors 20 beschränkt, wenn das Lager 154 und der Beschränkungsabschnitt 34 einander axial kontaktieren.
Hierbei überlappt jede Antriebsnockennut 400 das Planetenzahnrad 32 (den Abschnitt des Geschwindigkeitsreduzierers 30), insbesondere die sekundären externen Zähnen 322 des Planetenzahnrads 32 in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 gänzlich.
Außerdem befindet sich ein axiales Teil des Beschränkungsabschnitts 34 des Geschwindigkeitsreduzierers 30 auf der radial inneren Seite der Abtriebsnockennuten 500 des Abtriebsnockens 50. Genauer gesagt überlappt bei der vorliegenden Ausführungsform zumindest ein Abschnitt jeder Abtriebsnockennut 500 in der axialen Richtung des Abtriebsnockens 50 den Beschränkungsabschnitt 34 (den Abschnitt des Geschwindigkeitsreduzierers 30). Dadurch kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1, welche in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 gemessen wird, reduziert oder minimiert werden.
Als nächstes werden die Antriebsnockennuten 400 und die Abtriebsnockennuten 500 detailliert beschrieben werden.
Jede Antriebsnockennut 400 weist eine Antriebsnocken-Neigungsnut 401, eine ebene Nut 404 des Antriebsnockens und eine Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 auf. An der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 ist der Nutboden 403 derart relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 geneigt, dass sich eine Tiefe des Nutbodens 403 ausgehend von einer Seite hin zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 kontinuierlich verringert. An der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens verläuft der Nutboden 403 derart parallel zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40, dass die Tiefe des Nutbodens 403 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 konstant ist. Genauer gesagt beträgt ein Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 null Grad. Die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 weist Folgendes auf: ein Ende, das mit einem Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 auf der anderen Seite befindet; und ein anderes Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 auf der einen Seite befindet, und ein Neigungswinkel des Nutbodens 403 relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 kontinuierlich (siehe 4).
Jede Abtriebsnockennut 500 weist eine Abtriebsnocken-Neigungsnut 501, eine ebene Nut 504 des Abtriebsnockens und eine Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 auf. An der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 ist der Nutboden 503 derart relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 geneigt, dass sich eine Tiefe des Nutbodens 503 ausgehend von einer Seite hin zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 kontinuierlich verringert. An der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens verläuft der Nutboden 503 derart parallel zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50, dass die Tiefe des Nutbodens 503 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 konstant ist. Genauer gesagt beträgt ein Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 null Grad. Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 weist Folgendes auf: ein Ende, das mit einem Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 auf der anderen Seite befindet; und ein anderes Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 auf der einen Seite befindet, und ein Neigungswinkel des Nutbodens 503 relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 kontinuierlich (siehe 4).
Die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 jeder der Antriebsnockennuten 400 ist derart ausgebildet, dass sich der Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 in einem gekrümmten Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens 403 der Antriebsnockennut 400 erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 verläuft, entlang eines Bogens erstreckt, der einen vorgegebenen Radius R1 aufweist (siehe 4).
Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 jeder der Abtriebsnockennuten 500 ist derart ausgebildet, dass sich der Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 in einem gekrümmten Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens 503 der Abtriebsnockennut 500 erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 verläuft, entlang eines Bogens erstreckt, der einen vorgegebenen Radius R2 aufweist (siehe 4).
Die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 (siehe 5) bei jeder der Antriebsnockennuten 400 ist derart ausgebildet, dass diese eine Gleichung von R1=Dpit1/2·π/180·ø1/cos γ1 erfüllt, wobei: Dpit1 einen Durchmesser eines Wälzkreises CPd1 bezeichnet, welcher ein Kreis ist, der an einem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 zentriert ist und sich in der Antriebsnockennut 400 an der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens entlang des Nutbodens 403 erstreckt; ø1 [Grad] ein Umfangswinkelausmaß der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 der Antriebsnockennut 400 bezeichnet, das in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 gemessen wird; und γ1 den Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 der Antriebsnockennut 400 relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 bezeichnet (siehe die 2 und 4).
Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 bei jeder der Abtriebsnockennuten 500 ist derart ausgebildet, dass diese eine Gleichung von R2=Dpit2/2 ·π/180·ø2/cos γ2 erfüllt, wobei: Dpit2 einen Durchmesser eines Wälzkreises CPv1 bezeichnet, welcher ein Kreis ist, der an einem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 zentriert ist und sich in der Abtriebsnockennut 500 an der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens entlang des Nutbodens 503 erstreckt; ø2 [Grad] ein Umfangswinkelausmaß der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 der Abtriebsnockennut 500 bezeichnet, das in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 gemessen wird; und y2 den Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 der Abtriebsnockennut 500 relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 bezeichnet (siehe die 3 und 4).
Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht eine Beziehung von 1 ≤ ø1 ≤ 6. Genauer gesagt weist die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 ein Umfangswinkelausmaß ø1 auf, das in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 in einem Bereich von 1 bis 6 [Grad] vorliegt.
Außerdem besteht eine Beziehung von 1≤ ø2 ≤ 6. Genauer gesagt weist die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 ein Umfangswinkelausmaß ø2 auf, das in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 in einem Bereich von 1 bis 6 [Grad] vorliegt.
Jede der Antriebsnockennuten 400 und jede der Abtriebsnockennuten 500 weisen in einer Ansicht von einer Seite, auf welcher die eine Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 platziert ist, oder einer Seite, auf welcher die eine Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 platziert ist, eine identische Form auf (siehe die 2 und 3).
An der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 schneiden die Antriebsnockennuten 400 einander nicht, noch sind diese miteinander verbunden (siehe 2). An der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 schneiden die Abtriebsnockennuten 500 einander nicht, noch sind diese miteinander verbunden (siehe 3).
Jede der Antriebsnockennuten 400 ist derart ausgebildet, dass ein Abstand Rd1, welcher zwischen dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und dem Nutboden 403 gemessen wird, entlang der Antriebsnockennut 400 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 konstant ist (siehe 2). Jede der Abtriebsnockennuten 500 ist derart ausgebildet, dass ein Abstand Rv1, welcher zwischen dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und dem Nutboden 503 gemessen wird, entlang der Abtriebsnockennut 500 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 konstant ist (siehe 3).
Bei der vorliegenden Ausführungsform steuert die ECU 10 den Betrieb des Elektromotors 20, um den Antriebsnocken 40 derart zu drehen, dass jede Kugel 3 ausgehend von dem einen Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und dem einen Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 hin zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens gerollt wird, wenn die ECU 10 den Steuerbetrieb ausführt, um den Betriebszustand der Kupplung 70 von dem entkoppelten Zustand zu dem gekoppelten Zustand zu schalten. Zu dieser Zeit wird die Kugel 3 derart gerollt, dass diese durch die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 durchtritt und die ebene Nut 404 des Antriebsnockens und die ebene Nut 504 des Abtriebsnockens erreicht.
In dem Zustand, in welchem die Kugel 3 an der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens platziert ist, wird die Kugel 3 nicht gerollt, selbst wenn ausgehend von der Kupplung 70, welche in dem gekoppelten Zustand vorliegt, eine axiale Reaktionskraft auf den Abtriebsnocken 50 ausgeübt wird. Daher wird der Antriebsnocken 40 nicht relativ zu dem Abtriebsnocken 50 gedreht. Genauer gesagt wird eine Umkehreffizienz des Kugelnockens 2 kleiner gleich 0 (null). Somit kann die Kupplung 70 in dem gekoppelten Zustand gehalten werden, selbst wenn die Erregung des Elektromotors 20 zu dieser Zeit gestoppt wird. Daher kann der elektrische Leistungsverbrauch der Kupplungsvorrichtung 1 reduziert werden.
Als nächstes werden Effekte und Vorteile, welche durch die Struktur des Kugelnockens 2 der vorliegenden Ausführungsform erzielt werden, im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel beschrieben werden.
Wie in 6 gezeigt wird, weist bei einem Kugelnocken eines Vergleichsbeispiels nicht jede bzw. keine der Antriebsnockennuten 400 die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 auf, und nicht jede bzw. keine der Abtriebsnockennuten 500 weist die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 auf. Daher sind die Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und die ebene Nut 404 des Antriebsnockens direkt miteinander verbunden, und die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und die ebene Nut 504 des Abtriebsnockens sind direkt miteinander verbunden. Somit bilden eine Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und die ebene Nut 404 des Antriebsnockens sowie eine Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens jeweils eine scharfe Ecke mit einem Rand aus.
Allgemein unterscheiden sich der Zeitpunkt, zu welchem sich die Kugel 3 ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens bewegt, und der Zeitpunkt, zu welchem sich die Kugel 3 ausgehend von der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens bewegt, aufgrund von Herstellungsvariationen des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 voneinander. Wie vorstehend beschrieben bilden bei dem Kugelnocken des Vergleichsbeispiels die Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens sowie die Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens in dem gekrümmten Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens 403 der Antriebsnockennut 400 und des Nutbodens 503 der Abtriebsnockennut 500 erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 oder der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 verläuft (siehe 6), jeweils die scharfe Ecke mit dem Rand aus.
Daher weichen der Zeitpunkt, zu welchem sich die Kugel 3 ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens bewegt, und der Zeitpunkt, zu welchem sich die Kugel 3 ausgehend von der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens bewegt, voneinander ab, und dadurch verändert sich ein Klemmwinkel x der Kugel 3, welcher ein Winkel eines Einklemmens der Kugel 3 zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 ist, rasch. Der Klemmwinkel x entspricht dem Neigungswinkel γ1 oder dem Neigungswinkel γ2. Zu dieser Zeit wirkt gemäß dem Klemmwinkel x eine Kraft in einer Richtung y, in welcher die Kugel 3 weg von der Antriebsnockennut 400 oder der Abtriebsnockennut 500 bewegt wird, auf die Kugel 3. In einem Fall, bei welchem diese Kraft größer ist als eine statische Reibungskraft, die zwischen der Kugel 3 sowie der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 erzeugt wird, kann die Kugel 3 nicht stationär in der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 bleiben, und rutscht in der Richtung y, in welcher die Kraft auf die Kugel 3 ausgeübt wird. Dies ist ein Phänomen, das Herausspringen (engl. popping) genannt wird. Wenn das Herausspringen auftritt, weicht der Betrag eines Hubs des Abtriebsnockens 50, welcher eine Veränderung hinsichtlich der relativen Position des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 in der axialen Richtung ist, von einem gewünschten Wert ab, und eine Vorspannkraft, welche den Abtriebsnocken 50 in der axialen Richtung vorspannt bzw. drängt, wird reduziert.
