DE112021006251T5

DE112021006251T5 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021006251T5
Application number: DE112021006251.4T
Authority: DE
Inventors: Soichiro Hayashi; Takumi Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-10-05
Also published as: US20230304546A1; WO2022118833A1; CN116529504A; JP2022089088A

Abstract

Ein Primärantrieb (20) beinhaltet einen Stator (21), der an einem Gehäuse (12) fixiert ist, und einen Rotor (23), der relativ zu dem Stator (21) drehbar vorgesehen ist, und ist dazu in der Lage, ein Drehmoment ausgehend von dem Rotor (23) auszugeben. Ein Drehzahluntersetzer (30) beinhaltet ein Sonnenrad (31), eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern (32), einen Träger (33), ein erstes Hohlrad (34), und ein zweites Hohlrad (35). Das Sonnenrad (31) nimmt das Drehmoment ausgehend von dem Rotor (23) auf. Der Rotor (23) ist auf einer radial inneren Seite des Stators (21) vorgesehen, und ist derart mit dem Sonnenrad (31) verbunden, dass dieser mit dem Sonnenrad (31) integral drehbar ist.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2020-201 331 , eingereicht am 3. Dezember 2020. Die gesamten Offenbarungen aller vorstehenden Anmeldungen sind hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kupplungsvorrichtung.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, die eine Drehmomentübertragung zwischen einem ersten Übertragungsabschnitt und einem zweiten Übertragungsabschnitt zulässt oder blockiert, indem ein Zustand einer Kupplung zu einem in Eingriff stehenden Zustand oder einem nicht in Eingriff stehenden Zustand verändert wird. Eine derartige Kupplungsvorrichtung beinhaltet allgemein einen Drehzahluntersetzer, der ein Drehmoment eines Primärantriebs verlangsamt und ausgibt.
Es ist zum Beispiel ein Drehzahluntersetzer, der in Patentliteratur 1 offenbart wird, als der Drehzahluntersetzer bekannt, der das Drehmoment des Primärantriebs verlangsamt und ausgibt.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: CN 110 034 631 A
Kurzfassung der Erfindung
Patentliteratur 1 offenbart einen Primärantrieb mit Außenrotor. Hierbei ist ein Sonnenrad, welches eine Eingabeeinheit des Drehzahluntersetzers ist, an einem Abschnitt, an welchem ein Ende des Rotors zu einer radial inneren Seite gebogen ist, koaxial mit einem zylindrischen Rotor des Primärantriebs verbunden. Bei dieser Konfiguration können sich Drehungs-Trägheitsmomente des Rotors und des Sonnenrads, die sich integral drehen, das heißt eine Trägheit erhöhen. Daher kann sich ein Ansprechverhalten der Kupplungsvorrichtung verringern, wenn der Primärantrieb und der Drehzahluntersetzer in Patentliteratur 1 auf eine Kupplungsvorrichtung angewendet werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kupplungsvorrichtung mit gutem Ansprechverhalten vorzusehen.
Die vorliegende Offenbarung umfasst ein Gehäuse, einen Primärantrieb, einen Drehzahluntersetzer, eine Drehtranslationseinheit, eine Kupplung, und eine Zustands-Veränderungseinheit. Der Primärantrieb beinhaltet einen Stator, welcher an dem Gehäuse fixiert ist, und einen Rotor, welcher dazu konfiguriert ist, sich relativ zu dem Stator zu drehen. Der Primärantrieb ist dazu konfiguriert, ein Drehmoment ausgehend von dem Rotor auszugeben. Der Geschwindigkeitsreduzierer bzw. Drehzahluntersetzer ist dazu konfiguriert, das Drehmoment des Primärantriebs zu verlangsamen bzw. abzubremsen und dieses auszugeben. Die Drehtranslationseinheit beinhaltet einen Drehabschnitt, welcher dazu konfiguriert ist, sich relativ zu dem Gehäuse zu drehen, wenn das Drehmoment abgegeben wird, das ausgehend von dem Drehzahluntersetzer ausgegeben wird, und einen Translationsabschnitt, welcher dazu konfiguriert ist, sich relativ zu dem Gehäuse in einer axialen Richtung zu bewegen, wenn sich der Drehabschnitt relativ zu dem Gehäuse dreht.
Die Kupplung ist zwischen einem ersten Übertragungsabschnitt und einem zweiten Übertragungsabschnitt vorgesehen, die relativ zu dem Gehäuse drehbar vorgesehen sind, und ist dazu konfiguriert, eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Übertragungsabschnitt und dem zweiten Übertragungsabschnitt zuzulassen, wenn diese in einem in Eingriff stehenden Zustand vorliegt, und die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Übertragungsabschnitt und dem zweiten Übertragungsabschnitt zu blockieren, wenn diese in einem nicht in Eingriff stehenden Zustand vorliegt. Die Zustands-Veränderungseinheit nimmt ausgehend von dem Translationsabschnitt eine Kraft in der axialen Richtung auf, und kann gemäß einer relativen Position in der axialen Richtung des Translationsabschnitts in Hinblick auf das Gehäuse einen Zustand der Kupplung zu dem in Eingriff stehenden Zustand oder dem nicht in Eingriff stehenden Zustand verändern.
Der Drehzahluntersetzer beinhaltet ein Sonnenrad, eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern, einen Träger, ein erstes Hohlrad und ein zweites Hohlrad. Ein Drehmoment ausgehend von einem Rotor wird an das Sonnenrad abgegeben. Jedes Planetenzahnrad ist dazu in der Lage, drehend in einer Umfangsrichtung des Sonnenrads umzulaufen, während dieses in das Sonnenrad eingreift und sich auf dessen Achse dreht. Der Träger stützt die Planetenzahnräder drehbar und ist relativ zu dem Sonnenrad drehbar.
Das erste Hohlrad ist dazu in der Lage, in die Planetenzahnräder einzugreifen. Das zweite Hohlrad ist dazu in der Lage, in die Planetenzahnräder einzugreifen, weist die Anzahl an Zähnen eines Zahnabschnitts auf, die sich von der des ersten Hohlrads unterscheidet, und gibt das Drehmoment an einen Drehabschnitt aus. Der Rotor ist auf einer radial inneren Seite des Stators vorgesehen, und ist derart mit dem Sonnenrad verbunden, dass dieser mit dem Sonnenrad integral drehbar ist.
Bei der vorliegenden Offenbarung ist der Primärantrieb ein Primärantrieb mit Innenrotor. Daher kann ein Außendurchmesser des Rotors kleiner hergestellt werden als der des Primärantriebs mit Außenrotor. Entsprechend können Drehungs-Trägheitsmomente des Rotors und des Sonnenrads, die sich integral drehen, reduziert werden. Daher kann ein Ansprechverhalten des Sonnenrads, welches eine Eingabeeinheit des Drehzahluntersetzers ist, verbessert werden. Daher kann ein Ansprechverhalten der Kupplungsvorrichtung verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht, welche eine Kupplungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Querschnittsansicht, welche einen Teil der Kupplungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein schematisches Diagramm eines Drehzahluntersetzers mit einem fremden Planetenzahnrad vom 2kh-Typ, und eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen einem Eingabe- und Ausgabe-Muster, einem Trägheitsmoment und einem Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis zeigt;
4 ein schematisches Diagramm eines Drehzahluntersetzers mit einem fremden Planetenzahnrad vom 3k-Typ, und eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen einem Eingabe- und Ausgabe-Muster, einem Trägheitsmoment und einem Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis zeigt;
5 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Hub eines Translationsabschnitts und einer Last zeigt, die auf eine Kupplung wirkt; und
6 eine Querschnittsansicht, welche einen Teil einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden Kupplungsvorrichtungen gemäß einer Mehrzahl von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei der Mehrzahl von Ausführungsformen werden im Wesentlichen die gleichen Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Erste Ausführungsform
Die 1 und 2 zeigen eine Kupplungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Eine Kupplungsvorrichtung 1 ist zum Beispiel zwischen einer Maschine mit interner Verbrennung und einem Getriebe eines Fahrzeugs vorgesehen und wird dazu verwendet, eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine mit interner Verbrennung und dem Getriebe zuzulassen oder zu blockieren.
Die Kupplungsvorrichtung 1 beinhaltet ein Gehäuse 12, einen Motor 20 als einen „Primärantrieb“, einen Drehzahluntersetzer 30, einen Kugelnocken 2 als eine „Drehtranslationseinheit“ oder einen „Rollkörpernocken“, eine Kupplung 70, und eine Zustands-Veränderungseinheit 80.
Die Kupplungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner eine elektronische Steuereinheit 10 (die nachfolgend als „ECU“ bezeichnet wird) als eine „Steuereinheit“, eine Eingangswelle 61 als einen „ersten Übertragungsabschnitt“, und eine Ausgangswelle 62 als einen „zweiten Übertragungsabschnitt“.
Die ECU 10 ist ein kleiner Computer, welcher eine CPU als ein Berechnungsmittel, einen ROM, einen RAM und dergleichen als ein Speichermedium, eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle als Eingabe- und Ausgabe-Mittel, und dergleichen beinhaltet. Die ECU 10 führt gemäß einem Programm, das in dem ROM oder dergleichen gespeichert ist, auf Grundlage von Informationen wie beispielsweise Signalen von verschiedenen Sensoren, die in jedem Teil des Fahrzeugs vorgesehen sind, eine Berechnung aus, und steuert Betriebe von verschiedenen Vorrichtungen und Maschinen des Fahrzeugs. Auf diese Weise führt die ECU 10 ein Programm aus, das in einem nicht flüchtigen greifbaren Speichermedium gespeichert ist. Indem das Programm ausgeführt wird, wird ein Verfahren ausgeführt, das dem Programm entspricht.
Die ECU 10 kann einen Betrieb der Maschine mit interner Verbrennung und dergleichen auf Grundlage der Informationen wie beispielsweise den Signalen von verschiedenen Sensoren steuern. Die ECU 10 kann zudem einen Betrieb des Motors 20 steuern, der später beschrieben werden soll.
Die Eingangswelle 61 ist zum Beispiel mit einer (nicht näher dargestellten) Antriebswelle der Maschine mit interner Verbrennung verbunden und ist zusammen mit der Antriebswelle drehbar. Das heißt, ausgehend von der Antriebswelle wird ein Drehmoment an die Eingangswelle 61 abgegeben.
Bei dem Fahrzeug, das mit der Maschine mit interner Verbrennung ausgestattet ist, ist ein fixierter Körper 11 vorgesehen (siehe 2). Der fixierte Körper 11 ist zum Beispiel in einer rohrförmigen Form ausgebildet und an einem Maschinenraum des Fahrzeugs fixiert. Ein Kugellager 141 ist zwischen einer inneren peripheren Wand des fixierten Körpers 11 und einer äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 vorgesehen. Entsprechend wird die Eingangswelle 61 durch den fixierten Körper 11 über das Kugellager 141 durch ein Lager gestützt.
Das Gehäuse 12 ist zwischen der inneren peripheren Wand des fixierten Körpers 11 und der äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 vorgesehen. Das Gehäuse 12 beinhaltet einen inneren Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses, einen Gehäuse-Plattenabschnitt 122, einen äußeren Zylinderabschnitt 123 des Gehäuses, einen kleinen Plattenabschnitt 124 des Gehäuses, eine Gehäuse-Stufenoberfläche 125, einen kleinen inneren Zylinderabschnitt 126 des Gehäuses, einen Keil-Nutabschnitt 127 auf der Seite des Gehäuses und dergleichen.