Bei dem Vergleichsbeispiel wird eine Bedingung, welche das Auftreten des Herausspringens beschränkt, durch sin y/(cos γ+1)<µ ausgedrückt, wobei y den Neigungswinkel der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 bezeichnet, und µ einen statischen Reibungskoeffizienten bezeichnet. Hierbei gilt, dass der statische Reibungskoeffizient µ zwischen der Kugel 3 sowie der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 unter Berücksichtigung des Grenzschmierzustands ungefähr 0,05 bis 0,1 beträgt. Daher liegt y<5,73 [Grad] vor, wenn der statische Reibungskoeffizient µ einen unteren Grenzwert (µ=0,05) beträgt, und der Grad einer Gestaltungsfreiheit wird reduziert. Dies macht es unmöglich, die optimalen Spezifikationen für die mechanische Effizienz η der Kupplungsvorrichtung auszuwählen (siehe 7). Daher kann die Größe des Elektromotors 20 möglicherweise erhöht werden, das heißt, die Größe der Kupplungsvorrichtung kann möglicherweise erhöht werden.
Im Gegensatz dazu wird bei dem Kugelnocken 2 der vorliegenden Ausführungsform angenommen, dass aufgrund eines Winkeldimensionierungsfehlers bei einer Verarbeitung des Kugelnockens 2 eine Phasenverschiebung ±Δθ [Grad] erzeugt wird, und der Klemmwinkel x [Grad] erzeugt wird. Hierbei sind die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 derart eingestellt, dass diese |x|<5,73 [Grad] erfüllen, selbst wenn die Phase um einen angenommenen Betrag, d. h. ±Δθ abweicht.
Genauer gesagt ist die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 bei der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet, dass diese eine Gleichung von R1=Dpit1/2·π/180·ø1/cos γ1 erfüllt, und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 ist derart ausgebildet, dass diese eine Gleichung von R2=Dpit2/2·π/180·ø2/cos γ2 erfüllt. Hierbei wird in einem Fall, bei welchem Dpit1=50 [mm], Dpit2=50 [mm], ø1=1[Grad], ø2=1 [Grad], γ1=10 [Grad] und y2=10 [Grad] eingestellt wird, dies in R1=0,44 [mm] und R2=0,44 [mm] resultieren.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Auftreten des Herausspringens beschränkt, indem die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 auf die vorstehend beschriebene Weise ausgebildet werden.
Somit bilden bei dem Vergleichsbeispiel die Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und die ebene Nut 404 des Antriebsnockens sowie die Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens jeweils die scharfe Ecke (R≈0) aus. Daher wird der Klemmwinkel x zu dem Neigungswinkel y der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501. Daher ist es erforderlich, y<5,73 [Grad] einzustellen, um bei dem Vergleichsbeispiel das Auftreten des Herausspringens zu beschränken.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Auftreten des Herausspringens beschränkt, indem die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 auf die vorstehend beschriebene Weise ausgebildet werden, und die Einschränkungen bzw. Beschränkungen bei dem Neigungswinkel γ1 der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und dem Neigungswinkel y2 der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 können stark gelockert werden.
8 zeigt eine Beziehung zwischen dem Klemmwinkel x [Grad] der Kugel 3 und einem relativen Drehwinkel θ [Grad] zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 bei sowohl der vorliegenden Ausführungsform als auch dem Vergleichsbeispiel. Außerdem zeigt 9 eine Beziehung zwischen einem Abtriebsnockenhub str [mm], welcher der Betrag einer Bewegung des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 in der axialen Richtung ist, und einem relativen Drehwinkel θ [Grad] zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 bei sowohl der vorliegenden Ausführungsform als auch dem Vergleichsbeispiel an.
In den 8 und 9 wird die vorliegende Ausführungsform durch eine durchgehende Linie angezeigt, und das Vergleichsbeispiel wird durch eine gestrichelte Linie angezeigt. Bei dem Vergleichsbeispiel bilden die Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und die ebene Nut 404 des Antriebsnockens sowie die Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens jeweils die scharfe Ecke (R≈0) aus, und der Neigungswinkel y von sowohl der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 als auch der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 ist größer als 5,73 [Grad].
In den 8 und 9 entspricht θd1 außerdem einem Umfangswinkelausmaß, das bei der vorliegenden Ausführungsform ausgehend von dem einen Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 zu dem einen Ende der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 gemessen wird, und entspricht einem Umfangswinkelausmaß, das bei dem Vergleichsbeispiel ausgehend von dem einen Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 zu dem einen Ende der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens gemessen wird, und θv1 entspricht einem Umfangswinkelausmaß, das bei der vorliegenden Ausführungsform ausgehend von dem einen Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu dem einen Ende der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 gemessen wird, und entspricht einem Umfangswinkelausmaß, das bei dem Vergleichsbeispiel ausgehend von dem einen Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu dem einen Ende der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens gemessen wird.
In den 8 und 9 entspricht 0d2 außerdem einem Umfangswinkelausmaß, das bei der vorliegenden Ausführungsform ausgehend von dem einen Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 zu dem anderen Ende der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens gemessen wird, und entspricht einem Umfangswinkelausmaß, das bei dem Vergleichsbeispiel ausgehend von dem einen Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 zu dem anderen Ende der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens gemessen wird, und 0v2 entspricht einem Umfangswinkelausmaß, das bei der vorliegenden Ausführungsform ausgehend von dem einen Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu dem anderen Ende der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens gemessen wird, und entspricht einem Umfangswinkelausmaß, das bei dem Vergleichsbeispiel ausgehend von dem einen Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu dem anderen Ende der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens gemessen wird.
Wie in 8 gezeigt wird, verändert sich bei der vorliegenden Ausführungsform der Klemmwinkel x der Kugel 3 sanft, wenn die Kugel 3 zu der Zeit, zu welcher der relative Drehwinkel zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 über 2×θd1 oder 2×θv1 hinaus erhöht wird, durch die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 durchtritt. Somit tritt das Herausspringen nicht auf, und es ist möglich, eine Verringerung hinsichtlich des Abtriebsnockenhubs zu der Zeit zu beschränken, wenn die Kugel 3 durch die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 durchtritt (siehe 9).
Im Gegensatz dazu verändert sich bei dem Vergleichsbeispiel der Klemmwinkel x der Kugel 3 rasch und wird über 5,73 [Grad] hinaus erhöht, wenn die Kugel 3 zu der Zeit, zu welcher der relative Drehwinkel zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 über 2×θd1 oder 2×θv1 hinaus erhöht wird, durch die Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens oder die Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens durchtritt, wie in 8 gezeigt wird. Somit tritt das Herausspringen auf, und das Übertragungs-Drehmoment, welches proportional zu dem Abtriebsnockenhub ist, wird kleiner als das erforderliche Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment, und dadurch wird das Drehmoment unzureichend (siehe 9).
Außerdem bilden bei dem Vergleichsbeispiel die Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens sowie die Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens jeweils die scharfe Ecke mit dem Rand aus. Daher kann ein Oberflächendruck, welcher ausgehend von der Kugel 3 auf den Nutboden 403 der Antriebsnockennut 400 oder den Nutboden 503 der Abtriebsnockennut 500 ausgeübt wird, möglicherweise exzessiv groß werden, wenn die Kugel 3 durch die Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens oder die Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens durchtritt. Dadurch kann an dem Nutboden 403 oder dem Nutboden 503 möglicherweise eine Einkerbung erzeugt werden, und eine Ermüdungslebensdauer kann möglicherweise reduziert werden.
Im Gegensatz dazu befindet sich bei der vorliegenden Ausführungsform die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402, an welcher sich der Neigungswinkel kontinuierlich verändert, zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens, und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502, an welcher sich der Neigungswinkel kontinuierlich verändert, befindet sich zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens. Daher kann der Oberflächendruck, welcher ausgehend von der Kugel 3 auf den Nutboden 403 der Antriebsnockennut 400 oder den Nutboden 503 der Abtriebsnockennut 500 ausgeübt wird, reduziert werden, wenn die Kugel 3 durch die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 oder die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 durchtritt. Dadurch ist es möglich, die Erzeugung der Einkerbung an dem Nutboden 403 oder dem Nutboden 503 sowie die Reduzierung der Ermüdungslebensdauer zu beschränken.
Wie vorstehend beschrieben, weist bei der vorliegenden Ausführungsform jede Antriebsnockennut 400 die Antriebsnocken-Neigungsnut 401, die ebene Nut 404 des Antriebsnockens und die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 auf. An der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 ist der Nutboden 403 derart relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 geneigt, dass sich die Tiefe des Nutbodens 403 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 kontinuierlich verringert. An der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens verläuft der Nutboden 403 derart parallel zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40, dass die Tiefe des Nutbodens 403 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 konstant ist. Die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 weist Folgendes auf: das eine Ende, das mit dem Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 auf der anderen Seite befindet; und das andere Ende, das mit dem Ende der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 auf der einen Seite befindet, und der Neigungswinkel des Nutbodens 403 relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 kontinuierlich.
Jede Abtriebsnockennut 500 weist die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501, die ebene Nut 504 des Abtriebsnockens und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 auf. An der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 ist der Nutboden 503 derart relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 geneigt, dass sich die Tiefe des Nutbodens 503 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 kontinuierlich verringert. An der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens verläuft der Nutboden 503 derart parallel zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50, dass die Tiefe des Nutbodens 503 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 konstant ist. Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 weist Folgendes auf: das eine Ende, das mit dem Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 auf der anderen Seite befindet; und das andere Ende, das mit dem Ende der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 auf der einen Seite befindet, und der Neigungswinkel des Nutbodens 503 relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 verändert sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 kontinuierlich.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Zufuhr der elektrischen Leistung zu dem Elektromotor 20 getrennt werden, um den elektrischen Leistungsverbrauch zu reduzieren, wenn sich die Kugel 3 an der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens befindet. Außerdem weist bei der vorliegenden Ausführungsform die Antriebsnockennut 400 die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 auf, und die Abtriebsnockennut 500 weist die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 auf. Daher ist es möglich, den Klemmwinkel der Kugel 3 sanft zu verändern und den Betrag einer Veränderung hinsichtlich des Klemmwinkels der Kugel 3 zu reduzieren, wenn sich die Kugel 3 ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens bewegt. Somit kann das Auftreten des Herausspringens beschränkt werden. Im Ergebnis kann der Grad der Gestaltungsfreiheit der Antriebsnockennuten 400 und der Abtriebsnockennuten 500 erhöht werden, und die Größe des Elektromotors 20 und die Größe des Kugelnockens 2 können reduziert werden. Somit kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1, an welcher der Kugelnocken 2 angewendet wird, reduziert werden.
Außerdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 jeder Antriebsnockennut 400 derart ausgebildet, dass sich der Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 in dem Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens 403 der Antriebsnockennut 400 erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 verläuft, entlang des Bogens erstreckt, der den vorgegebenen Radius R1 aufweist.
Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 jeder Abtriebsnockennut 500 ist derart ausgebildet, dass sich der Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 in dem Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens 503 der Abtriebsnockennut 500 erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 verläuft, entlang des Bogens erstreckt, der den vorgegebenen Radius R2 aufweist.
Daher ist es möglich, den Klemmwinkel der Kugel 3 weiter sanft zu verändern und den Betrag einer Veränderung hinsichtlich des Klemmwinkels der Kugel 3 weiter zu reduzieren, wenn sich die Kugel 3 ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens bewegt.
Außerdem ist die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 bei jeder der Antriebsnockennuten 400 bei der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet, dass diese die Gleichung von R1=Dpit1/2·π/180·ø1/cos γ1 erfüllt, wobei: Dpit1 den Durchmesser des Wälzkreises CPd1 bezeichnet, welcher der Kreis ist, der an dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 zentriert ist und sich in der Antriebsnockennut 400 an der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens entlang des Nutbodens 403 erstreckt; ø1 [Grad] das Umfangswinkelausmaß der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 der Antriebsnockennut 400 bezeichnet, das in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 gemessen wird; und γ1 den Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 der Antriebsnockennut 400 relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 bezeichnet.
Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 bei jeder der Abtriebsnockennuten 500 ist derart ausgebildet, dass diese die Gleichung von R2=Dpit2/2·π/180·ø2/cosγ2 erfüllt, wobei: Dpit2 den Durchmesser des Wälzkreises CPv1 bezeichnet, welcher der Kreis ist, der an dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 zentriert ist und sich in der Abtriebsnockennut 500 an der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens entlang des Nutbodens 503 erstreckt; ø2 [Grad] das Umfangswinkelausmaß der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 der Abtriebsnockennut 500 bezeichnet, das in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 gemessen wird; und y2 den Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 der Abtriebsnockennut 500 relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 bezeichnet.
Daher ist es möglich, den Klemmwinkel der Kugel 3 sanft zu verändern und den Betrag einer Veränderung hinsichtlich des Klemmwinkels der Kugel 3 auf eine verlässliche Weise zu reduzieren, wenn sich die Kugel 3 ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens bewegt.
Außerdem weist die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 bei der vorliegenden Ausführungsform das Umfangswinkelausmaß ø1 auf, das in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 in dem Bereich von 1 bis 6 [Grad] vorliegt.
Die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 weist das Umfangswinkelausmaß ø2 auf, das in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 in dem Bereich von 1 bis 6 [Grad] vorliegt.
Daher ist es möglich, den Klemmwinkel der Kugel 3 sanft zu verändern und den Betrag einer Veränderung hinsichtlich des Klemmwinkels der Kugel 3 auf eine verlässliche Weise zu reduzieren, wenn sich die Kugel 3 ausgehend von der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 zu der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens bewegt. Außerdem sind die Umfangswinkelausmaße ø1, ø2 jeweils in dem Bereich von 1 bis 6 [Grad] eingestellt, und dadurch kann die Größe des Kugelnockens 2 reduziert werden.
Außerdem weisen die Antriebsnockennut 400 und die Abtriebsnockennut 500 bei der vorliegenden Ausführungsform in der Ansicht von der Seite, auf welcher die eine Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 platziert ist, oder der Seite, auf welcher die eine Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 platziert ist, die identische Form auf.
Daher kann in dem Zustand, in welchem die Kugel 3 zwischen der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 eingeklemmt ist, die relative Drehung zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 gedämpft werden. Dadurch ist es möglich, die Verringerung hinsichtlich der Effizienz des Kugelnockens 2 und eine Fehlfunktion des Kugelnockens 2 zu beschränken.
Außerdem schneiden die Antriebsnockennuten 400 bei der vorliegenden Ausführungsform einander an der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 nicht, noch sind diese miteinander verbunden. An der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 schneiden die Abtriebsnockennuten 500 einander nicht, noch sind diese miteinander verbunden.
Dadurch ist es möglich, die Bewegung der Kugel 3 zu einer anderen der Antriebsnockennuten 400 oder einer anderen der Abtriebsnockennuten 500 zu beschränken.
Außerdem beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform: die Eingangswelle 61, welche als der erste Transmitter dient; den Elektromotor 20, welcher als die Antriebsvorrichtung dient; den Kugelnocken 2, welcher als der Rollelement-Nocken dient; die Ausgangswelle 62, welche als der zweite Transmitter dient; und die Kupplung 70.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Kugelnocken 2 das Auftreten des Herausspringens beschränken. Im Ergebnis kann der Grad der Gestaltungsfreiheit der Antriebsnockennuten 400 und der Abtriebsnockennuten 500 erhöht werden, und die Größe des Elektromotors 20 und die Größe des Kugelnockens 2 können reduziert werden. Somit kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1, an welcher der Kugelnocken 2 angewendet wird, reduziert werden.
Zweite Ausführungsform
Die 10 und 11 zeigen einen Rollelement-Nocken gemäß einer zweiten Ausführungsform an. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich in Hinblick auf die Konfigurationen des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 von der ersten Ausführungsform.
Wie in 10 gezeigt wird, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Antriebsnocken-Neigungsnut 401 bei jeder der Antriebsnockennuten 400 derart ausgebildet, dass sich der Abstand Rd1 zwischen dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und dem Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich verändert. Genauer gesagt ist die Antriebsnocken-Neigungsnut 401 bei jeder der Antriebsnockennuten 400 derart ausgebildet, dass sich der Abstand Rd1 zwischen dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und dem Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich erhöht.
Wie in 11 gezeigt wird, ist die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 bei jeder der Abtriebsnockennuten 500 derart ausgebildet, dass sich der Abstand Rv1 zwischen dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und dem Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich verändert. Genauer gesagt ist die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 bei jeder der Abtriebsnockennuten 500 derart ausgebildet, dass sich der Abstand Rv1 zwischen dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und dem Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich erhöht.
Bei den vorstehenden Konfigurationen ist es möglich, ein Auftreten eines Verbindens von jeweils zwei benachbarten der Antriebsnockennuten 400 und ein Auftreten eines Verbindens von jeweils zwei benachbarten der Abtriebsnockennuten 500 zu beschränken, selbst wenn die Umfangslänge der Antriebsnockennut 400, die in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 gemessen wird, und die Umfangslänge der Abtriebsnockennut 500, die in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 gemessen wird, erhöht werden.
Somit können die Umfangslänge der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 jeder Antriebsnockennut 400, die in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 gemessen wird, und die Umfangslänge der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 jeder Abtriebsnockennut 500, die in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 gemessen wird, in einfacher Weise erhöht werden. Dadurch können der Neigungswinkel des Nutbodens 403 der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Neigungswinkel des Nutbodens 503 der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 verringert werden, während der erforderliche Betrag einer axialen Bewegung des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 relativ zu der Differenz des relativen Drehwinkels zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 sichergestellt wird. Im Ergebnis kann das erforderliche maximale Drehmoment des Elektromotors 20 reduziert werden, und die Größe des Elektromotors 20 kann reduziert werden. Somit kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1 weiter reduziert werden.
Dritte Ausführungsform
Die 12 bis 17 zeigen einen Abschnitt einer Kupplungsvorrichtung und einen Abschnitt eines Rollelement-Nockens gemäß einer dritten Ausführungsform an. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich in Hinblick auf die Konfigurationen des Elektromotors 20, des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 von der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Spule 22 zwei Wicklungssätze 25, 26 auf (siehe 12). Der Wicklungssatz 25 beinhaltet eine U-Phasen-Wicklung 251, eine V-Phasen-Wicklung 252 und eine W-Phasen-Wicklung 253. Die U-Phasen-Wicklung 251, die V-Phasen-Wicklung 252 und die W-Phasen-Wicklung 253 sind jeweils um den Stator 21 gewickelt, und ein Ende der U-Phasen-Wicklung 251, ein Ende der V-Phasen-Wicklung 252 und ein Ende der W-Phasen-Wicklung 253 sind elektrisch miteinander verbunden.
Der andere Wicklungssatz 26 beinhaltet eine U-Phasen-Wicklung 261, eine V-Phasen-Wicklung 262 und eine W-Phasen-Wicklung 263. Die U-Phasen-Wicklung 261, die V-Phasen-Wicklung 262 und die W-Phasen-Wicklung 263 sind jeweils um den Stator 21 gewickelt, und ein Ende der U-Phasen-Wicklung 261, ein Ende der V-Phasen-Wicklung 262 und ein Ende der W-Phasen-Wicklung 263 sind elektrisch miteinander verbunden.
Die ECU 10 weist Umschaltvorrichtungen 271-276, 281-286 und Spannungssensoren 250, 260 auf.
Ein Ende der Umschaltvorrichtung 271 ist mit einer (nicht näher dargestellten) positiven Elektrode einer Batterie verbunden, und das andere Ende der Umschaltvorrichtung 271 ist mit einem Ende der Umschaltvorrichtung 272 verbunden. Das andere Ende der Umschaltvorrichtung 272 ist mit einer Masse verbunden. Ein Ende der Umschaltvorrichtung 273 ist mit der (nicht näher dargestellten) positiven Elektrode der Batterie verbunden, und das andere Ende der Umschaltvorrichtung 273 ist mit einem Ende der Umschaltvorrichtung 274 verbunden. Das andere Ende der Umschaltvorrichtung 274 ist mit der Masse verbunden. Ein Ende der Umschaltvorrichtung 275 ist mit der (nicht näher dargestellten) positiven Elektrode der Batterie verbunden, und das andere Ende der Umschaltvorrichtung 275 ist mit einem Ende der Umschaltvorrichtung 276 verbunden. Das andere Ende der Umschaltvorrichtung 276 ist mit der Masse verbunden.