Der innere Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der kleine Plattenabschnitt 124 des Gehäuses ist derart in einer kranzförmigen Plattenform ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem Endabschnitt des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses zu einer radial äußeren Seite erstreckt. Der kleine innere Zylinderabschnitt 126 des Gehäuses ist derart in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des kleinen Plattenabschnitts 124 des Gehäuses zu einer Seite gegenüber dem inneren Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses erstreckt. Der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 ist derart in einer kranzförmigen Plattenform ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem Endabschnitt des kleinen inneren Zylinderabschnitts 126 des Gehäuses auf einer Seite gegenüber dem kleinen Plattenabschnitt 124 des Gehäuses zu der radial äußeren Seite erstreckt. Der äußere Zylinderabschnitt 123 des Gehäuses ist derart in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 zu der gleichen Seite wie der kleine innere Zylinderabschnitt 126 des Gehäuses und der innere Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses erstreckt. Hierbei sind der innere Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses, der kleine Plattenabschnitt 124 des Gehäuses, der kleine innere Zylinderabschnitt 126 des Gehäuses, der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und der äußere Zylinderabschnitt 123 des Gehäuses integral zum Beispiel aus Metall ausgebildet.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Gehäuse 12 im Ganzen in einer hohlen und flachen Form ausgebildet.
Die Gehäuse-Stufenoberfläche 125 ist in einer kranzförmigen ebenen Form auf einer Oberfläche des kleinen Plattenabschnitts 124 des Gehäuses auf einer Seite gegenüber dem kleinen inneren Zylinderabschnitt 126 des Gehäuses ausgebildet. Der Keil-Nutabschnitt 127 auf der Seite des Gehäuses ist derart in einer äußeren peripheren Wand des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses ausgebildet, dass dieser sich in einer axialen Richtung des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses erstreckt. Eine Mehrzahl von Keil-Nutabschnitten 127 auf der Seite des Gehäuses ist in einer Umfangsrichtung des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses ausgebildet.
Das Gehäuse 12 ist derart an dem fixierten Körper 11 fixiert, dass ein Teil einer Außenwand mit einem Teil einer Wandoberfläche des fixierten Körpers 11 in Kontakt steht (siehe 2). Das Gehäuse 12 ist durch (nicht näher dargestellte) Bolzen oder dergleichen an dem fixierten Körper 11 fixiert. Hierbei ist das Gehäuse 12 koaxial zu dem fixierten Körper 11 und der Eingangswelle 61 vorgesehen. Zusätzlich ist ein im Wesentlichen zylindrischer Raum zwischen einer inneren peripheren Wand des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses und der äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 ausgebildet.
Das Gehäuse 12 weist einen Unterbringungsraum 120 auf. Der Unterbringungsraum 120 ist durch den inneren Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses, den kleinen Plattenabschnitt 124 des Gehäuses, den kleinen inneren Zylinderabschnitt 126 des Gehäuses, den Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und den äußeren Zylinderabschnitt 123 des Gehäuses definiert.
Der Motor 20 ist in dem Unterbringungsraum 120 untergebracht. Der Motor 20 beinhaltet einen Stator 21, einen Rotor 23 und dergleichen. Der Stator 21 beinhaltet einen Statorkern211 und eine Spule 22. Der Statorkern 211 ist zum Beispiel aus einer laminierten Stahlplatte in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet, und ist an einer Innenseite des äußeren Zylinderabschnitts 123 des Gehäuses fixiert. Die Spule 22 ist auf jedem der Mehrzahl von ausgeprägten Polen des Statorkerns 211 vorgesehen.
Der Motor 20 beinhaltet einen Magneten 230 als einen „Dauermagneten“. Der Rotor 23 ist zum Beispiel aus Metall auf Eisenbasis in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet. Genauer gesagt ist der Rotor 23 zum Beispiel aus reinem Eisen ausgebildet, das eine relativ hohe bzw. gute magnetische Eigenschaft aufweist.
Der Magnet 230 ist auf einer äußeren peripheren Wand des Rotors 23 vorgesehen. Eine Mehrzahl von Magneten 230 ist derart mit gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Rotors 23 vorgesehen, dass magnetische Pole abwechselnd arrangiert sind.
Die Kupplungsvorrichtung 1 beinhaltet ein Lager 151. Das Lager 151 ist auf einer äußeren peripheren Wand des kleinen inneren Zylinderabschnitts 126 des Gehäuses vorgesehen. Ein Sonnenrad 31, welches später beschrieben wird, ist auf der radial äußeren Seite des Lagers 151 vorgesehen. Der Rotor 23 ist so auf der radial äußeren Seite des Sonnenrads 31 vorgesehen, dass dieser nicht relativ zu dem Sonnenrad 31 drehbar ist. Das Lager 151 ist in dem Unterbringungsraum 120 vorgesehen und stützt das Sonnenrad 31, den Rotor 23 und die Magneten 230 drehbar.
Hierbei ist der Rotor 23 derart auf einer radial inneren Seite des Statorkerns 211 des Stators 21 vorgesehen, dass dieser relativ zu dem Stator 21 drehbar ist. Der Motor 20 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem inneren Rotor bzw. Innenrotor.
Die ECU 10 kann den Betrieb des Motors 20 steuern, indem eine elektrische Leistung gesteuert wird, die der Spule 22 zugeführt wird. Wenn der Spule 22 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird in dem Statorkern 211 ein drehendes bzw. umlaufendes magnetisches Feld erzeugt, und der Rotor 23 dreht sich. Entsprechend wird das Drehmoment ausgehend von dem Rotor 23 ausgegeben. Auf diese Weise beinhaltet der Motor 20 den Stator 21 und den Rotor 23, der relativ zu dem Stator 21 drehbar vorgesehen ist, und kann das Drehmoment ausgehend von dem Rotor 23 ausgeben, indem diesem elektrische Leistung zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 einen Drehwinkelsensor 104. Der Drehwinkelsensor 104 ist in dem Unterbringungsraum 120 vorgesehen.
Der Drehwinkelsensor 104 erfasst einen magnetischen Fluss, der ausgehend von einem Sensormagneten erzeugt wird, der sich integral mit dem Rotor 23 dreht, und gibt ein Signal aus, das dem erfassten magnetischen Fluss zu der ECU 10 entspricht. Entsprechend kann die ECU 10 einen Drehwinkel, eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl und dergleichen des Rotors 23 auf Grundlage des Signals ausgehend von dem Drehwinkelsensor 104 erfassen. Zusätzlich kann die ECU 10 auf Grundlage des Drehwinkels, der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl und dergleichen des Rotors 23 einen relativen Drehwinkel eines Antriebsnockens 40 in Hinblick auf das Gehäuse 12 und einen Abtriebsnocken 50, die später beschrieben werden, und dergleichen relative Positionen des Abtriebsnockens 50 und der Zustands-Veränderungseinheit 80 in der axialen Richtung in Hinblick auf das Gehäuse 12 und den Antriebsnocken 40 berechnen.
Der Drehzahluntersetzer 30 ist in dem Unterbringungsraum 120 untergebracht. Der Drehzahluntersetzer 30 beinhaltet das Sonnenrad 31, ein Planetenzahnrad 32, einen Träger 33, ein erstes Hohlrad 34, ein zweites Hohlrad 35 und dergleichen.
Das Sonnenrad 31 ist koaxial zu dem Rotor 23 und integral mit diesem drehbar vorgesehen. Das heißt, der Rotor 23 und das Sonnenrad 31 sind getrennt ausgebildet, und sind derart koaxial arrangiert, dass diese integral drehbar sind.
Genauer gesagt beinhaltet das Sonnenrad 31 einen Sonnenrad-Hauptkörper 310, einen Sonnenrad-Zahnabschnitt 311 als einen „Zahnabschnitt“ und „externe Zähne“, und einen Keil-Nutabschnitt 315 auf der Seite des Zahnrads. Der Sonnenrad-Hauptkörper 310 ist zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der Keil-Nutabschnitt 315 auf der Seite des Zahnrads ist derart ausgebildet, dass dieser sich in der axialen Richtung auf einer äußeren peripheren Wand des Sonnenrad-Hauptkörpers 310 auf einer Seite des einen Endabschnitts erstreckt. Eine Mehrzahl von Keil-Nutabschnitten 315 auf der Seite des Zahnrads ist in einer Umfangsrichtung des Sonnenrad-Hauptkörpers 310 ausgebildet. Die Seite des einen Endabschnitts des Sonnenrad-Hauptkörpers 310 wird durch das Lager 151 lagernd gestützt.
Keil-Nutabschnitte, die den Keil-Nutabschnitten 315 auf der Seite des Zahnrads entsprechen, sind in einer inneren peripheren Wand des Rotors 23 ausgebildet. Der Rotor 23 befindet sich auf der radial äußeren Seite des Sonnenrads 31, und die Keil-Nutabschnitte sind derart vorgesehen, dass diese durch Keil-Kopplung an die Keil-Nutabschnitte 315 auf der Seite des Zahnrads gekoppelt sind. Entsprechend ist der Rotor 23 relativ zu dem Sonnenrad 31 nicht drehbar, und in der axialen Richtung beweglich.
Der Sonnenrad-Zahnabschnitt 311 ist auf einer äußeren peripheren Wand des Sonnenrads 31 auf der Seite des anderen Endabschnitts ausgebildet. Das Drehmoment des Motors 20 wird an das Sonnenrad 31 abgegeben, das sich integral mit dem Rotor 23 dreht. Hierbei entspricht das Sonnenrad 31 einer „Eingabeeinheit“ des Drehzahluntersetzers 30. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Sonnenrad 31 zum Beispiel aus einem Stahlmaterial ausgebildet.
Die Mehrzahl von Planetenzahnrädern 32 ist in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 vorgesehen und kann drehend in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 umlaufen, während diese in das Sonnenrad 31 eingreifen und sich auf dessen Achse drehen. Genauer gesagt sind die Planetenzahnräder 32 jeweils zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, und vier Planetenzahnräder 32 sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 auf der radial äußeren Seite des Sonnenrads 31 vorgesehen. Jedes Planetenzahnrad 32 beinhaltet einen Planetenzahnrad-Zahnabschnitt 321 als einen „Zahnabschnitt“ und „externe Zähne“. Der Planetenzahnrad-Zahnabschnitt 321 ist derart auf einer äußeren peripheren Wand des Planetenzahnrads 32 ausgebildet, dass dieser in den Sonnenrad-Zahnabschnitt 311 eingreift.
Der Träger 33 stützt die Planetenzahnräder 32 drehbar und ist relativ zu dem Sonnenrad 31 drehbar. Genauer gesagt ist der Träger 33 auf der radial äußeren Seite des Sonnenrads 31 vorgesehen. Der Träger 33 ist relativ zu dem Rotor 23 und dem Sonnenrad 31 drehbar.
Der Träger 33 beinhaltet einen Träger-Hauptkörper 330 und einen Stift 331. Der Träger-Hauptkörper 330 ist zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet. Der Träger-Hauptkörper 330 befindet sich in der radialen Richtung zwischen dem Sonnenrad 31 und der Spule 22, und befindet sich in der axialen Richtung zwischen dem Rotor 23 und dem Magneten 230 und dem Planetenzahnrad 32. Das Planetenzahnrad 32 befindet sich in Hinblick auf den Träger-Hauptkörper 330 und die Spule 22 auf einer Seite gegenüber dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122.
Der Stift 331 beinhaltet einen Verbindungsabschnitt 335 und einen Stützabschnitt 336. Der Verbindungsabschnitt 335 und der Stützabschnitt 336 sind jeweils zum Beispiel aus Metall in einer säulenartigen Form bzw. Säulenform ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 335 und der Stützabschnitt 336 sind derart integral ausgebildet, dass deren jeweilige Achsen zueinander verschoben sind und parallel zueinander verlaufen. Daher weisen der Verbindungsabschnitt 335 und der Stützabschnitt 336 entlang einer virtuellen Ebene, die ihre jeweiligen Achsen beinhaltet, eine kurbelartige Querschnittsform auf (siehe 1).