Ein Ende der Umschaltvorrichtung 281 ist mit der (nicht näher dargestellten) positiven Elektrode der Batterie verbunden, und das andere Ende der Umschaltvorrichtung 281 ist mit einem Ende der Umschaltvorrichtung 282 verbunden. Das andere Ende der Umschaltvorrichtung 282 ist mit der Masse verbunden. Ein Ende der Umschaltvorrichtung 283 ist mit der (nicht näher dargestellten) positiven Elektrode der Batterie verbunden, und das andere Ende der Umschaltvorrichtung 283 ist mit einem Ende der Umschaltvorrichtung 284 verbunden. Das andere Ende der Umschaltvorrichtung 284 ist mit der Masse verbunden. Ein Ende der Umschaltvorrichtung 285 ist mit der (nicht näher dargestellten) positiven Elektrode der Batterie verbunden, und das andere Ende der Umschaltvorrichtung 285 ist mit einem Ende der Umschaltvorrichtung 286 verbunden. Das andere Ende der Umschaltvorrichtung 286 ist mit der Masse verbunden.
Das andere Ende der U-Phasen-Wicklung 251 ist mit einer Verbindung zwischen der Umschaltvorrichtung 271 und der Umschaltvorrichtung 272 verbunden. Das andere Ende der V-Phasen-Wicklung 252 ist mit einer Verbindung zwischen der Umschaltvorrichtung 273 und der Umschaltvorrichtung 274 verbunden. Das andere Ende der W-Phasen-Wicklung 253 ist mit einer Verbindung zwischen der Umschaltvorrichtung 275 und der Umschaltvorrichtung 276 verbunden.
Das andere Ende der U-Phasen-Wicklung 261 ist mit einer Verbindung zwischen der Umschaltvorrichtung 281 und der Umschaltvorrichtung 282 verbunden. Das andere Ende der V-Phasen-Wicklung 262 ist mit einer Verbindung zwischen der Umschaltvorrichtung 283 und der Umschaltvorrichtung 284 verbunden. Das andere Ende der W-Phasen-Wicklung 263 ist mit einer Verbindung zwischen der Umschaltvorrichtung 285 und der Umschaltvorrichtung 286 verbunden.
Jeder der Spannungssensoren 250 ist an einer entsprechenden Stelle zwischen einer entsprechenden der Umschaltvorrichtungen 272, 274, 276 und der Masse installiert und ist dazu konfiguriert, an dieser Stelle eine Differenz des elektrischen Potentials zu messen. Jeder der Spannungssensoren 260 ist an einer entsprechenden Stelle zwischen einer entsprechenden der Umschaltvorrichtungen 282, 284, 286 und der Masse installiert und ist dazu konfiguriert, an dieser Stelle eine Differenz des elektrischen Potentials zu messen.
Die ECU 10 ist dazu konfiguriert, einen Betrieb des Elektromotors 20 zu steuern, indem die elektrische Leistung gesteuert wird, die der Spule 22 zugeführt wird. Wenn der Spule 22 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird an dem Stator 21 das drehende bzw. umlaufende magnetische Feld erzeugt. Dadurch wird der Rotor 23 gedreht. Somit wird das Drehmoment ausgehend von der Welle 24 ausgegeben. Wie vorstehend beschrieben ist der Elektromotor 20 dazu konfiguriert, das Drehmoment auszugeben.
Genauer gesagt ist die ECU 10 dazu konfiguriert, die Umschaltbetriebe der Umschaltvorrichtungen 271-276, 281-286 zu steuern, um die elektrische Leistung zu steuern, die den Wicklungssätzen 25, 26 ausgehend von der Batterie zugeführt wird. Somit kann die ECU 10 den Betrieb des Elektromotors 20 derart steuern, dass der Rotor 23 vorwärts oder rückwärts gedreht wird.
Wie vorstehend beschrieben weist der Elektromotor 20 bei der vorliegenden Ausführungsform die zwei Wicklungssätze 25, 26, d. h. zwei Wicklungssysteme auf. Zu der normalen Zeit bzw. Normalzeit wird das Drehmoment durch die Erregung ausgehend von dem Elektromotor 20 an die zwei Wicklungssysteme ausgegeben. Zu der Zeit eines Notfalls, bei welchem einer der zwei Wicklungssätze defekt ist, kann der Elektromotor 20 mit dem verbleibenden der zwei Wicklungssätze kontinuierlich betrieben werden. In einem derartigen Fall beträgt das Drehmoment, welches ausgehend von dem Elektromotor 20 ausgegeben wird, ungefähr die Hälfte des Drehmoments, das zu der normalen Zeit ausgehend von dem Elektromotor 20 ausgegeben wird.
Die ECU 10 kann auf Grundlage der Spannung, die mit den jeweiligen Spannungssensoren 250, 260 erfasst wird, den Wert des elektrischen Stroms messen, der durch die Wicklungssätze 25, 26 geleitet wird. Auf diese Weise kann die ECU 10 den Bruch bzw. Defekt der jeweiligen Wicklungssätze 25, 26 sensieren.
Wie in 13 gezeigt wird, weist bei der vorliegenden Ausführungsform jede der Antriebsnockennuten 400 eine Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 auf. Die Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 ausgehend von einem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens, welcher an dem Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 eingestellt ist, das gegenüber der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 an der Antriebsnockennut 400 angeordnet ist, hin zu der einen Seite. Der Nutboden 403 ist an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 jeder Antriebsnockennut 400 derart relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 geneigt, dass sich die Tiefe des Nutbodens 403 an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 ausgehend von dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens hin zu der einen Seite in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 kontinuierlich verringert. Der Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 jeder Antriebsnockennut 400 relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 ist kleiner als der Neigungswinkel des Nutbodens 403 bei der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 relativ zu der einen Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 an der Antriebsnockennut 400. In der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 fällt ein tiefster Punkt PDd1, welcher ein am weitesten entfernter Punkt der Antriebsnockennut 400 ist, der am weitesten von der einen Endoberfläche 411 entfernt ist, mit dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens zusammen.
Wie in 14 gezeigt wird, weist jede der Abtriebsnockennuten 500 eine Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 auf. Die Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 ausgehend von einem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens, welcher an dem Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 eingestellt ist, das gegenüber der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 an der Abtriebsnockennut 500 angeordnet ist, hin zu der einen Seite. Der Nutboden 503 ist an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 jeder Abtriebsnockennut 500 derart relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 geneigt, dass sich die Tiefe des Nutbodens 503 an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 ausgehend von dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens hin zu der einen Seite in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 kontinuierlich verringert. Der Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 jeder Abtriebsnockennut 500 relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 ist kleiner als der Neigungswinkel des Nutbodens 503 bei der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 relativ zu der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 an der Abtriebsnockennut 500. In der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 fällt ein tiefster Punkt PDv1, welcher ein am weitesten entfernter Punkt der Abtriebsnockennut 500 ist, der am weitesten von der einen Endoberfläche 511 entfernt ist, mit dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens zusammen. Außerdem ist der Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 der gleiche wie der Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501. Außerdem ist der Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 der gleiche wie der Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505.
Wie in 13 gezeigt wird, ist ein Verhältnis zwischen einem Tangentenwert eines Neigungswinkels des Nutbodens 403 relativ zu einem Umfangsbewegungsabstand DMd2 ausgehend von dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und einem Tangentenwert eines Neigungswinkels des Nutbodens 403 relativ zu einem Umfangsbewegungsabstand DMd1 ausgehend von dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 1:2.
Wie in 14 gezeigt wird, ist ein Verhältnis zwischen einem Tangentenwert des Neigungswinkels des Nutbodens 503 relativ zu einem Umfangsbewegungsabstand DMv2 ausgehend von dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 und einem Tangentenwert des Neigungswinkels des Nutbodens 503 relativ zu einem Umfangsbewegungsabstand DMv1 ausgehend von dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 1:2.
Wie in 13 gezeigt wird, ist ein Verhältnis zwischen einem Umfangswinkelausmaß 0d3 eines gesamten Ortspunkts LLd2 entlang des Nutbodens 403 der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und einem Umfangswinkelausmaß θd1 eines gesamten Ortspunkts LLd1 entlang des Nutbodens 403 der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 2:1. Hierbei entspricht das Umfangswinkelausmaß 0d3 einem Winkel, der zwischen einer Gerade, welche den Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und den spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens verbindet, und einer Gerade, welche den Mittelpunkt Od1 und ein Ende des Ortspunkts LLd2 entlang des Nutbodens 403 der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 verbindet, definiert ist. Außerdem entspricht das Umfangswinkelausmaß θd1 einem Winkel, der zwischen einer Gerade, welche den Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und den spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens verbindet, und einer Gerade, welche den Mittelpunkt Od1 und ein Ende des Ortspunkts LLd1 entlang des Nutbodens 403 der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 verbindet, definiert ist.
Wie in 14 gezeigt wird, ist ein Verhältnis zwischen einem Umfangswinkelausmaß 0v3 eines gesamten Ortspunkts LLv2 entlang des Nutbodens 503 der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 und einem Umfangswinkelausmaß θv1 eines gesamten Ortspunkts LLv1 entlang des Nutbodens 503 der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 2:1. Hierbei entspricht das Umfangswinkelausmaß 0v3 einem Winkel, der zwischen einer Gerade, welche den Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und den spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens verbindet, und einer Gerade, welche den Mittelpunkt Ov1 und ein Ende des Ortspunkts LLv2 entlang des Nutbodens 503 der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 verbindet, definiert ist. Außerdem entspricht das Umfangswinkelausmaß θv1 einem Winkel, der zwischen einer Gerade, welche den Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und den spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens verbindet, und einer Gerade, welche den Mittelpunkt Ov1 und ein Ende des Ortspunkts LLv1 entlang des Nutbodens 503 der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 verbindet, definiert ist.
Wie in 13 gezeigt wird, beträgt bei dem Antriebsnocken 40 die Anzahl der Antriebsnockennuten 400, welche jeweils die identische Struktur aufweisen, drei, und diese drei Antriebsnockennuten 400 sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 arrangiert. Die Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und die Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 bei jeder der Antriebsnockennuten 400 sind derart ausgebildet, dass der Abstand Rd1, welcher zwischen dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und dem Nutboden 403 gemessen wird, entlang der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 konstant ist.
Wie in 14 gezeigt wird, beträgt bei dem Abtriebsnocken 50 die Anzahl der Abtriebsnockennuten 500, welche jeweils die identische Struktur aufweisen, drei, und diese drei Abtriebsnockennuten 500 sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 arrangiert. Die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und die Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 bei jeder der Abtriebsnockennuten 500 sind derart ausgebildet, dass der Abstand Rv1, welcher zwischen dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und dem Nutboden 503 gemessen wird, entlang der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 konstant ist.
Die ECU 10 steuert die Umschaltbetriebe der Umschaltvorrichtungen 271-276, 281-286, um die elektrische Leistung zu steuern, die den Wicklungssätzen 25, 26 zugeführt wird. Somit kann die ECU 10 den Betrieb des Elektromotors 20 steuern. Außerdem kann die ECU 10 auf Grundlage der Spannungen, die mit den Spannungssensoren 250, 260 sensiert werden, bestimmen, ob dies die normale Zeit bzw. Normalzeit, während der keiner der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, oder die Notfallzeit ist, während der einer der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist.
Zu der Normalzeit, während der keiner der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, steuert die ECU 10 den Betrieb des Elektromotors 20 derart, dass jede der Kugeln 3 entlang der Antriebsnocken-Neigungsnut 401, der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens der entsprechenden Antriebsnockennut 400 sowie der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501, der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt wird. Zu dieser Zeit erregt die ECU 10 die zwei Wicklungssätze 25, 26, um das Drehmoment ausgehend von dem Elektromotor 20 auszugeben, sodass der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Abtriebsnocken 50 gedreht wird. Somit wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 axial bewegt, um den Betriebszustand der Kupplung 70 zu dem entkoppelten Zustand oder dem gekoppelten Zustand zu verändern.
Im Gegensatz dazu steuert die ECU 10 zu der Notfallzeit, während der einer der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, den Betrieb des Elektromotors 20 derart, dass der Elektromotor 20 in einer entgegengesetzten Richtung gedreht wird, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Elektromotors 20 zu der normalen Zeit ist, sodass jede der Kugeln 3 entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt wird. Zu dieser Zeit erregt die ECU 10 den verbleibenden nicht defekten Wicklungssatz der zwei Wicklungssätze 25, 26, um das Drehmoment ausgehend von dem Elektromotor 20 auszugeben, sodass der Antriebsnocken 40 derart relativ zu dem Abtriebsnocken 50 gedreht wird, dass die Kugel 3 entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 gerollt wird. Somit wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 axial bewegt, um den Betriebszustand der Kupplung 70 zu dem entkoppelten Zustand oder dem gekoppelten Zustand zu verändern.
Als nächstes wird der Betrieb der Kupplungsvorrichtung 1 noch detaillierter beschrieben werden. Die 15 bis 17 zeigen einen gekrümmten Querschnitt an, der sich entlang des Nutbodens 403 der Antriebsnockennut 400 und des Nutbodens 503 der Abtriebsnockennut 500 erstreckt und parallel zu der Achse des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 verläuft.
Wie in 15 gezeigt wird, befindet sich die Kugel 3 in dem Zustand, in welchem die Erregung des Elektromotors 20 gestoppt wird, an dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens und dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens. Zu dieser Zeit sind die eine Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 und die eine Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 durch einen Abstand L1 voneinander beabstandet.
Hierbei ist eine Beziehung von tan α:tan β=2:1 erfüllt, wobei α den Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 bezeichnet, und β den Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 bezeichnet.
Zu der normalen Zeit, während der keiner der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, wird die Kugel 3 entlang der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 gerollt und erreicht ein Ende der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens, welches gegenüber dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens angeordnet ist, und ein Ende der ebenen Nut 504 Abtriebsnockens, welches gegenüber dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens angeordnet ist (siehe 16). Zu dieser Zeit sind die eine Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 und die eine Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 durch einen Abstand L2 voneinander beabstandet.
Im Gegensatz dazu wird zu der Notfallzeit, während der einer der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, die Kugel 3 entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 gerollt und erreicht ein Ende der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405, welches gegenüber dem spezifischen Punkt PSd1 des Antriebsnockens angeordnet ist, und ein Ende der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505, welches gegenüber dem spezifischen Punkt PSv1 des Abtriebsnockens angeordnet ist (siehe 17). Zu dieser Zeit sind die eine Endoberfläche 411 des Antriebsnockens 40 und die eine Endoberfläche 511 des Abtriebsnockens 50 durch den Abstand L2 voneinander beabstandet.
Wie vorstehend beschrieben ist die maximale axiale Verschiebung des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 L2-L1 und entspricht einer Summe einer Nuttiefen-Differenz zwischen dem tiefsten Punkt PDd1 der Antriebsnockennut 400 und einem am wenigsten tiefen Punkt der Antriebsnockennut 400 und einer Nuttiefen-Differenz zwischen dem tiefsten Punkt PDv1 der Abtriebsnockennut 500 und einem am wenigsten tiefen Punkt der Abtriebsnockennut 500. 18 zeigt eine Beziehung zwischen dem relativen Drehwinkel zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 und der Verschiebung des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 an.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Neigungswinkel der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 bei der vorliegenden Ausführungsform derart eingestellt, dass dieser 1/2 des Neigungswinkels der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 beträgt, und der Neigungswinkel der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 ist derart eingestellt, dass dieser 1/2 des Neigungswinkels der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 beträgt. Dabei kann das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors 20 im Vergleich zu dem normalen Zustand weiter verstärkt und in einen Translationsschub umgewandelt werden, wenn die Kugel 3 entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 gerollt wird. Somit wird zu der Notfallzeit, während der einer der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, der Elektromotor 20 in der entgegengesetzten Richtung gedreht, welche entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Elektromotors 20 zu der normalen Zeit ist, und dadurch kann die Kupplung 70 unter Verwendung der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 auf die gleiche Weise gesteuert werden wie zu der normalen Zeit.
Bei den vorstehenden Konfigurationen kann bei der vorliegenden Ausführungsform die maximale Translationskraft, welche im Wesentlichen die gleiche ist wie die maximale Translationskraft, die zu der normalen Zeit durch den Elektromotor 20 erzeugt wird, selbst bei dem reduzierten Ausgangsdrehmoment erzeugt werden, das ausgehend von dem Elektromotor 20 ausgegeben wird, bei welchem der Wicklungssatz des einen Systems defekt ist. Somit ist es möglich, die maximale Übertragungs-Drehmoment-Kapazität der Kupplung 70 vom normalerweise geöffneten Typ sicherzustellen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Antriebsnockennut 400 die Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 auf, und die Abtriebsnockennut 500 weist die Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 auf. Somit sind der Neigungswinkel der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Neigungswinkel der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform größer. Daher kann in dem Fall, bei welchem die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 nicht vorgesehen sind, das Herausspringen möglicherweise an der Verbindung zwischen der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der ebenen Nut 404 des Antriebsnockens sowie der Verbindung zwischen der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 und der ebenen Nut 504 des Abtriebsnockens auftreten. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 vorgesehen, sodass das Auftreten des Herausspringens beschränkt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Neigungswinkel der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 derart sanft eingestellt, dass dieser 1/2 des Neigungswinkels der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 beträgt, und der Neigungswinkel der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 ist derart sanft eingestellt, dass dieser 1/2 des Neigungswinkels der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 beträgt. Dadurch werden die Umfangslänge der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und die Umfangslänge der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 jeweils im Vergleich zu der Umfangslänge der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Umfangslänge der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 erhöht, sodass ein erforderlicher Drehwinkel an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 erhöht wird. Außerdem sollte dies aufgrund der Notfallzeit, die durch den Defekt des Wicklungssatzes des einen Systems verursacht wird, zugelassen bzw. ermöglicht werden, obwohl die Antriebsreaktionszeit des Elektromotors 20 zu der Zeit, zu der die Kugel 3 ausgehend von dem tiefsten Punkt PDd1, PDV1 zu dem flachsten bzw. am wenigsten tiefen Punkt bewegt wird, aufgrund der Verringerung hinsichtlich des Ausgangsdrehmoments des Elektromotors 20 in dem Fall, bei welchem der Wicklungssatz des einen Systems defekt ist, verlängert wird.
Außerdem ist die Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 bei der vorliegenden Ausführungsform mit dem tiefsten Punkt PDd1 der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 verbunden, und die Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 ist mit dem tiefsten Punkt PDv1 der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 verbunden. Daher wird die Kugel 3 zu der normalen Zeit, wenn die Kugel 3 zu dem tiefsten Punkt PDd1, PDv1 zurückkehrt, nicht mit der Wandoberfläche der Antriebsnockennut 400 oder der Wandoberfläche der Abtriebsnockennut 500 kollidieren bzw. zusammenstoßen. Somit kann eine Beschädigung der Bestandteilselemente des Kugelnockens 2 vermieden werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann in dem Fall, bei welchem der eine Wicklungssatz der zwei Wicklungssätze 25, 26 defekt ist, der andere verbleibende Wicklungssatz erregt werden, um ausgehend von dem Elektromotor 20 das Drehmoment auszugeben, um den Antriebsnocken 40 zu drehen. Im Ergebnis kann der Betrieb der Kupplungsvorrichtung 1 fortgesetzt werden, selbst wenn der eine Wicklungssatz der zwei Wicklungssätze 25, 26 des Elektromotors 20 defekt ist.
Hierbei wird in dem Fall, bei welchem der eine Wicklungssatz der zwei Wicklungssätze 25, 26 des Elektromotors 20 defekt ist, das Drehmoment, das ausgehend von dem Elektromotor 20 ausgegeben wird, im Vergleich zu dem Drehmoment reduziert, das vor der Zeit eines Auftretens des Defekts des einen Wicklungssatzes der zwei Wicklungssätze 25, 26 ausgehend von dem Elektromotor 20 ausgegeben wird. In Hinblick auf diesen Punkt sind der Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 bei der vorliegenden Ausführungsform derart eingestellt, dass diese jeweils kleiner sind als der Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501. Dabei kann der Antriebsnocken 40 mit einem kleinen bzw. geringen Drehmoment gedreht werden, wenn die Kugel 3 entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 gerollt wird. Somit wird der Betrieb des Elektromotors 20 zu der Normalzeit, während der keiner der zwei Wicklungssätze defekt ist, derart gesteuert, dass die Kugel 3 entlang der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 und der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 gerollt wird. Außerdem wird zu der Notfallzeit, während welcher der eine der Wicklungssätze der zwei Wicklungssätze defekt ist, der Betrieb des Elektromotors 20 derart gesteuert, dass die Kugel 3 entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut 405 und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut 505 gerollt wird, sodass der Betrieb der Kupplungsvorrichtung 1 zuverlässig fortgesetzt werden kann.
Vierte Ausführungsform
19 zeigt eine Kupplungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform an. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich in Hinblick auf die Konfigurationen der Kupplung und des Zustandsschalters von der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwischen der inneren peripheren Wand des stationären Flanschs 11 und der äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 Lager 141, 143 installiert. Daher wird die Eingangswelle 61 durch den stationären Flansch 11 drehbar durch die Lager 141, 143 gestützt.