Der Stift 331 ist derart an dem Träger-Hauptkörper 330 fixiert, dass der Verbindungsabschnitt 335, welcher ein Abschnitt auf einer Seite des einen Endabschnitts ist, mit dem Träger-Hauptkörper 330 verbunden ist. Hierbei ist der Stützabschnitt 336 derart vorgesehen, dass sich die Achse des Stützabschnitts 336 in Hinblick auf die Achse des Verbindungsabschnitts 335 auf einer Seite des Träger-Hauptkörpers 330 gegenüber dem Rotor 23 und dem Magneten 230 auf der radial äußeren Seite des Träger-Hauptkörpers 330 befindet (siehe 1). Es sind insgesamt vier Stifte 331 vorgesehen, die der Anzahl an Planetenzahnrädern 32 entsprechen.
Der Drehzahluntersetzer 30 beinhaltet ein Planetenzahnradlager 36. Das Planetenzahnradlager 36 ist zum Beispiel ein Nadellager, und ist zwischen einer äußeren peripheren Wand des Stützabschnitts 336 des Stifts 331 und einer inneren peripheren Wand des Planetenzahnrads 32 vorgesehen. Entsprechend wird das Planetenzahnrad 32 durch den Stützabschnitt 336 des Stifts 331 über das Planetenzahnradlager 36 drehbar gestützt.
Das erste Hohlrad 34 beinhaltet einen Zahnabschnitt 341 des ersten Hohlrads, der ein Zahnabschnitt ist, der in das Planetenzahnrad 32 eingreifen kann, und ist an dem Gehäuse 12 fixiert. Genauer gesagt ist das erste Hohlrad 34 zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet. Das erste Hohlrad 34 ist derart an dem Gehäuse 12 fixiert, dass ein äußerer Randabschnitt in Hinblick auf die Spule 22 in eine innere periphere Wand des äußeren Zylinderabschnitts 123 des Gehäuses auf einer Seite gegenüber dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 eingepasst ist. Daher ist das erste Hohlrad 34 nicht relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar.
Hierbei ist das erste Hohlrad 34 koaxial zu dem Gehäuse 12, dem Rotor 23 und dem Sonnenrad 31 vorgesehen. Der Zahnabschnitt 341 des ersten Hohlrads als ein „Zahnabschnitt“ und „interne Zähne“ ist in einem inneren Randabschnitt des ersten Hohlrads 34 ausgebildet, um in eine Seite des einen Endabschnitts in der axialen Richtung des Planetenzahnrad-Zahnabschnitts 321 des Planetenzahnrads 32 eingreifen zu können.
Das zweite Hohlrad 35 beinhaltet einen Zahnabschnitt 351 des zweiten Hohlrads, der ein Zahnabschnitt ist, der in das Planetenzahnrad 32 eingreifen kann, und eine Anzahl an Zähnen aufweist, die sich von der des Zahnabschnitts 341 des ersten Hohlrads unterscheidet, und ist integral drehbar mit dem Antriebsnocken 40 vorgesehen, der später beschrieben wird. Genauer gesagt ist das zweite Hohlrad 35 zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet. Das zweite Hohlrad 35 beinhaltet einen inneren Zylinderabschnitt 355 des Zahnrads, einen Zahnrad-Plattenabschnitt 356 und einen äußeren Zylinderabschnitt 357 des Zahnrads. Der innere Zylinderabschnitt 355 des Zahnrads ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der Zahnrad-Plattenabschnitt 356 ist derart in einer kranzförmigen Plattenform ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem Ende des inneren Zylinderabschnitts 355 des Zahnrads zu der radial äußeren Seite erstreckt. Der äußere Zylinderabschnitt 357 des Zahnrads ist derart in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Zahnrad-Plattenabschnitts 356 zu einer Seite gegenüber dem inneren Zylinderabschnitt 355 des Zahnrads erstreckt.
Hierbei ist das zweite Hohlrad 35 koaxial zu dem Gehäuse 12, dem Rotor 23 und dem Sonnenrad 31 vorgesehen. Der Zahnabschnitt 351 des zweiten Hohlrads als ein „Zahnabschnitt“ und „interne Zähne“ ist auf einer inneren peripheren Wand des äußeren Zylinderabschnitts 357 des Zahnrads ausgebildet, um in die Seite des anderen Endabschnitts in der axialen Richtung des Planetenzahnrad-Zahnabschnitts 321 des Planetenzahnrads 32 eingreifen zu können. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl an Zähnen des Zahnabschnitts 351 des zweiten Hohlrads größer als die Anzahl an Zähnen des Zahnabschnitts 341 des ersten Hohlrads. Genauer gesagt ist die Anzahl an Zähnen des Zahnabschnitts 351 des zweiten Hohlrads um eine Anzahl, die erhalten bzw. ermittelt wird, indem 4, was die Anzahl an Planetenzahnrädern 32 ist, mit einer Ganzzahl multipliziert wird, größer als die Anzahl an Zähnen des Zahnabschnitts 341 des ersten Hohlrads.
Da erforderlich ist, dass das Planetenzahnrad 32 ohne Störung normal in das erste Hohlrad 34 und das zweite Hohlrad 35 eingreift, die an dem gleichen Abschnitt zwei unterschiedliche Spezifikationen aufweisen, ist das Planetenzahnrad 32 derart ausgestaltet, dass eines oder beide aus dem ersten Hohlrad 34 und dem zweiten Hohlrad 35 derart versetzt sind, dass diese einen Mittelpunktsabstand jedes Zahnradpaars konstant halten.
Bei der vorstehenden Konfiguration dreht sich das Sonnenrad 31, wenn sich der Rotor 23 des Motors 20 dreht, und der Planetenzahnrad-Zahnabschnitt 321 des Planetenzahnrads 32 läuft drehend in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 um, während dieser in den Sonnenrad-Zahnabschnitt 311, den Zahnabschnitt 341 des ersten Hohlrads und den Zahnabschnitt 351 des zweiten Hohlrads eingreift und sich auf seiner Achse dreht. Da die Anzahl an Zähnen des Zahnabschnitts 351 des zweiten Hohlrads größer ist als die Anzahl an Zähnen des Zahnabschnitts 341 des ersten Hohlrads, dreht sich das zweite Hohlrad 35 hierbei relativ zu dem ersten Hohlrad 34. Daher wird eine winzige differenzielle Rotation bzw. Drehung zwischen dem ersten Hohlrad 34 und dem zweiten Hohlrad 35, die einer Differenz hinsichtlich der Anzahl an Zähnen zwischen dem Zahnabschnitt 341 des ersten Hohlrads und dem Zahnabschnitt 351 des zweiten Hohlrads entspricht, als eine Drehung des zweiten Hohlrads 35 ausgegeben. Entsprechend wird das Drehmoment ausgehend von dem Motor 20 durch den Drehzahluntersetzer 30 verlangsamt bzw. abgebremst und ausgehend von dem zweiten Hohlrad 35 ausgegeben. Auf diese Weise kann der Drehzahluntersetzer 30 das Drehmoment des Motors 20 verlangsamen und dieses ausgeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet der Drehzahluntersetzer 30 einen Drehzahluntersetzer bzw. -untersetzungsgetriebe mit einem fremden Planetenzahnrad bzw. -getriebe vom 3k-Typ.
Das zweite Hohlrad 35 ist getrennt von dem Antriebsnocken 40 ausgebildet, der später beschrieben werden soll, und ist integral mit dem Antriebsnocken 40 drehbar vorgesehen. Das zweite Hohlrad 35 verlangsamt das Drehmoment ausgehend von dem Motor 20 und gibt das Drehmoment an den Antriebsnocken 40 aus. Hierbei entspricht das zweite Hohlrad 35 einer „Ausgabeeinheit“ des Drehzahluntersetzers 30.
Der Kugelnocken 2 beinhaltet den Antriebsnocken 40 als einen „Drehabschnitt“, den Abtriebsnocken 50 als einen „Translationsabschnitt“, und Kugeln 3 als einen „Rollkörper“.
Der Antriebsnocken 40 beinhaltet einen Antriebsnocken-Hauptkörper 41, einen inneren Zylinderabschnitt 42 des Antriebsnockens, einen Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43, einen äußeren Zylinderabschnitt 44 des Antriebsnockens, eine Antriebsnockennut 400 und dergleichen. Der Antriebsnocken-Hauptkörper 41 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet. Der innere Zylinderabschnitt 42 des Antriebsnockens ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form derart ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 in der axialen Richtung erstreckt. Der Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43 ist derart in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem Endabschnitt des inneren Zylinderabschnitts 42 des Antriebsnockens auf einer Seite gegenüber dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 zu der radial äußeren Seite erstreckt. Der äußere Zylinderabschnitt 44 des Antriebsnockens ist derart in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Antriebsnocken-Plattenabschnitts 43 zu einer Seite gegenüber dem inneren Zylinderabschnitt 42 des Antriebsnockens erstreckt. Hierbei sind der Antriebsnocken-Hauptkörper 41, der innere Zylinderabschnitt 42 des Antriebsnockens, der Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43 und der äußere Zylinderabschnitt 44 des Antriebsnockens integral zum Beispiel aus Metall ausgebildet.
Die Antriebsnockennut 400 ist derart ausgebildet, dass diese sich in der Umfangsrichtung erstreckt, während diese ausgehend von einer Oberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 auf einer Seite des inneren Zylinderabschnitts 42 des Antriebsnockens ausgespart ist. Es sind zum Beispiel fünf Antriebsnockennuten 400 mit gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 ausgebildet. Die Antriebsnockennut 400 ist mit einem Nutboden ausgebildet, der derart in Hinblick auf die Oberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 auf der Seite des inneren Zylinderabschnitts 42 des Antriebsnockens geneigt ist, dass eine Tiefe ausgehend von einem Ende zu dem anderen Ende in der Umfangsrichtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 flacher wird bzw. abflacht.
Der Antriebsnocken 40 ist derart zwischen dem inneren Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses und dem äußeren Zylinderabschnitt 123 des Gehäuses vorgesehen, dass sich der Antriebsnocken-Hauptkörper 41 zwischen der äußeren peripheren Wand des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses und einer inneren peripheren Wand des Sonnenrads 31 befindet, und sich der Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43 in Hinblick auf das Planetenzahnrad 32 auf einer Seite gegenüber dem Träger-Hauptkörper 330 befindet. Der Antriebsnocken 40 ist relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar.
Das zweite Hohlrad 35 ist derart integral mit dem Antriebsnocken 40 vorgesehen, dass eine innere periphere Wand des inneren Zylinderabschnitts 355 des Zahnrads in eine äußere periphere Wand des äußeren Zylinderabschnitts 44 des Antriebsnockens eingepasst ist. Das zweite Hohlrad 35 ist nicht relativ zu dem Antriebsnocken 40 drehbar. Das heißt, das zweite Hohlrad 35 ist integral mit dem Antriebsnocken 40 als einem „Drehabschnitt“ drehbar vorgesehen. Daher dreht sich der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12, wenn das Drehmoment ausgehend von dem Motor 20 durch den Drehzahluntersetzer 30 verlangsamt und ausgehend von dem zweiten Hohlrad 35 ausgegeben wird. Das heißt, der Antriebsnocken 40 dreht sich relativ zu dem Gehäuse 12, wenn das Drehmoment, das ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 ausgegeben wird, an den Antriebsnocken 40 abgegeben wird.
Der Abtriebsnocken 50 beinhaltet einen Abtriebsnocken-Hauptkörper 51, einen Abtriebsnocken-Zylinderabschnitt 52, einen Keil-Nutabschnitt 54 auf der Seite des Nockens, eine Abtriebsnockennut 500 und dergleichen. Der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet. Der Abtriebsnocken-Zylinderabschnitt 52 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form derart ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 in der axialen Richtung erstreckt. Hierbei sind der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 und der Abtriebsnocken-Zylinderabschnitt 52 integral zum Beispiel aus Metall ausgebildet.
Der Keil-Nutabschnitt 54 auf der Seite des Nockens ist derart ausgebildet, dass dieser sich in der axialen Richtung in einer inneren peripheren Wand des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 erstreckt. Eine Mehrzahl von Keil-Nutabschnitten 54 auf der Seite des Nockens ist in einer Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 ausgebildet.
Der Abtriebsnocken 50 ist derart vorgesehen, dass sich der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 in Hinblick auf den Antriebsnocken-Hauptkörper 41 auf einer Seite gegenüber der Gehäuse-Stufenoberfläche 125 und auf der radial inneren Seite des inneren Zylinderabschnitts 42 des Antriebsnockens und des Antriebsnocken-Plattenabschnitts 43 befindet, und die Keil-Nutabschnitte 54 auf der Seite des Nockens sind durch Keil-Kopplung an die Keil-Nutabschnitte 127 auf der Seite des Gehäuses gekoppelt. Entsprechend ist der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Gehäuse 12 nicht drehbar, und ist relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung beweglich.
Die Abtriebsnockennut 500 ist derart ausgebildet, dass diese sich in der Umfangsrichtung erstreckt, während diese ausgehend von einer Oberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 auf einer Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 ausgespart ist. Es sind zum Beispiel fünf Abtriebsnockennuten 500 mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 ausgebildet. Die Abtriebsnockennut 500 ist mit einem Nutboden ausgebildet, der derart in Hinblick auf die Oberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 auf der Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 geneigt ist, dass eine Tiefe ausgehend von einem Ende zu dem anderen Ende in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 flacher wird bzw. abflacht.
Die Antriebsnockennut 400 und die Abtriebsnockennut 500 sind jeweils derart ausgebildet, dass diese die gleiche Form aufweisen, wenn diese ausgehend von einer Oberflächenseite bzw. Seite der Oberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 auf einer Seite des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 oder ausgehend von einer Oberflächenseite bzw. Seite der Oberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 auf der Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 betrachtet werden.
Die Kugeln 3 sind zum Beispiel aus Metall in einer kugelförmigen Form ausgebildet. Die Kugeln 3 sind derart vorgesehen, dass diese jeweils zwischen fünf Antriebsnockennuten 400 und fünf Abtriebsnockennuten 500 rollen können. Das heißt, es sind insgesamt fünf Kugeln 3 vorgesehen.
Auf diese Weise bilden der Antriebsnocken 40, der Abtriebsnocken 50 und die Kugeln 3 den Kugelnocken 2 als einen „Rollkörpemocken“. Wenn sich der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Abtriebsnocken 50 dreht, rollen die Kugeln 3 entlang der jeweiligen Nutböden in den Antriebsnockennuten 400 und den Abtriebsnockennuten 500.
Wie in 1 gezeigt wird, sind die Kugeln 3 auf der radial inneren Seite des ersten Hohlrads 34 und des zweiten Hohlrads 35 vorgesehen. Genauer gesagt sind die meisten Kugeln 3 innerhalb eines Bereichs in der axialen Richtung des ersten Hohlrads 34 und des zweiten Hohlrads 35 vorgesehen.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Antriebsnockennut 400 derart ausgebildet, dass der Nutboden ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende geneigt angeordnet ist. Zusätzlich ist die Abtriebsnockennut 500 derart ausgebildet, dass der Nutboden ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende geneigt angeordnet ist. Wenn sich der Antriebsnocken 40 aufgrund der Drehmomentausgabe ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Abtriebsnocken 50 dreht, rollen die Kugeln 3 daher in den Antriebsnockennuten 400 und den Abtriebsnockennuten 500, und der Abtriebsnocken 50 bewegt sich relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung, das heißt in einer Hubrichtung.
Wenn sich der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 dreht, bewegt sich der Abtriebsnocken 50 auf diese Weise relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung. Hierbei dreht sich der Abtriebsnocken 50 nicht relativ zu dem Gehäuse 12, da die Keil-Nutabschnitte 54 auf der Seite des Nockens durch Keil-Kopplung an die Keil-Nutabschnitte 127 auf der Seite des Gehäuses gekoppelt sind. Zusätzlich dreht sich der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12, aber bewegt sich nicht relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 eine Rückstellfeder 55, eine Rückstellfeder-Halterung 56 und einen C-Ring 57. Die Rückstellfeder 55 ist zum Beispiel eine Schraubenfeder und ist auf einer radial äußeren Seite eines Endabschnitts des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses auf einer Seite gegenüber dem kleinen Plattenabschnitt 124 des Gehäuses auf einer Seite des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 gegenüber dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 vorgesehen. Ein Ende der Rückstellfeder 55 steht mit einer Oberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 auf einer Seite gegenüber dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 in Kontakt.
Die Rückstellfeder-Halterung 56 ist zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet, und steht auf der radial äußeren Seite des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses mit dem anderen Ende der Rückstellfeder 55 in Kontakt. Der C-Ring 57 ist an der äußeren peripheren Wand des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses fixiert, um eine Oberfläche des inneren Randabschnitts der Rückstellfeder-Halterung 56 auf einer Seite gegenüber dem Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 zu sperren.
Die Rückstellfeder 55 weist eine Kraft auf, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Daher wird der Abtriebsnocken 50 in einem Zustand, in welchem die Kugel 3 sandwichartig zwischen dem Abtriebsnocken 50 und dem Antriebsnocken 40 eingefügt ist, durch die Rückstellfeder 55 zu der Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 vorgespannt.
Die Ausgangswelle 62 beinhaltet einen Wellenabschnitt 621, einen Plattenabschnitt 622, einen Zylinderabschnitt 623 und eine Reibungsplatte 624 (siehe 2). Der Wellenabschnitt 621 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der Plattenabschnitt 622 ist derart integral mit dem Wellenabschnitt 621 ausgebildet, dass dieser sich in einer kranzförmigen Plattenform ausgehend von einem Ende des Wellenabschnitts 621 zu der radial äußeren Seite erstreckt. Der Zylinderabschnitt 623 ist derart integral mit dem Plattenabschnitt 622 ausgebildet, dass dieser sich in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Plattenabschnitts 622 zu einer Seite gegenüber dem Wellenabschnitt 621 erstreckt. Die Reibungsplatte 624 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet und ist auf einer Endoberfläche des Plattenabschnitts 622 auf einer Seite des Zylinderabschnitts 623 vorgesehen. Hierbei ist die Reibungsplatte 624 nicht relativ zu dem Plattenabschnitt 622 drehbar. Ein Kupplungsraum 620 ist in einem Inneren des Zylinderabschnitts 623 ausgebildet.
Ein Endabschnitt der Eingangswelle 61 tritt durch eine Innenseite des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses durch und befindet sich in Hinblick auf den Abtriebsnocken 50 auf einer Seite gegenüber dem Antriebsnocken 40. Die Ausgangswelle 62 ist in Hinblick auf den Abtriebsnocken 50 auf der Seite gegenüber dem Antriebsnocken 40 koaxial zu der Eingangswelle 61 vorgesehen. Ein Kugellager 142 ist zwischen einer inneren peripheren Wand des Wellenabschnitts 621 und einer äußeren peripheren Wand des Endabschnitts der Eingangswelle 61 vorgesehen. Entsprechend wird die Ausgangswelle 62 durch die Eingangswelle 61 über das Kugellager 142 durch ein Lager gestützt. Die Eingangswelle 61 und die Ausgangswelle 62 sind relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar.
Die Kupplung 70 ist zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 in dem Kupplungsraum 620 vorgesehen. Die Kupplung 70 beinhaltet innere Reibungsplatten 71, äußere Reibungsplatten 72 und einen Sperrabschnitt 701. Eine Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71 ist jeweils in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet, und in der axialen Richtung zwischen der Eingangswelle 61 und dem Zylinderabschnitt 623 der Ausgangswelle 62 ausgerichtet. Die innere Reibungsplatte 71 ist derart vorgesehen, dass ein innerer Randabschnitt durch Keil-Kopplung an die äußere periphere Wand der Eingangswelle 61 gekoppelt ist. Daher sind die inneren Reibungsplatten 71 nicht relativ zu der Eingangswelle 61 drehbar und sind relativ zu der Eingangswelle 61 in der axialen Richtung beweglich.
Eine Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 ist jeweils in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet, und in der axialen Richtung zwischen der Eingangswelle 61 und dem Zylinderabschnitt 623 der Ausgangswelle 62 ausgerichtet. Hierbei sind die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 in der axialen Richtung der Eingangswelle 61 abwechselnd arrangiert. Ein äußerer Randabschnitt der äußeren Reibungsplatte 72 ist durch Keil-Kopplung an eine innere periphere Wand des Zylinderabschnitts 623 der Ausgangswelle 62 gekoppelt. Daher ist die äußere Reibungsplatte 72 relativ zu der Ausgangswelle 62 nicht drehbar und ist relativ zu der Ausgangswelle 62 in der axialen Richtung beweglich. Aus der Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 kann die äußere Reibungsplatte 72, die sich am nächsten an einer Seite der Reibungsplatte 624 befindet, mit der Reibungsplatte 624 in Kontakt kommen.
Der Sperrabschnitt 701 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet und ist derart vorgesehen, dass ein äußerer Randabschnitt in die innere periphere Wand des Zylinderabschnitts 623 der Ausgangswelle 62 eingepasst ist. Der Sperrabschnitt 701 kann einen äußeren Randabschnitt der äußeren Reibungsplatte 72 sperren, die sich aus der Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 am nächsten an dem Abtriebsnocken 50 befindet. Daher wird eingeschränkt, dass sich die Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 und die Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71 von der Innenseite des Zylinderabschnitts 623 lösen. Ein Abstand zwischen dem Sperrabschnitt 701 und der Reibungsplatte 624 ist größer als eine Summe von Plattendicken der Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 und der Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71.
In einem in Eingriff stehenden Zustand, in welchem die Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71 und die Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 miteinander in Kontakt kommen, das heißt miteinander in Eingriff stehen, wird eine Reibungskraft zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 erzeugt, und eine relative Drehung zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 wird gemäß einer Größe der Reibungskraft eingeschränkt. Andererseits wird in einem nicht in Eingriff stehenden Zustand, in welchem die Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71 und die Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 voneinander getrennt sind, das heißt nicht miteinander in Eingriff stehen, keine Reibungskraft zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 erzeugt, und die relative Drehung zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 wird nicht eingeschränkt.
Wenn die Kupplung 70 in dem in Eingriff stehenden Zustand vorliegt, wird das Drehmoment, das an die Eingangswelle 61 abgegeben wird, über die Kupplung 70 auf die Ausgangswelle 62 übertragen. Wenn die Kupplung 70 andererseits in dem nicht in Eingriff stehenden Zustand vorliegt, wird das Drehmoment, das an die Eingangswelle 61 abgegeben wird, nicht auf die Ausgangswelle 62 übertragen.
Auf diese Weise überträgt die Kupplung 70 das Drehmoment zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62. Die Kupplung 70 lässt während des in Eingriff stehenden Zustands, in welchem die Kupplung 70 in Eingriff steht, eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 zu, und blockiert während des nicht in Eingriff stehenden Zustands, in welchem die Kupplung 70 nicht in Eingriff steht, die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung 1 eine sogenannte normalerweise geöffnete Kupplungsvorrichtung, die normalerweise in dem nicht in Eingriff stehenden Zustand vorliegt.