Das Gehäuse 12 ist derart an dem stationären Flansch 11 installiert, dass die innere periphere Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 einer äußeren peripheren Wand eines Endteils des stationären Flanschs 11 gegenüberliegt und der innere Bodenabschnitt 122 eine gestufte Oberfläche 111 des stationären Flanschs 11 kontaktiert. Das Gehäuse 12 ist durch (nicht näher dargestellte) Bolzen an dem stationären Flansch 11 fixiert. Hierbei ist das Gehäuse 12 koaxial zu dem stationären Flansch 11 und der Eingangswelle 61.
Wie bei der ersten Ausführungsform sind der Elektromotor 20, der Geschwindigkeitsreduzierer 30 und der Kugelnocken 2 an der Innenseite der äußeren rohrförmigen Abschnitte 123, 125 des Gehäuses 12 platziert. Wie bei der ersten Ausführungsform ist der Antriebsnocken 40 derart an der Innenseite des äußeren rohrförmigen Abschnitts 125 (der als der rohrförmige Abschnitt dient) des Gehäuses 12 auf der Seite des Hohlrads 33 platziert, welche gegenüber dem Stator 21 angeordnet ist, dass die internen Zähne 43 des Antriebsnockens des Hohlrads 430 mit den sekundären externen Zähnen 322 des Planetenzahnrads 32 in Eingriff stehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Ausgangswelle 62 den Wellenabschnitt 621, den Plattenabschnitt 622, den rohrförmigen Abschnitt 623 und eine Abdeckung 625. Der Wellenabschnitt 621 ist allgemein in der zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der Plattenabschnitt 622 ist derart in einem Stück integral mit dem Wellenabschnitt 621 ausgebildet, dass der Plattenabschnitt 622 in der Ringplattenform geformt ist und sich ausgehend von dem einen Ende des Wellenabschnitts 621 radial nach außen erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt 623 ist in einem Stück derart integral mit dem Plattenabschnitt 622 ausgebildet, dass der rohrförmige Abschnitt 623 allgemein in der zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist und sich ausgehend von dem äußeren peripheren Teil des Plattenabschnitts 622 hin zu der Seite erstreckt, die gegenüber dem Wellenabschnitt 621 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 62 wird durch die Eingangswelle 61 drehbar durch das Lager 142 gestützt.
Die Kupplung 70 beinhaltet einen Stützabschnitt 73, Reibungsplatten 74, 75 und eine Druckplatte 76. Der Stützabschnitt 73 befindet sich auf einer Seite des Plattenabschnitts 622 der Ausgangswelle 62, an welcher der Abtriebsnocken 50 platziert ist. Der Stützabschnitt 73 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt und erstreckt sich ausgehend von einer äußeren peripheren Wand eines Endteils der Eingangswelle 61 radial nach außen.
Die Reibungsplatte 74 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt und ist an einer Seite eines äußeren peripheren Teils des Stützabschnitts 73 installiert, auf welcher der Plattenabschnitt 622 der Ausgangswelle 62 platziert ist. Die Reibungsplatte 74 ist an dem Stützabschnitt 73 fixiert. Die Reibungsplatte 74 kann den Plattenabschnitt 622 kontaktieren, wenn das äußere periphere Teil des Stützabschnitts 73 hin zu dem Plattenabschnitt 622 verformt ist.
Die Reibungsplatte 75 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt und ist an einer anderen Seite des äußeren peripheren Teils des Stützabschnitts 73 installiert, welche gegenüber dem Plattenabschnitt 622 der Ausgangswelle 62 angeordnet ist. Die Reibungsplatte 75 ist an dem Stützabschnitt 73 fixiert.
Die Druckplatte 76 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringplattenform geformt und befindet sich auf einer Seite der Reibungsplatte 75, auf welcher der Abtriebsnocken 50 platziert ist.
In einem gekoppelten Zustand, in welchem die Reibungsplatte 74 und der Plattenabschnitt 622 miteinander in Kontakt stehen, d. h. aneinander gekoppelt sind, wird eine Reibungskraft zwischen der Reibungsplatte 74 und dem Plattenabschnitt 622 erzeugt, und eine relative Drehung zwischen der Reibungsplatte 74 und dem Plattenabschnitt 622 wird gemäß dem Betrag dieser Reibungskraft beschränkt. Im Gegensatz dazu wird in einem entkoppelten Zustand, in welchem die Reibungsplatte 74 und der Plattenabschnitt 622 voneinander beabstandet angeordnet sind, d. h. voneinander entkoppelt sind, zwischen der Reibungsplatte 74 und dem Plattenabschnitt 622 nicht die Reibungskraft erzeugt, und dadurch wird eine relative Drehung zwischen der Reibungsplatte 74 und dem Plattenabschnitt 622 nicht beschränkt.
In dem gekoppelten Zustand der Kupplung 70 wird das Drehmoment, welches an die Eingangswelle 61 eingegeben wird, durch die Kupplung 70 auf die Ausgangswelle 62 übertragen. Im Gegensatz dazu wird das Drehmoment, welches an die Eingangswelle 61 eingegeben wird, in dem entkoppelten Zustand der Kupplung 70 nicht auf die Ausgangswelle 62 übertragen.
Die Abdeckung 625 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt und ist derart an dem rohrförmigen Abschnitt 623 der Ausgangswelle 62 installiert, dass die Abdeckung 625 eine Seite der Druckplatte 76 abdeckt, welche gegenüber der Reibungsplatte 75 angeordnet ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 anstelle des Kolbens 81 eine Membranfeder 91, welche als der Zustandsschalter dient. Die Membranfeder 91 ist allgemein in einer kreisförmigen Ringform geformt und ist derart an der Abdeckung 625 installiert, dass ein äußeres peripheres Teil der Membranfeder 91 die Druckplatte 76 kontaktiert. Das äußere periphere Teil der Membranfeder 91 befindet sich auf einer Seite eines inneren peripheren Teils der Membranfeder 91, auf welcher die Kupplung 70 platziert ist, und ein Zwischenteil der Membranfeder 91, welches sich zwischen dem äußeren peripheren Teil und dem inneren peripheren Teil der Membranfeder 91 befindet, wird durch die Abdeckung 625 gestützt. Außerdem spannt die Membranfeder 91 die Druckplatte 76 durch das äußere periphere Teil der Membranfeder 91 hin zu der Reibungsplatte 75 vor. Somit wird die Druckplatte 76 gegen die Reibungsplatte 75 gedrängt, und die Reibungsplatte 74 wird gegen den Plattenabschnitt 622 gedrängt. Genauer gesagt ist die Kupplung 70 normalerweise in dem gekoppelten Zustand platziert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung 1 eine Kupplungsvorrichtung vom normalerweise geschlossenen Typ, die normalerweise in dem gekoppelten Zustand platziert ist bzw. vorliegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind anstelle der Rückstellfeder 82, des Halteabschnitts 83 und des Widerlagers 162 eine Rückstellfeder 92 und ein Freigabelager 93 vorgesehen.
Die Rückstellfeder 92 ist zum Beispiel eine Schraubenfeder und ist in einer Aussparung 513 installiert, die in einer ringförmigen Form geformt ist und an einer Oberfläche des Abtriebsnockens 50 ausgespart ist, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist.
Ein Freigabelager 93 ist zwischen der Rückstellfeder 92 und dem inneren peripheren Teil der Membranfeder 91 platziert. Die Rückstellfeder 92 spannt das Freigabelager 93 hin zu der Membranfeder 91 vor. Das Freigabelager 93 stützt die Membranfeder 91 drehbar, während das Freigabelager 93 ausgehend von der Membranfeder 91 in einer Schubrichtung eine Last aufnimmt. Die Vorspannkraft der Rückstellfeder 92 ist kleiner als die Vorspannkraft der Membranfeder 91.
Wie in 19 gezeigt wird, ist ein Abstand zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 in einem Zustand, in welchem jede der Kugeln 3 an einem Ende der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und einem Ende der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 platziert ist, relativ klein, und zwischen dem Freigabelager 93 und einem Boden der Aussparung 513 des Abtriebsnockens 50 ist ein Spalt Sp2 ausgebildet. Somit wird die Reibungsplatte 74 durch die Vorspannkraft der Membranfeder 91 gegen den Plattenabschnitt 622 vorgespannt, und die Kupplung 70 ist in dem gekoppelten Zustand platziert, sodass die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 ermöglicht wird.
Wenn der Spule 22 des Elektromotors 20 durch den Steuerbetrieb der ECU 10 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird der Elektromotor 20 gedreht. Dadurch wird das Drehmoment ausgehend von dem Geschwindigkeitsreduzierer 30 ausgegeben und der Antriebsnocken 40 wird relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht. Somit wird jede der Kugeln 3 entlang der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt. Im Ergebnis wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 axial bewegt, d. h. wird hin zu der Kupplung 70 bewegt. Dadurch wird der Spalt Sp2 zwischen dem Freigabelager 93 und der Aussparung 513 des Abtriebsnockens 50 reduziert, und die Rückstellfeder 92 wird in der axialen Richtung zwischen dem Abtriebsnocken 50 und dem Freigabelager 93 zusammengedrückt.
Wenn der Abtriebsnocken 50 weiter hin zu der Kupplung 70 bewegt wird, wird die Rückstellfeder 92 auf deren maximalen Betrag zusammengedrückt, sodass das Freigabelager 93 durch den Abtriebsnocken 50 hin zu der Kupplung 70 vorgespannt bzw. gedrängt wird. Somit spannt das Freigabelager 93 das innere periphere Teil der Membranfeder 91 vor und wird entgegen einer Reaktionskraft, die ausgehend von der Membranfeder 91 ausgeübt wird, hin zu der Kupplung 70 bewegt.
Wenn das Freigabelager 93 das innere periphere Teil der Membranfeder 91 vorspannt und hin zu der Kupplung 70 bewegt wird, wird das innere periphere Teil der Membranfeder 91 hin zu der Kupplung 70 bewegt, und das äußere periphere Teil der Membranfeder 91 wird hin zu der Seite bewegt, die gegenüber der Kupplung 70 angeordnet ist. Dadurch ist die Reibungsplatte 74 von dem Plattenabschnitt 622 beabstandet, und der Betriebszustand der Kupplung 70 wird ausgehend von dem gekoppelten Zustand zu dem entkoppelten Zustand verändert. Im Ergebnis wird die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 unterbunden.