Die Zustands-Veränderungseinheit 80 beinhaltet eine Scheibenfeder 81, die als ein „elastischer Verformungsabschnitt“ dient, eine Scheibenfeder-Halterung 82, und ein Schublager 83. Die Scheibenfeder-Halterung 82 beinhaltet einen Halterungs-Zylinderabschnitt 821 und einen Halterungs-Flanschabschnitt 822. Der Halterungs-Zylinderabschnitt 821 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der Halterungs-Flanschabschnitt 822 ist derart in einer kranzförmigen Plattenform ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einem Ende des Halterungs-Zylinderabschnitts 821 zu der radial äußeren Seite erstreckt. Der Halterungs-Zylinderabschnitt 821 und der Halterungs-Flanschabschnitt 822 sind integral zum Beispiel aus Metall ausgebildet. Die Scheibenfeder-Halterung 82 ist derart an dem Abtriebsnocken 50 fixiert, dass eine äußere periphere Wand des anderen Endes des Halterungs-Zylinderabschnitts 821 in eine innere periphere Wand des Abtriebsnocken-Zylinderabschnitts 52 eingepasst ist.
Die Scheibenfeder 81 ist derart vorgesehen, dass sich ein innerer Randabschnitt zwischen dem Abtriebsnocken-Zylinderabschnitt 52 und dem Halterungs-Flanschabschnitt 822 auf der radial äußeren Seite des Halterungs-Zylinderabschnitts 821 befindet. Das Schublager 83 ist zwischen dem Abtriebsnocken-Zylinderabschnitt 52 und der Scheibenfeder 81 vorgesehen.
Die Scheibenfeder-Halterung 82 ist derart an dem Abtriebsnocken 50 fixiert, dass der Halterungs-Flanschabschnitt 822 ein Ende der Scheibenfeder 81 in der axialen Richtung, das heißt den inneren Randabschnitt, sperren kann. Daher wird durch den Halterungs-Flanschabschnitt 822 eingeschränkt, dass sich die Scheibenfeder 81 und das Schublager 83 aus der Scheibenfeder-Halterung 82 lösen. Die Scheibenfeder 81 ist in der axialen Richtung elastisch verformbar.
Wenn sich die Kugel 3 an einem Ende der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 befindet, ist ein Abstand zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 relativ klein, und in der axialen Richtung ist zwischen der Kupplung 70 und dem anderen Ende der Scheibenfeder 81, das heißt einem äußeren Randabschnitt, ein Spalt Sp1 ausgebildet (siehe 1). Daher liegt die Kupplung 70 in dem nicht in Eingriff stehenden Zustand vor, und die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 ist blockiert.
Wenn der Spule 22 des Motors 20 bei der Steuerung der ECU 10 die elektrische Leistung zugeführt wird, dreht sich hierbei der Motor 20, ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 wird das Drehmoment ausgegeben, und der Antriebsnocken 40 dreht sich relativ zu dem Gehäuse 12. Entsprechend rollt die Kugel 3 ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500. Daher bewegt sich der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung, das heißt, dieser bewegt sich hin zu der Kupplung 70, während die Rückstellfeder 55 zusammengedrückt wird. Entsprechend bewegt sich die Scheibenfeder 81 hin zu der Kupplung 70.
Wenn sich die Scheibenfeder 81 aufgrund der Bewegung des Abtriebsnockens 50 in der axialen Richtung hin zu der Kupplung 70 bewegt, verringert sich der Spalt Spl, und das andere Ende der Scheibenfeder 81 in der axialen Richtung kommt mit der äußeren Reibungsplatte 72 der Kupplung 70 in Kontakt. Wenn sich der Abtriebsnocken 50 weiter in der axialen Richtung bewegt, nachdem die Scheibenfeder 81 mit der Kupplung 70 in Kontakt kommt, drückt die Scheibenfeder 81 die äußere Reibungsplatte 72 hin zu der Reibungsplatte 624, während diese sich in der axialen Richtung elastisch verformt. Entsprechend stehen die Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71 und die Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 miteinander in Eingriff, und die Kupplung 70 liegt in dem in Eingriff stehenden Zustand vor. Daher wird die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 zugelassen.
Zu dieser Zeit dreht sich die Scheibenfeder 81 relativ zu dem Abtriebsnocken 50 und der Scheibenfeder-Halterung 82, während diese durch das Schublager 83 durch ein Lager gestützt wird. Auf diese Weise stützt das Schublager 83 die Scheibenfeder 81 durch ein Lager bzw. lagernd, während dieses ausgehend von der Scheibenfeder 81 eine Last bzw. Kraft in einer Schubrichtung aufnimmt.
Wenn ein Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment eine erforderliche Drehmoment-Kapazität bzw. Drehmoment-Vermögen der Kupplung erreicht, stoppt die ECU 10 die Drehung des Motors 20. Entsprechend liegt die Kupplung 70 in einem Eingriffs-Beibehaltungszustand vor, in welchem das Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment bei der erforderlichen Drehmoment-Kapazität der Kupplung beibehalten wird. Auf diese Weise kann die Scheibenfeder 81 der Zustands-Veränderungseinheit 80 ausgehend von dem Abtriebsnocken 50 eine Kraft in der axialen Richtung aufnehmen, und kann den Zustand der Kupplung 70 gemäß der relativen Position des Abtriebsnockens 50 in der axialen Richtung in Hinblick auf das Gehäuse 12 und den Antriebsnocken 40 zu dem in Eingriff stehenden Zustand oder dem nicht in Eingriff stehenden Zustand verändern.
Ein Endabschnitt des Wellenabschnitts 621 auf einer Seite gegenüber dem Plattenabschnitt 622 ist mit einer Eingangswelle eines (nicht näher dargestellten) Getriebes verbunden, und die Ausgangswelle 62 ist zusammen mit der Eingangswelle drehbar. Das heißt, das Drehmoment, das ausgehend von der Ausgangswelle 62 ausgegeben wird, wird an die Eingangswelle des Getriebes abgegeben. Eine Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Drehmoments, das an das Getriebe abgegeben wird, wird durch das Getriebe verändert, und wird als ein Antriebsmoment an ein Antriebsrad des Fahrzeugs ausgegeben. Entsprechend fährt das Fahrzeug.
Als nächstes wird der Drehzahluntersetzer mit einem fremden Planetenzahnrad vom 3k-Typ, der durch den Drehzahluntersetzer 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, beschrieben werden.
Bei einer elektrischen Kupplungsvorrichtung, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ist es erforderlich, eine Zeit zu verkürzen, die für eine anfängliche Reaktion erforderlich ist, um einen anfänglichen Spalt (der dem Spalt Spl entspricht) zwischen einer Kupplung und einem Aktuator bzw. Stellglied zu reduzieren. Um die anfängliche Reaktion zu beschleunigen, ist es aus einer Drehbewegungs-Gleichung ersichtlich, dass es erforderlich ist, dass ein Trägheitsmoment um eine Eingangswelle reduziert wird. Das Trägheitsmoment erhöht sich, wenn die Eingangswelle ein festes zylindrisches Bauteil ist, im Verhältnis zu einer vierten Potenz eines Außendurchmessers, wenn eine Länge und Dichte konstant sind. Bei der Kupplungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Sonnenrad 31, das der „Eingangswelle“ entspricht, hierbei ein hohles zylindrisches Bauteil, und diese Tendenz bzw. Neigung verändert sich nicht.
Ein oberer Teil von 3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Drehzahluntersetzers mit einem fremden Planetenzahnrad vom 2kh-Typ. Zusätzlich zeigt ein oberer Teil von 4 ein schematisches Diagramm des Drehzahluntersetzers mit einem fremden Planetenzahnrad vom 3k-Typ. Hierbei wird das Sonnenrad als A bezeichnet, das Planetenzahnrad wird als B bezeichnet, das erste Hohlrad wird als C bezeichnet, das zweite Hohlrad wird als D bezeichnet, und der Träger wird als S bezeichnet. Vergleicht man den 2kh-Typ und den 3k-Typ, weist der 3k-Typ eine Konfiguration auf, bei welcher das Sonnenrad A zu dem 2kh-Typ hinzugefügt ist.
In dem Fall des 2kh-Typs ist das Trägheitsmoment um die Eingangswelle am kleinsten, wenn der Träger S, der sich von den Komponenten auf einer radial innersten Seite befindet, als ein Eingabeelement verwendet wird (siehe eine Tabelle in einem unteren Teil von 3).
Andererseits ist das Trägheitsmoment um die Eingangswelle in dem Fall des 3k-Typs am kleinsten, wenn das Sonnenrad A, das sich von den Komponenten auf einer radial innersten Seite befindet, als ein Eingabeelement verwendet wird (siehe eine Tabelle in einem unteren Teil von 4).
Eine Größe des Trägheitsmoments ist in dem Fall des Drehzahluntersetzers mit einem fremden Planetenzahnrad vom 2kh-Typ, das den Träger S als ein Eingabeelement verwendet, größer als in dem Fall des Drehzahluntersetzers mit fremdem Planetenzahnrad vom 3k-Typ, welches das Sonnenrad A als ein Eingabeelement verwendet. Daher ist es bei einer elektrischen Kupplungsvorrichtung, bei welcher eine Geschwindigkeit der anfänglichen Reaktion erforderlich ist, wenn ein Drehzahluntersetzer mit einem fremden Planetenzahnrad als der Drehzahluntersetzer eingesetzt wird, wünschenswert, dass der 3k-Typ verwendet wird und das Sonnenrad A als ein Eingabeelement verwendet wird.
Zusätzlich ist bei der elektrischen Kupplungsvorrichtung die erforderliche Last bzw. Kraft mit mehreren tausend bis zehntausend N sehr groß, und um sowohl ein gutes Ansprechverhalten als auch eine hohe Last zu erzielen, ist es notwendig, ein Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis des Drehzahluntersetzers zu erhöhen. Wenn maximale Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnisse der gleichen Zahnrad-Spezifikationen des 2kh-Typs und des 3k-Typs verglichen werden, beträgt das maximale Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis des 3k-Typs ungefähr das Zweifache des maximalen Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnisses des 2kh-Typs, welches groß ist. Zusätzlich kann in dem Fall des 3k-Typs ein großes Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis erhalten werden (siehe die Tabelle in dem unteren Teil von 4), wenn das Sonnenrad A mit einem kleinsten Trägheitsmoment als ein Eingabeelement verwendet wird. Daher ist festzustellen, dass eine optimale Konfiguration zum Erzielen von sowohl dem guten Ansprechverhaltens als auch der hohen Last eine Konfiguration ist, bei welcher der 3k-Typ verwendet wird und das Sonnenrad A als ein Eingabeelement verwendet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Drehzahluntersetzer 30 ein Drehzahluntersetzer mit einem fremden Planetenzahnrad vom 3k-Typ, bei welchem das Sonnenrad 31(A) als ein Eingabeelement verwendet wird, das zweite Hohlrad 35(D) als ein Ausgabeelement verwendet wird, und das erste Hohlrad 34(C) als ein fixiertes Element verwendet wird. Daher kann ein Trägheitsmoment um das Sonnenrad 31 reduziert werden, und ein Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis des Drehzahluntersetzers 30 kann erhöht werden. Daher können bei der Kupplungsvorrichtung 1 sowohl das gute Ansprechverhalten als auch die hohe Last erzielt werden.
In dem Fall des 2kh-Typs besteht bei einer Konfiguration, bei welcher das Planetenzahnrad B durch einen Stift auf eine freitragende Weise auf einem Hauptkörper des Trägers S gestützt wird, ein Problem, dass zwischen einer Drehungs-Stützwelle (Stift) des Planetenzahnrads B und dem Hauptkörper des Trägers S ein großes Biegemoment wirken kann, da der Träger S direkt zu einer Leistungsübertragung beiträgt (siehe das schematische Diagramm in dem oberen Teil von 3).
Andererseits ist in dem Fall des 3k-Typs das Biegemoment, das zwischen der Drehungs-Stützwelle (Stift) des Planetenzahnrads B und dem Hauptkörper des Trägers S wirkt, klein, da der Träger S nur eine Funktion aufweist, das Planetenzahnrad B in Hinblick auf das Sonnenrad A, das erste Hohlrad C und das zweite Hohlrad D an einer geeigneten Position zu halten (siehe das schematische Diagramm in dem oberen Teil von 4).
Daher kann das Planetenzahnrad 32 bei der vorliegenden Ausführungsform ausgehend von einer Seite in der axialen Richtung gestützt werden, das heißt, dieses kann durch den Träger-Hauptkörper 330 und den Stift 331 auf eine freitragende Weise gestützt werden, ohne dass ein Ansprechverhalten und eine Haltbarkeit der Kupplungsvorrichtung 1 beeinträchtigt werden, indem der Drehzahluntersetzer 30 als ein Drehzahluntersetzer mit einem fremden Planetenzahnrad vom 3k-Typ derart hergestellt wird, dass dieser ein gutes Ansprechverhalten und eine hohe Last aufweist.
Als nächstes wird ein Effekt der Zustands-Veränderungseinheit 80 beschrieben werden, welche die Scheibenfeder 81 als den elastischen Verformungsabschnitt beinhaltet.
Wie in 5 gezeigt wird, ist es in Bezug auf eine Beziehung zwischen der Bewegung des Abtriebsnockens 50 in der axialen Richtung, das heißt dem Hub, und einer Last, die auf die Kupplung 70 wirkt, beim Vergleich einer Konfiguration, bei welcher die Kupplung 70 durch einen starren Körper gedrückt wird, der in der axialen Richtung schwer elastisch zu verformen ist (siehe eine Strich-Strichlinie in 5), und einer Konfiguration, bei welcher die Kupplung 70 durch die Scheibenfeder 81 gedrückt wird, die in der axialen Richtung elastisch verformbar ist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform (siehe eine durchgehende Linie in 5), ersichtlich, dass eine Variation hinsichtlich der Last, die auf die Kupplung 70 wirkt, bei der Konfiguration, bei welcher die Kupplung 70 durch die Scheibenfeder 81 gedrückt wird, kleiner ist als bei der Konfiguration, bei welcher die Kupplung 70 durch den starren Körper gedrückt wird, wenn die Variationen hinsichtlich des Hubs die gleichen sind. Dies kommt daher, dass eine kombinierte Federkonstante verglichen mit der Konfiguration, bei welcher die Kupplung 70 durch den starren Körper gedrückt wird, unter Verwendung der Scheibenfeder 81 reduziert werden kann, sodass die Variation hinsichtlich der Last in Hinblick auf die Variation hinsichtlich des Hubs des Abtriebsnockens 50, die durch den Aktuator verursacht wird, reduziert werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Variation hinsichtlich der Last in Hinblick auf die Variation hinsichtlich des Hubs des Abtriebsnockens 50 reduziert werden, und eine Soll-Last kann in einfacher Weise auf die Kupplung 70 ausgeübt werden, da die Zustands-Veränderungseinheit 80 die Scheibenfeder 81 als den elastischen Verformungsabschnitt beinhaltet.
Nachfolgend wird die Konfiguration jedes Abschnitts der vorliegenden Ausführungsform detaillierter beschrieben werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 einen Ölzufuhrabschnitt 5 (siehe die 1 und 2). Der Ölzufuhrabschnitt 5 ist derart in einer Durchlassform in der Ausgangswelle 62 ausgebildet, dass ein Ende zu dem Kupplungsraum 620 freigelegt ist. Das andere Ende des Ölzufuhrabschnitts 5 ist mit einer (nicht näher dargestellten) Ölzufuhrquelle verbunden. Entsprechend wird der Kupplung 70 in dem Kupplungsraum 620 ausgehend von dem einen Ende des Ölzufuhrabschnitts 5 Öl zugeführt.
Die ECU 10 steuert eine Menge von Öl, das der Kupplung 70 ausgehend von dem Ölzufuhrabschnitt 5 zugeführt wird. Das Öl, das der Kupplung 70 zugeführt wird, kann die Kupplung 70 schmieren und kühlen. Auf diese Weise ist die Kupplung 70 bei der vorliegenden Ausführungsform eine Nasskupplung und kann durch Öl gekühlt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet der Kugelnocken 2 als eine „Drehtranslationseinheit“ zwischen dem Antriebsnocken 40 als einem „Drehabschnitt“ und dem Gehäuse 12, sowie zwischen dem zweiten Hohlrad 35 und dem Gehäuse 12 den Unterbringungsraum 120 aus. Hierbei ist der Unterbringungsraum 120 in Hinblick auf den Antriebsnocken 40 und das zweite Hohlrad 35 auf der Innenseite des Gehäuses 12 auf einer Seite gegenüber der Kupplung 70 ausgebildet. Der Motor 20 und der Drehzahluntersetzer 30 sind in dem Unterbringungsraum 120 vorgesehen. Die Kupplung 70 ist in dem Kupplungsraum 620 vorgesehen, welcher in Hinblick auf den Antriebsnocken 40 ein Raum auf einer Seite gegenüber dem Unterbringungsraum 120 ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 das Schublager 161 und eine Schublager-Beilagscheibe 162. Die Schublager-Beilagscheibe 162 ist zum Beispiel aus Metall in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet und ist derart vorgesehen, dass eine Oberfläche mit der Gehäuse-Stufenoberfläche 125 in Kontakt steht. Das Schublager 161 ist zwischen der anderen Oberfläche der Schublager-Beilagscheibe 162 und einer Oberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 auf einer Seite gegenüber dem Abtriebsnocken 50 vorgesehen. Das Schublager 161 stützt den Antriebsnocken 40 durch ein Lager, während dieses ausgehend von dem Antriebsnocken 40 eine Last in der Schubrichtung aufnimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wirkt eine Last in der Schubrichtung, die ausgehend von der Seite der Kupplung 70 über den Abtriebsnocken 50 auf den Antriebsnocken 40 wirkt, über das Schublager 161 und die Schublager-Beilagscheibe 162 auf die Gehäuse-Stufenoberfläche 125. Daher kann der Antriebsnocken 40 durch die Gehäuse-Stufenoberfläche 125 stabil durch ein Lager gestützt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 das innere Dichtungsbauteil 401 und das äußere Dichtungsbauteil 402 als „Dichtungsbauteile“. Das innere Dichtungsbauteil 401 und das äußere Dichtungsbauteil 402 sind Öldichtungen, die aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi und einem Metallring kranzförmig ausgebildet sind.
Ein Innendurchmesser und ein Außendurchmesser des inneren Dichtungsbauteils 401 sind kleiner als ein Innendurchmesser und ein Außendurchmesser des äußeren Dichtungsbauteils 402.
Das innere Dichtungsbauteil 401 befindet sich in der radialen Richtung zwischen dem inneren Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses und dem Schublager 161, und befindet sich in der axialen Richtung zwischen der Schublager-Beilagscheibe 162 und dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41. Das innere Dichtungsbauteil 401 ist an dem inneren Zylinderabschnitt 121 des Gehäuses fixiert und ist relativ zu dem Antriebsnocken 40 drehbar.
Das äußere Dichtungsbauteil 402 ist zwischen dem inneren Zylinderabschnitt 355 des Zahnrads des zweiten Hohlrads 35 und einem Endabschnitt des äußeren Zylinderabschnitts 123 des Gehäuses auf der Seite der Kupplung 70 vorgesehen. Das äußere Dichtungsbauteil 402 ist an dem äußeren Zylinderabschnitt 123 des Gehäuses fixiert und ist relativ zu dem zweiten Hohlrad 35 drehbar.
Hierbei ist das äußere Dichtungsbauteil 402 derart vorgesehen, dass dieses sich auf der radial äußeren Seite des inneren Dichtungsbauteils 401 befindet, wenn dieses in der axialen Richtung des inneren Dichtungsbauteils 401 betrachtet wird (siehe die 1 und 2).
Eine Oberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 auf einer Seite der Schublager-Beilagscheibe 162 ist auf einem Dichtungs-Lippenabschnitt des inneren Dichtungsbauteils 401 gleitbar. Das heißt, das innere Dichtungsbauteil 401 ist derart vorgesehen, dass dieses mit dem Antriebsnocken 40 als einem „Drehabschnitt“ in Kontakt kommt. Das innere Dichtungsbauteil 401 dichtet den Antriebsnocken-Hauptkörper 41 und die Schublager-Beilagscheibe 162 auf eine luftdichte oder flüssigkeitsdichte Weise ab.
Eine äußere periphere Wand des inneren Zylinderabschnitts 355 des Zahnrads des zweiten Hohlrads 35 ist auf einem Dichtungs-Lippenabschnitt, welcher ein innerer Randabschnitt des äußeren Dichtungsbauteils 402 ist, gleitbar. Das heißt, das äußere Dichtungsbauteil 402 ist derart vorgesehen, dass dieses auf der radial äußeren Seite des Antriebsnockens 40 als ein „Drehabschnitt“ mit dem zweiten Hohlrad 35 in Kontakt kommt, das sich integral mit dem Antriebsnocken 40 dreht. Das äußere Dichtungsbauteil 402 dichtet die äußere periphere Wand des inneren Zylinderabschnitts 355 des Zahnrads und die innere periphere Wand des äußeren Zylinderabschnitts 123 des Gehäuses auf eine luftdichte oder flüssigkeitsdichte Weise ab.
Durch das innere Dichtungsbauteil 401 und das äußere Dichtungsbauteil 402, die wie vorstehend beschrieben vorgesehen sind, können der Unterbringungsraum 120, in welchem der Motor 20 und der Drehzahluntersetzer 30 untergebracht sind, und der Kupplungsraum 620, in welchem die Kupplung 70 vorgesehen ist, auf eine luftdichte oder flüssigkeitsdichte Weise beibehalten werden. Entsprechend kann zum Beispiel eingeschränkt werden, dass der Fremdstoff ausgehend von dem Kupplungsraum 620 in den Unterbringungsraum 120 eintritt, selbst falls in der Kupplung 70 ein Fremdstoff wie beispielsweise Abriebspulver erzeugt wird. Daher kann ein Betriebsversagen des Motors 20 oder des Drehzahluntersetzers 30, das durch den Fremdstoff verursacht wird, reduziert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann eingeschränkt werden, dass das Öl, das den Fremdstoff enthält, ausgehend von dem Kupplungsraum 620 in den Unterbringungsraum 120 strömt, da der Unterbringungsraum 120 und der Kupplungsraum 620 durch das innere Dichtungsbauteil 401 und das äußere Dichtungsbauteil 402 auf eine luftdichte oder flüssigkeitsdichte Weise beibehalten werden, selbst falls der Fremdstoff, wie beispielsweise das Abriebspulver, in dem Öl enthalten ist, das der Kupplung 70 zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 12 derart ausgebildet, dass dieses ausgehend von einem Abschnitt, welcher der radial äußeren Seite des äußeren Dichtungsbauteils 402 entspricht, zu einem Abschnitt, welcher der radial inneren Seite des inneren Dichtungsbauteils 401 entspricht, eine geschlossene Form aufweist (siehe die 1 und 2).