Wenn das Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment 0 (null) wird, stoppt die ECU 10 die Drehung des Elektromotors 20. Somit wird der Betriebszustand der Kupplung 70 in dem entkoppelten Zustand beibehalten. Wie vorstehend beschrieben, kann die Membranfeder 91 ausgehend von dem Abtriebsnocken 50 die axiale Kraft aufnehmen, um den Betriebszustand der Kupplung 70 gemäß der axialen Position des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand zu verändern.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Kupplung 70 auf der Seite des Abtriebsnockens 50 platziert, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist, und die Kupplung 70 verändert deren Betriebszustand gemäß der axialen Position des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand.
Die Konfigurationen jeder Antriebsnockennut 400 und jeder Abtriebsnockennut 500 sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform, und werden daher der Einfachheit halber nicht beschrieben.
Wie in 19 gezeigt wird, überlappt bei der vorliegenden Ausführungsform zumindest ein Teil jeder Antriebsnockennut 400 in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 den Geschwindigkeitsreduzierer 30.
Genauer gesagt überlappt jede Antriebsnockennut 400 das Hohlrad 430 (das als das Ausgangsbauteil dient), welches der Abschnitt des Geschwindigkeitsreduzierers 30 ist, in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 gänzlich. Dadurch kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1, welche in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 gemessen wird, reduziert oder minimiert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Geschwindigkeitsreduzierer 30 anstelle des Beschränkungsabschnitts 34 einen Erstreckungsabschnitt 35. Der Erstreckungsabschnitt 35 ist in einem Stück derart integral mit dem Planetenzahnrad 32 ausgebildet, dass der Erstreckungsabschnitt 35 in einer rohrförmigen Form geformt ist und sich ausgehend von einer axialen Endoberfläche des Planetenzahnrads 32, welche sich auf der Seite der Kupplung 70 befindet, hin zu der Kupplung 70 erstreckt. Eine innere periphere Wand des Erstreckungsabschnitts 35 steht mit der äußeren peripheren Wand des Lagers 154 in Eingriff.
Der Abtriebsnocken 50 beinhaltet ferner eine Aussparung 514. Die Aussparung 514 ist in einer kreisförmigen Form geformt und ist ausgehend von einem inneren peripheren Teil der einen Endoberfläche 511 des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51, welche sich auf der Seite des Antriebsnockens 40 befindet, hin zu der Kupplung 70 ausgespart. Ein Endteil des Erstreckungsabschnitts 35, welches sich auf der Seite der Kupplung 70 befindet, ist an einer Innenseite der Aussparung 514 platziert.
Hierbei überlappt jede Antriebsnockennut 400 das Planetenzahnrad 32 (den Abschnitt des Geschwindigkeitsreduzierers 30), insbesondere die sekundären externen Zähnen 322 des Planetenzahnrads 32 in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 gänzlich.
Außerdem befindet sich ein axiales Teil des Erstreckungsabschnitts 35 des Geschwindigkeitsreduzierers 30 auf der radial inneren Seite der Abtriebsnockennuten 500 des Abtriebsnockens 50. Genauer gesagt überlappt bei der vorliegenden Ausführungsform zumindest ein Abschnitt jeder Abtriebsnockennut 500 in der axialen Richtung des Abtriebsnockens 50 den Erstreckungsabschnitt 35 (den Abschnitt des Geschwindigkeitsreduzierers 30). Dadurch kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1, welche in der axialen Richtung des Antriebsnockens 40 und des Abtriebsnockens 50 gemessen wird, reduziert oder minimiert werden.
Der Rest der vorliegenden Ausführungsform, welcher ein anderer ist als die vorstehend beschriebenen Punkte, ist der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben kann die vorliegende Offenbarung auf die Kupplungsvorrichtung vom normalerweise geschlossenen Typ angewendet werden.
Andere Ausführungsformen
Bei einer anderen Ausführungsform liegt das Umfangswinkelausmaß ø1 der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 nicht notwendigerweise in dem Bereich von 1 bis 6 [Grad] in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 vor. Außerdem liegt das Umfangswinkelausmaß ø2 der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 nicht notwendigerweise in dem Bereich von 1 bis 6 [Grad] in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 vor.
Außerdem muss die Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 bei einer anderen Ausführungsform nicht derart ausgebildet sein, dass diese die Gleichung von R1=Dpit1/2·π/180·ø1/cos γ1 erfüllt. Zudem muss die Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 nicht derart ausgebildet sein, dass diese die Gleichung von R2=Dpit2/2 · π/180 · ø2/cos γ2 erfüllt.
Außerdem müssen sich bei einer anderen Ausführungsform sowohl der Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 als auch der Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 nicht entlang des Bogens erstrecken, der den vorgegebenen Radius R1, R2 aufweist, solange sich der Neigungswinkel des Nutbodens 403 an der Antriebsnocken-Verbindungsnut 402 und der Neigungswinkel des Nutbodens 503 an der Abtriebsnocken-Verbindungsnut 502 kontinuierlich verändern.
Außerdem wird bei der zweiten Ausführungsform das Beispiel beschrieben, bei welchem die Antriebsnocken-Neigungsnut 401 derart ausgebildet ist, dass sich der Abstand zwischen dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und dem Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich erhöht, und die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 derart ausgebildet ist, dass sich der Abstand zwischen dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und dem Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich erhöht. Alternativ kann die Antriebsnocken-Neigungsnut 401 bei einer anderen Ausführungsform derart ausgebildet sein, dass sich der Abstand zwischen dem Mittelpunkt Od1 des Antriebsnockens 40 und dem Nutboden 403 an der Antriebsnocken-Neigungsnut 401 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich verringert, und die Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 kann derart ausgebildet sein, dass sich der Abstand zwischen dem Mittelpunkt Ov1 des Abtriebsnockens 50 und dem Nutboden 503 an der Abtriebsnocken-Neigungsnut 501 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens 50 ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich verringert.
Außerdem sind bei einer anderen Ausführungsform die Anzahl der Antriebsnockennuten 400 und die Anzahl der Abtriebsnockennuten 500 nicht notwendigerweise auf drei beschränkt und können auf vier oder mehr geändert werden. Außerdem ist die Anzahl der Kugeln 3 nicht notwendigerweise auf drei beschränkt und kann gemäß der Anzahl der Antriebsnockennuten 400 und der Anzahl der Abtriebsnockennuten 500 auf vier oder mehr geändert werden.
Außerdem wird bei den vorstehenden Ausführungsformen das Beispiel beschrieben, bei welchem die Kugel 3, welche in der sphärischen Gestalt geformt ist, als das Rollelement verwendet wird, das zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 platziert ist. Alternativ ist das Rollelement bei einer anderen Ausführungsform nicht notwendigerweise auf die sphärische Form beschränkt, und eine Walze, welche in einer zylindrischen Form geformt ist, kann als das Rollelement verwendet werden.
Außerdem wird die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise auf das Fahrzeug angewendet, das durch das Antriebsmoment angetrieben wird, das ausgehend von der Maschine mit interner Verbrennung erzeugt wird, und kann auf ein elektrisches Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug angewendet werden, das mit dem Antriebsmoment fahren kann, das ausgehend von einem Elektromotor erzeugt wird.
Außerdem kann bei einer anderen Ausführungsform das Drehmoment ausgehend von dem zweiten Transmitter eingegeben werden, und das Drehmoment kann ausgehend von dem ersten Transmitter durch die Kupplung ausgegeben werden. Außerdem kann in einem Fall, bei welchem einer ausgewählt aus dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter nicht-drehbar fixiert ist, eine Drehung des anderen ausgewählt aus dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter gestoppt werden, indem die Kupplung in dem gekoppelten Zustand platziert wird bzw. vorliegt. In einem derartigen Fall kann die Kupplungsvorrichtung als eine Bremsvorrichtung verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen umgesetzt werden, ohne sich von deren Grundgedanken zu entfernen.
Die vorliegende Offenbarung ist auf Grundlage der Ausführungsformen beschrieben worden. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise auf die darin beschriebenen Ausführungsformen und Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen der vorstehenden Ausführungsformen und Modifikationen in einem äquivalenten Bereich. Ferner sind verschiedene Kombinationen und Gestalten bzw. Formen sowie andere Kombinationen und Gestalten bzw. Formen, die nur ein Element, mehr oder weniger als diese beinhalten, ebenfalls in dem Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018128691 [0001]
JP 2019106250 [0001]

Claims

Rollelement-Nocken, aufweisend: einen Antriebsnocken (40), der eine Mehrzahl von Antriebsnockennuten (400) aufweist, die an einer Endoberfläche (411) des Antriebsnockens ausgebildet sind, wobei der Antriebsnocken dazu konfiguriert ist, durch ein Drehmoment gedreht zu werden, das ausgehend von einer Antriebsvorrichtung (20) ausgegeben ist; eine Mehrzahl von Rollelementen (3), die jeweils drehbar in der Mehrzahl von Antriebsnockennuten installiert sind; und einen Abtriebsnocken (50), der eine Mehrzahl von Abtriebsnockennuten (500) aufweist, die an einer Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens ausgebildet sind, während jedes der Mehrzahl von Rollelementen zwischen einer entsprechenden der Mehrzahl von Antriebsnockennuten und einer entsprechenden der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten eingeklemmt ist, wobei: der Abtriebsnocken relativ zu dem Antriebsnocken in einer axialen Richtung bewegt ist, wenn zwischen dem Abtriebsnocken und dem Antriebsnocken die relative Drehung vollführt ist; jede der Mehrzahl von Antriebsnockennuten Folgendes aufweist: eine Antriebsnocken-Neigungsnut (401), an welcher ein Nutboden (403) derart relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens geneigt ist, dass sich eine Tiefe des Nutbodens (403) ausgehend von einer Seite hin zu einer anderen Seite in einer Umfangsrichtung des Antriebsnockens kontinuierlich verringert; eine ebene Nut (404) des Antriebsnockens, an welcher der Nutboden (403) derart parallel zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens verläuft, dass die Tiefe des Nutbodens (403) in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens konstant ist, und eine Antriebsnocken-Verbindungsnut (402), die Folgendes aufweist: ein Ende, das mit einem Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens auf der anderen Seite befindet; und ein anderes Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut des Antriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens auf der einen Seite befindet, wobei ein Neigungswinkel des Nutbodens (403) relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens sich ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnocken-Verbindungsnut kontinuierlich verändert; jede der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten Folgendes aufweist: eine Abtriebsnocken-Neigungsnut (501), an welcher ein Nutboden (503) derart relativ zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens geneigt ist, dass sich eine Tiefe des Nutbodens (503) ausgehend von einer Seite hin zu einer anderen Seite in einer Umfangsrichtung des Abtriebsnockens kontinuierlich verringert; eine ebene Nut (504) des Abtriebsnockens, an welcher der Nutboden (503) derart parallel zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens verläuft, dass die Tiefe des Nutbodens (503) in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens konstant ist, und eine Abtriebsnocken-Verbindungsnut (502), die Folgendes aufweist: ein Ende, das mit einem Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens auf der anderen Seite befindet; und ein anderes Ende, das mit einem Ende der ebenen Nut des Abtriebsnockens verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens auf der einen Seite befindet, wobei sich ein Neigungswinkel des Nutbodens (503) relativ zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Abtriebsnocken-Verbindungsnut kontinuierlich verändert.