Bei der vorliegenden Ausführungsform bewegen sich der Antriebsnocken 40 und das zweite Hohlrad 35 nicht relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung, obwohl sich der Abtriebsnocken 40 und das zweite Hohlrad 35, die den Unterbringungsraum 120 mit dem Gehäuse 12 ausbilden, relativ zu dem Gehäuse 12 drehen. Daher kann eine Veränderung hinsichtlich einer Kapazität des Unterbringungsraums 120 reduziert werden, wenn die Kupplungsvorrichtung 1 betrieben wird, und eine Erzeugung eines Unterdrucks in dem Unterbringungsraum 120 kann reduziert werden. Entsprechend kann eingeschränkt werden, dass das Öl oder dergleichen, das den Fremdstoff enthält, ausgehend von dem Kupplungsraum 620 in den Unterbringungsraum 120 gesaugt wird.
Das innere Dichtungsbauteil 401, das mit dem inneren Randabschnitt des Antriebsnockens 40 in Kontakt kommt, gleitet auf dem Antriebsnocken 40 in der Umfangsrichtung, gleitet aber nicht in der axialen Richtung. Zusätzlich gleitet das äußere Dichtungsbauteil 402, das mit der äußeren peripheren Wand des inneren Zylinderabschnitts 355 des Zahnrads des zweiten Hohlrads 35 in Kontakt kommen soll, in der Umfangsrichtung auf dem zweiten Hohlrad 35, gleitet aber nicht in der axialen Richtung.
Wie in 1 gezeigt wird, befindet sich der Antriebsnocken-Hauptkörper 41 in Hinblick auf den äußeren Zylinderabschnitt 44 des Antriebsnockens auf einer Seite gegenüber der Kupplung 70. Das heißt, der Antriebsnocken 40 als ein „Drehabschnitt“ ist in der axialen Richtung gebogen, um derart ausgebildet zu sein, dass sich der Antriebsnocken-Hauptkörper 41, welcher der innere Randabschnitt des Antriebsnockens 40 ist, und der äußere Zylinderabschnitt 44 des Antriebsnockens, welcher ein äußerer Randabschnitt des Antriebsnockens 40 ist, in der axialen Richtung an unterschiedlichen Positionen befinden.
Der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 ist derart vorgesehen, dass dieser sich auf der radial inneren Seite des inneren Zylinderabschnitts 42 des Antriebsnockens auf der Seite der Kupplung 70 des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 befindet. Das heißt, der Antriebsnocken 40 und der Abtriebsnocken 50 sind in der axialen Richtung auf eine verschachtelte Weise vorgesehen.
Genauer gesagt befindet sich der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 auf der radial inneren Seite des Zahnrad-Plattenabschnitts 356, des äußeren Zylinderabschnitts 357 des Zahnrads des zweiten Hohlrads 35, des Antriebsnocken-Plattenabschnitts 43, und des inneren Zylinderabschnitts 42 des Antriebsnockens. Zusätzlich befinden sich der Sonnenrad-Zahnabschnitt 311 des Sonnenrads 31, der Träger 33 und die Planetenzahnräder 32 auf der radial äußeren Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 und des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51. Entsprechend kann eine Größe der Kupplungsvorrichtung 1 in der axialen Richtung, die den Drehzahluntersetzer 30 und den Kugelnocken 2 beinhaltet, erheblich reduziert werden.
Wie in 1 gezeigt wird, sind der Antriebsnocken-Hauptkörper 41, das Sonnenrad 31, der Träger 33, und die Spule 22 bei der vorliegenden Ausführungsform derart arrangiert, dass diese einander in einer axialen Richtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 teilweise überlappen. Mit anderen Worten ist ein Teil der Spule 22 derart vorgesehen, dass dieser sich in der axialen Richtung auf der radial äußeren Seite eines Teils des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41, des Sonnenrads 31 und des Trägers 33 befindet. Entsprechend kann die Größe der Kupplungsvorrichtung 1 in der axialen Richtung weiter reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Rotor 23 bei der vorliegenden Ausführungsform auf der radial inneren Seite des Stators 21 vorgesehen, und ist derart mit dem Sonnenrad 31 verbunden, dass dieser mit dem Sonnenrad 31 integral drehbar ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 20 ein Motor mit Innenrotor. Daher kann ein Außendurchmesser des Rotors kleiner hergestellt werden als der des Motors mit Außenrotor. Entsprechend können Drehungs-Trägheitsmomente des Rotors 23 und des Sonnenrads 31, die sich integral drehen, reduziert werden. Daher kann das Ansprechverhalten des Sonnenrads 31, welches eine Eingabeeinheit des Drehzahluntersetzers 30 ist, verbessert werden. Daher kann das Ansprechverhalten der Kupplungsvorrichtung 1 verbessert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Drehzahluntersetzer 30 ein Drehzahluntersetzer bzw. -untersetzungsgetriebe mit einem fremden Planetenzahnrad bzw. -getriebe vom 3k-Typ, und zwischen dem Stift 331, der das Planetenzahnrad 32 drehbar stützt, und dem Träger-Hauptkörper 330 wirkt kein großes Biegemoment. Daher kann das Planetenzahnrad 32 ausgehend von einer Seite in der axialen Richtung gestützt werden, das heißt, dieses kann auf eine freitragende Weise durch den Träger-Hauptkörper 330 und den Stift 331 gestützt werden. Entsprechend kann eine Größe des Trägers 33 in der axialen Richtung reduziert werden, und die Größe der Kupplungsvorrichtung 1 in der axialen Richtung kann reduziert werden.
Da der Drehzahluntersetzer 30 ein Drehzahluntersetzer mit einem fremden Planetenzahnrad vom 3k-Typ ist, können ein großes Geschwindigkeits-Reduzierungs-Verhältnis und eine hohe Effizienz bzw. Wirkungsgrad bei einer kleinen bzw. geringen Größe erzielt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Sonnenrad 31 in einer zylindrischen Form ausgebildet.
Daher können die Drehungs-Trägheitsmomente des Rotors 23 und des Sonnenrads 31, die sich integral drehen, reduziert werden. Daher kann das Ansprechverhalten der Kupplungsvorrichtung 1 weiter verbessert werden. Zusätzlich ist eine Verarbeitung oder dergleichen einfach, da die Form des Sonnenrads 31 einfach gehalten ist. Dies trägt zu einer Reduzierung hinsichtlich von Kosten der Kupplungsvorrichtung 1 bei.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Trägers 33 derart vorgesehen, dass dieser sich auf der radial inneren Seite des Stators 21 befindet.
Daher kann ein Abstand zwischen dem Rotor 23 und dem Planetenzahnrad 32 in der axialen Richtung reduziert werden, und eine Länge des Sonnenrads 31 in der axialen Richtung kann reduziert werden. Entsprechend können die Drehungs-Trägheitsmomente des Rotors 23 und des Sonnenrads 31, die sich integral drehen, weiter reduziert werden. Daher kann das Ansprechverhalten der Kupplungsvorrichtung 1 weiter verbessert werden.
Genauer gesagt ist der Träger-Hauptkörper 330, welcher ein Teil des Trägers 33 ist, derart vorgesehen, dass sich alle Abschnitte in der axialen Richtung auf der radial inneren Seite der Spule 22 befinden, welche ein Teil des Stators 21 ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Kugelnockens 2 derart vorgesehen, dass dieser sich auf der radial inneren Seite des Sonnenrads 31 befindet.
Daher kann eine Größe der Kupplungsvorrichtung 1 in der axialen Richtung des Sonnenrads 31 reduziert werden.
Genauer gesagt befinden sich alle Abschnitte in der axialen Richtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41, welcher ein Teil des Antriebsnockens 40 des Kugelnockens 2 ist, auf der radial inneren Seite des Sonnenrads 31.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der „Drehabschnitt“ der „Drehtranslationseinheit“ der Antriebsnocken 40, der die Mehrzahl von Antriebsnockennuten 400 beinhaltet, die in der axialen Richtung auf einer Oberfläche ausgebildet sind. Der „Translationsabschnitt“ ist der Abtriebsnocken 50, der die Mehrzahl von Abtriebsnockennuten 500 beinhaltet, die in der axialen Richtung auf einer Oberfläche ausgebildet sind. Die „Drehtranslationseinheit“ ist der Kugelnocken 2, der den Antriebsnocken 40, den Abtriebsnocken 50 und die Kugeln 3 beinhaltet, die derart vorgesehen sind, dass diese zwischen den Antriebsnockennuten 400 und den Abtriebsnockennuten 500 rollen können.
Daher kann eine Effizienz bzw. ein Wirkungsgrad der „Drehtranslationseinheit“ verglichen mit einem Fall, bei welchem die „Drehtranslationseinheit“ zum Beispiel aus einer „Gleitschraube“ ausgebildet ist, verbessert werden. Zusätzlich können verglichen mit einem Fall, bei welchem die „Drehtranslationseinheit“ zum Beispiel aus einer „Kugelschraube“ ausgebildet ist, Kosten reduziert werden, eine Größe der „Drehtranslationseinheit“ in der axialen Richtung kann reduziert werden, und die Größe der Kupplungsvorrichtung 1 kann weiter reduziert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Träger 33 den kranzförmigen Träger-Hauptkörper 330 und den Stift 331. Der Träger-Hauptkörper 330 ist in Hinblick auf die Planetenzahnräder 32 auf einer Seite gegenüber der Kupplung 70 vorgesehen. Der Stift 331 ist derart vorgesehen, dass eine Seite des einen Endabschnitts mit dem Träger-Hauptkörper 330 verbunden ist und die Seite des anderen Endabschnitts das Planetenzahnrad 32 drehbar stützt.
Der Stift 331 beinhaltet den Verbindungsabschnitt 335, der mit dem Träger-Hauptkörper 330 verbunden ist, und den Stützabschnitt 336, der derart vorgesehen ist, dass sich eine Achse in Hinblick auf die Achse des Verbindungsabschnitts 335 auf der radial äußeren Seite des Träger-Hauptkörpers 330 befindet, und der das Planetenzahnrad 32 drehbar stützt.
Daher kann ein Teilkreis-Durchmesser des Sonnenrads 31 angepasst werden, während der Stator 21 und der Träger 33 auf eine verschachtelte Weise arrangiert sind, und das Sonnenrad 31 kann in einer im Wesentlichen zylindrischen Form, das heißt einer geraden Form ausgebildet werden.
Zweite Ausführungsform
6 zeigt eine Kupplungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Konfigurationen einer Kupplung und einer Zustands-Veränderungseinheit und dergleichen von der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwischen der inneren peripheren Wand des fixierten Körpers 11 und der äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 Kugellager 141 und 143 vorgesehen. Entsprechend wird die Eingangswelle 61 durch den fixierten Körper 11 über die Kugellager 141 und 143 durch ein Lager gestützt.
Das Gehäuse 12 ist derart an dem fixierten Körper 11 fixiert, dass ein Teil einer Außenwand mit einer Wandoberfläche des fixierten Körpers 11 in Kontakt steht. Das Gehäuse 12 ist zum Beispiel derart an dem fixierten Körper 11 fixiert, dass eine Oberfläche des kleinen Plattenabschnitts 124 des Gehäuses auf einer Seite gegenüber der Kugel 3, die innere periphere Wand des inneren Zylinderabschnitts 121 des Gehäuses, und eine innere periphere Wand des kleinen inneren Zylinderabschnitts 126 des Gehäuses mit einer Außenwand des fixierten Körpers 11 in Kontakt stehen. Das Gehäuse 12 ist durch (nicht näher dargestellte) Bolzen oder dergleichen an dem fixierten Körper 11 fixiert. Hierbei ist das Gehäuse 12 koaxial zu dem fixierten Körper 11 und der Eingangswelle 61 vorgesehen.