Rollelement-Nocken nach Anspruch 1, wobei: die Antriebsnocken-Verbindungsnut jeder der Mehrzahl von Antriebsnockennuten derart ausgebildet ist, dass sich der Nutboden (403) an der Antriebsnocken-Verbindungsnut in einem Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens (403) der Antriebsnockennut erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens verläuft, entlang eines Bogens erstreckt, der einen vorgegebenen Radius R1 aufweist; und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut jeder der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten derart ausgebildet ist, dass sich der Nutboden (503) an der Abtriebsnocken-Verbindungsnut in einem Querschnitt, der sich entlang des Nutbodens (503) der Abtriebsnockennut erstreckt und senkrecht zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens verläuft, entlang eines Bogens erstreckt, der einen vorgegebenen Radius R2 aufweist.
Rollelement-Nocken nach Anspruch 2, wobei: die Antriebsnocken-Verbindungsnut bei jeder der Mehrzahl von Antriebsnockennuten derart ausgebildet ist, dass diese eine Gleichung von R1=Dpit1/2 ·π/180 ·ø1/cos γ1 erfüllt, wobei: Dpit1 einen Durchmesser eines Wälzkreises (CPd1) bezeichnet, welcher ein Kreis ist, der an einem Mittelpunkt (Od1) des Antriebsnockens zentriert ist und sich in der Antriebsnockennut an der ebenen Nut des Antriebsnockens entlang des Nutbodens (403) erstreckt; ø1 [Grad] ein Umfangswinkelausmaß der Antriebsnocken-Verbindungsnut der Antriebsnockennut bezeichnet, das in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens gemessen wird; und γ1 den Neigungswinkel des Nutbodens (403) an der Antriebsnocken-Neigungsnut der Antriebsnockennut relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens bezeichnet; und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut bei jeder der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten derart ausgebildet ist, dass diese eine Gleichung von R2=Dpit2/2 · π/180 · ø2/cos γ2 erfüllt, wobei: Dpit2 einen Durchmesser eines Wälzkreises (CPv1) bezeichnet, welcher ein Kreis ist, der an einem Mittelpunkt (Ov1) des Abtriebsnockens zentriert ist und sich in der Abtriebsnockennut an der ebenen Nut des Abtriebsnockens entlang des Nutbodens (503) erstreckt; ø2 [Grad] ein Umfangswinkelausmaß der Abtriebsnocken-Verbindungsnut der Abtriebsnockennut bezeichnet, das in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens gemessen wird; und γ2 den Neigungswinkel des Nutbodens (503) an der Abtriebsnocken-Neigungsnut der Abtriebsnockennut relativ zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens bezeichnet.
Rollelement-Nocken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Antriebsnocken-Verbindungsnut jeder der Mehrzahl von Antriebsnockennuten ein Umfangswinkelausmaß (ø1) aufweist, das in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens in einem Bereich von 1 bis 6 [Grad] vorliegt; und die Abtriebsnocken-Verbindungsnut jeder der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten ein Umfangswinkelausmaß (ø2) aufweist, das in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens in einem Bereich von 1 bis 6 [Grad] vorliegt.
Rollelement-Nocken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der Mehrzahl von Antriebsnockennuten und jede der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten in einer Ansicht von einer Seite, auf welcher die eine Endoberfläche (411) des Antriebsnockens platziert ist, oder einer Seite, auf welcher die eine Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens platziert ist, eine identische Form aufweisen.
Rollelement-Nocken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Mehrzahl von Antriebsnockennuten an der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens einander nicht schneiden, noch miteinander verbunden sind; und die Mehrzahl von Abtriebsnockennuten an der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens einander nicht schneiden, noch miteinander verbunden sind.
Rollelement-Nocken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die Antriebsnocken-Neigungsnut bei jeder der Mehrzahl von Antriebsnockennuten derart ausgebildet ist, dass sich ein Abstand (Rd1) zwischen einem Mittelpunkt (Od1) des Antriebsnockens und dem Nutboden (403) an der Antriebsnocken-Neigungsnut in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich verändert; und die Abtriebsnocken-Neigungsnut bei jeder der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten derart ausgebildet ist, dass sich ein Abstand (Rv1) zwischen einem Mittelpunkt (Ov1) des Abtriebsnockens und dem Nutboden (503) an der Abtriebsnocken-Neigungsnut in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite kontinuierlich verändert.
Rollelement-Nocken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: jede der Mehrzahl von Antriebsnockennuten eine Notfallzeit-Antriebsnockennut (405) aufweist, die sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens ausgehend von einem spezifischen Punkt (PSd1) des Antriebsnockens, welcher an einem anderen Ende der Antriebsnocken-Neigungsnut eingestellt ist, das gegenüber der Antriebsnocken-Verbindungsnut an der Antriebsnockennut angeordnet ist, hin zu der einen Seite erstreckt; der Nutboden (403) an der Notfallzeit-Antriebsnockennut jeder der Mehrzahl von Antriebsnockennuten derart relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens geneigt ist, dass sich die Tiefe des Nutbodens (403) an der Notfallzeit-Antriebsnockennut ausgehend von dem spezifischen Punkt des Antriebsnockens hin zu der einen Seite in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens kontinuierlich verringert; der Neigungswinkel des Nutbodens (403) an der Notfallzeit-Antriebsnockennut jeder der Mehrzahl von Antriebsnockennuten relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens kleiner ist als der Neigungswinkel des Nutbodens (403) bei der Antriebsnocken-Neigungsnut relativ zu der einen Endoberfläche (411) des Antriebsnockens an der Antriebsnockennut; jede der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten eine Notfallzeit-Abtriebsnockennut (505) aufweist, die sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens ausgehend von einem spezifischen Punkt (PSv1) des Abtriebsnockens, welcher an einem anderen Ende der Abtriebsnocken-Neigungsnut eingestellt ist, das gegenüber der Abtriebsnocken-Verbindungsnut an der Abtriebsnockennut angeordnet ist, hin zu der einen Seite erstreckt; der Nutboden (503) an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut jeder der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten derart relativ zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens geneigt ist, dass sich die Tiefe des Nutbodens (503) an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut ausgehend von dem spezifischen Punkt des Abtriebsnockens hin zu der einen Seite in der Umfangsrichtung des Abtriebsnockens kontinuierlich verringert; und der Neigungswinkel des Nutbodens (503) an der Notfallzeit-Abtriebsnockennut jeder der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten relativ zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens kleiner ist als der Neigungswinkel des Nutbodens (503) bei der Abtriebsnocken-Neigungsnut relativ zu der einen Endoberfläche (511) des Abtriebsnockens.
Kupplungsvorrichtung, aufweisend: einen ersten Transmitter (61); eine Antriebsvorrichtung (20), die dazu konfiguriert ist, ein Drehmoment auszugeben; den Rollelement-Nocken (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; einen zweiten Transmitter (62), der dazu konfiguriert ist, das Drehmoment zwischen dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter zu übertragen; und eine Kupplung (70), die dazu konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Kupplung abhängig von einer relativen Position des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken in der axialen Richtung zu einem gekoppelten Zustand oder zu einem entkoppelten Zustand zu schalten, wobei die Kupplung dazu konfiguriert ist, in dem gekoppelten Zustand eine Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter durch die Kupplung zu ermöglichen und in dem entkoppelten Zustand die Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter durch die Kupplung zu unterbinden.
Kupplungsvorrichtung, aufweisend: einen ersten Transmitter (61); eine Antriebsvorrichtung (20), die zwei Wicklungssätze (25, 26) beinhaltet und dazu konfiguriert ist, durch Erregung der zwei Wicklungssätze ein Drehmoment auszugeben; den Rollelement-Nocken (2) nach Anspruch 8; einen zweiten Transmitter (62), der dazu konfiguriert ist, das Drehmoment zwischen dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter zu übertragen; eine Kupplung (70), die dazu konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Kupplung abhängig von einer relativen Position des Abtriebsnockens relativ zu dem Antriebsnocken in der axialen Richtung zu einem gekoppelten Zustand oder zu einem entkoppelten Zustand zu schalten, wobei die Kupplung dazu konfiguriert ist, in dem gekoppelten Zustand eine Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter durch die Kupplung zu ermöglichen und in dem entkoppelten Zustand die Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Transmitter und dem zweiten Transmitter durch die Kupplung zu unterbinden; und einen Controller (10), der dazu konfiguriert ist, die Erregung der zwei Wicklungssätze derart zu steuern, dass diese einen Betrieb der Antriebsvorrichtung steuern, wobei: der Controller dazu konfiguriert ist, den Betrieb der Antriebsvorrichtung derart zu steuern, dass zu einer normalen Zeit, während der keiner der zwei Wicklungssätze defekt ist, jedes der Mehrzahl von Rollelementen entlang der Antriebsnocken-Neigungsnut, der Antriebsnocken-Verbindungsnut, der ebenen Nut des Antriebsnockens der entsprechenden ausgewählt aus der Mehrzahl von Antriebsnockennuten, und der Abtriebsnocken-Neigungsnut, der Abtriebsnocken-Verbindungsnut, der ebenen Nut des Abtriebsnockens der entsprechenden ausgewählt aus der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten gerollt wird; und der Controller dazu konfiguriert ist, den Betrieb der Antriebsvorrichtung derart zu steuern, dass zu einer Notfallzeit, während der einer der zwei Wicklungssätze defekt ist, jedes der Mehrzahl von Rollelementen entlang der Notfallzeit-Antriebsnockennut der entsprechenden ausgewählt aus der Mehrzahl von Antriebsnockennuten und der Notfallzeit-Abtriebsnockennut der entsprechenden ausgewählt aus der Mehrzahl von Abtriebsnockennuten gerollt wird.