Eine Anordnung des Motors 20, des Drehzahluntersetzers 30, des Kugelnockens 2 und dergleichen in Hinblick auf das Gehäuse 12 ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Ausgangswelle 62 den Wellenabschnitt 621, den Plattenabschnitt 622, den Zylinderabschnitt 623 und eine Abdeckung 625. Der Wellenabschnitt 621 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der Plattenabschnitt 622 ist derart integral mit dem Wellenabschnitt 621 ausgebildet, dass dieser sich in einer kranzförmigen Plattenform ausgehend von einem Ende des Wellenabschnitts 621 zu der radial äußeren Seite erstreckt. Der Zylinderabschnitt 623 ist derart integral mit dem Plattenabschnitt 622 ausgebildet, dass dieser sich in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgehend von einem äußeren Randabschnitt des Plattenabschnitts 622 zu einer Seite gegenüber dem Wellenabschnitt 621 erstreckt. Die Ausgangswelle 62 wird durch die Eingangswelle 61 über das Kugellager 142 durch ein Lager gestützt. Der Kupplungsraum 620 ist in dem Inneren des Zylinderabschnitts 623 ausgebildet.
Die Kupplung 70 ist zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 in dem Kupplungsraum 620 vorgesehen. Die Kupplung 70 beinhaltet einen Stützabschnitt 73, eine Reibungsplatte 74, eine Reibungsplatte 75, und eine Druckplatte 76. Der Stützabschnitt 73 ist derart in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet, dass dieser sich ausgehend von einer äußeren peripheren Wand eines Endabschnitts der Eingangswelle 61 in Hinblick auf den Plattenabschnitt 622 der Ausgangswelle 62 auf einer Seite des Abtriebsnockens 50 zu der radial äußeren Seite erstreckt.
Die Reibungsplatte 74 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet und ist auf einer Seite des Plattenabschnitts 622 der Ausgangswelle 62 auf einem äußeren Randabschnitt des Stützabschnitts 73 vorgesehen. Die Reibungsplatte 74 ist an dem Stützabschnitt 73 fixiert. Die Reibungsplatte 74 kann mit dem Plattenabschnitt 622 in Kontakt kommen, indem sich der äußere Randabschnitt des Stützabschnitts 73 hin zu dem Plattenabschnitt 622 verformt.
Die Reibungsplatte 75 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet und ist auf einer Seite gegenüber dem Plattenabschnitt 622 der Ausgangswelle 62 auf dem äußeren Randabschnitt des Stützabschnitts 73 vorgesehen. Die Reibungsplatte 75 ist an dem Stützabschnitt 73 fixiert.
Die Druckplatte 76 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Plattenform ausgebildet und ist in Hinblick auf die Reibungsplatte 75 auf der Seite des Abtriebsnockens 50 vorgesehen.
In einem in Eingriff stehenden Zustand, in welchem die Reibungsplatte 74 und der Plattenabschnitt 622 miteinander in Kontakt kommen, das heißt miteinander in Eingriff stehen, 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 einer Größe der Reibungskraft eingeschränkt. Andererseits wird in einem nicht in Eingriff stehenden Zustand, in welchem die Reibungsplatte 74 und der Plattenabschnitt 622 voneinander getrennt sind, das heißt nicht miteinander in Eingriff stehen, zwischen der Reibungsplatte 74 und dem Plattenabschnitt 622 keine Reibungskraft erzeugt, und die relative Drehung zwischen der Reibungsplatte 74 und dem Plattenabschnitt 622 wird nicht eingeschränkt.
Wenn die Kupplung 70 in dem in Eingriff stehenden Zustand vorliegt, wird das Drehmoment, das an die Eingangswelle 61 abgegeben wird, über die Kupplung 70 auf die Ausgangswelle 62 übertragen. Wenn die Kupplung 70 andererseits in dem nicht in Eingriff stehenden Zustand vorliegt, wird das Drehmoment, das an die Eingangswelle 61 abgegeben wird, nicht auf die Ausgangswelle 62 übertragen.
Die Abdeckung 625 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Form ausgebildet und ist derart auf dem Zylinderabschnitt 623 der Ausgangswelle 62 vorgesehen, dass diese die Druckplatte 76 ausgehend von einer Seite gegenüber der Reibungsplatte 75 abdeckt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 anstelle der Zustands-Veränderungseinheit 80, die bei der ersten Ausführungsform gezeigt wird, eine Zustands-Veränderungseinheit 90. Die Zustands-Veränderungseinheit 90 beinhaltet eine Membranfeder 91 als einen „elastischen Verformungsabschnitt“, eine Rückstellfeder 92, ein Freigabelager 93 und dergleichen.
Die Membranfeder 91 ist in einer im Wesentlichen kranzförmigen Scheibenfeder-Form ausgebildet und ist derart auf der Abdeckung 625 vorgesehen, dass ein Ende in einer axialen Richtung, das heißt ein äußerer Randabschnitt, mit der Druckplatte 76 in Kontakt steht. Hierbei ist die Membranfeder 91 derart ausgebildet, dass sich der äußere Randabschnitt in Hinblick auf einen inneren Randabschnitt auf einer Seite der Kupplung 70 befindet, und ein Abschnitt zwischen dem inneren Randabschnitt und dem äußeren Randabschnitt wird durch die Abdeckung 625 gestützt. Die Membranfeder 91 ist in der axialen Richtung elastisch verformbar. Entsprechend spannt die Membranfeder 91 die Druckplatte 76 durch das eine Ende in der axialen Richtung, das heißt den äußeren Randabschnitt, hin zu der Reibungsplatte 75 vor. Entsprechend wird die Druckplatte 76 gegen die Reibungsplatte 75 gedrückt, und die Reibungsplatte 74 wird gegen den Plattenabschnitt 622 gedrückt. Das heißt, die Kupplung 70 liegt normalerweise in dem in Eingriff stehenden Zustand vor.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung 1 eine sogenannte normalerweise geschlossene Kupplungsvorrichtung, die normalerweise in dem in Eingriff stehenden Zustand vorliegt.
Die Rückstellfeder 92 ist zum Beispiel eine Schraubenfeder, und ist derart vorgesehen, dass ein Ende mit einer Endoberfläche des Abtriebsnocken-Zylinderabschnitts 52 auf der Seite der Kupplung 70 in Kontakt steht.
Das Freigabelager 93 ist zwischen dem anderen Ende der Rückstellfeder 92 und dem inneren Randabschnitt der Membranfeder 91 vorgesehen. Die Rückstellfeder 92 spannt das Freigabelager 93 hin zu der Membranfeder 91 vor. Das Freigabelager 93 stützt die Membranfeder 91 durch ein Lager, während dieses ausgehend von der Membranfeder 91 eine Last in einer Schubrichtung aufnimmt. Eine Vorspannkraft der Rückstellfeder 92 ist kleiner als eine Vorspannkraft der Membranfeder 91.
Wie in 6 gezeigt wird, ist ein Abstand zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 relativ klein, wenn sich die Kugel 3 an einem Ende der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 befindet, und zwischen dem Freigabelager 93 und der Abtriebsnocken-Stufenoberfläche 53 des Abtriebsnockens 50 ist ein Spalt Sp2 ausgebildet. Daher wird die Reibungsplatte 74 durch die Vorspannkraft der Membranfeder 91 gegen den Plattenabschnitt 622 gedrückt, die Kupplung 70 liegt in dem in Eingriff stehenden Zustand vor, und eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 wird zugelassen.
Wenn der Spule 22 des Motors 20 bei der Steuerung der ECU 10 die elektrische Leistung zugeführt wird, dreht sich hierbei der Motor 20, ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 wird das Drehmoment ausgegeben, und der Antriebsnocken 40 dreht sich relativ zu dem Gehäuse 12. Entsprechend rollt die Kugel 3 ausgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500. Daher bewegt sich der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Antriebsnocken 40 in der axialen Richtung, das heißt, dieser bewegt sich hin zu der Kupplung 70. Entsprechend wird der Spalt Sp2 zwischen dem Freigabelager 93 und der Endoberfläche des Abtriebsnocken-Zylinderabschnitts 52 reduziert, und die Rückstellfeder 92 wird in der axialen Richtung zwischen dem Abtriebsnocken 50 und dem Freigabelager 93 zusammengedrückt.
Wenn sich der Abtriebsnocken 50 weiter hin zu der Kupplung 70 bewegt, wird die Rückstellfeder 92 maximal zusammengedrückt, und das Freigabelager 93 wird durch den Abtriebsnocken 50 hin zu der Kupplung 70 gedrückt. Entsprechend bewegt sich das Freigabelager 93 entgegen einer Reaktionskraft ausgehend von der Membranfeder 91 hin zu der Kupplung 70, während der innere Randabschnitt der Membranfeder 91 gedrückt wird.
Wenn sich das Freigabelager 93 hin zu der Kupplung 70 bewegt, während dieses den inneren Randabschnitt der Membranfeder 91 drückt, bewegt sich der innere Randabschnitt der Membranfeder 91 hin zu der Kupplung 70, und der äußere Randabschnitt der Membranfeder 91 bewegt sich hin zu einer Seite gegenüber der Kupplung 70. Entsprechend ist die Reibungsplatte 74 von dem Plattenabschnitt 622 getrennt, und ein Zustand der Kupplung 70 wird ausgehend von dem in Eingriff stehenden Zustand zu dem nicht in Eingriff stehenden Zustand verändert. Im Ergebnis wird die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 blockiert.
Wenn ein Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment 0 ist, stoppt die ECU 10 die Drehung des Motors 20. Entsprechend wird der Zustand der Kupplung 70 in dem nicht in Eingriff stehenden Zustand beibehalten. Auf diese Weise kann die Membranfeder 91 der Zustands-Veränderungseinheit 90 ausgehend von dem Abtriebsnocken 50 eine Kraft in der axialen Richtung aufnehmen, und den Zustand der Kupplung 70 gemäß einer relativen Position des Abtriebsnockens 50 in der axialen Richtung in Hinblick auf den Antriebsnocken 40 zu dem in Eingriff stehenden Zustand oder dem nicht in Eingriff stehenden Zustand verändern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform können das innere Dichtungsbauteil 401 und das äußere Dichtungsbauteil 402 als „Dichtungsbauteile“ den Unterbringungsraum 120 und den Kupplungsraum 620 ebenfalls auf eine luftdichte oder flüssigkeitsdichte Weise beibehalten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 nicht den Ölzufuhrabschnitt 5, der bei der ersten Ausführungsform gezeigt wird. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplung 70 eine Trockenkupplung.
Auf diese Weise ist die vorliegende Offenbarung auch auf eine normalerweise geschlossene Kupplungsvorrichtung anwendbar, welche eine Trockenkupplung beinhaltet.
Andere Ausführungsformen
Bei den vorstehenden Ausführungsformen wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem zumindest ein Teil des Trägers derart vorgesehen ist, dass dieser sich auf der radial inneren Seite des Stators befindet. Andererseits kann bei anderen Ausführungsformen zumindest ein Teil des Trägers derart vorgesehen sein, dass dieser sich auf der radial äußeren Seite des Stators befindet.
Bei anderen Ausführungsformen muss sich der Träger nicht auf der radial inneren Seite oder der radial äußeren Seite des Stators befinden. Das heißt, der Träger kann derart vorgesehen sein, dass dieser sich zum Beispiel in Hinblick auf den Stator auf der Seite der Kupplung befindet.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem zumindest ein Teil der Drehtranslationseinheit derart vorgesehen ist, dass dieser sich auf der radial inneren Seite des Sonnenrads befindet. Andererseits muss sich bei anderen Ausführungsformen zumindest ein Teil der Drehtranslationseinheit nicht auf der radial inneren Seite des Sonnenrads befinden. Das heißt, die Drehtranslationseinheit kann derart vorgesehen sein, dass diese sich zum Beispiel in Hinblick auf das Sonnenrad auf der Seite der Kupplung befindet.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem der Stift 331 den Verbindungsabschnitt 335 beinhaltet, der mit dem Träger-Hauptkörper 330 verbunden ist, und den Stützabschnitt 336, der derart vorgesehen ist, dass sich die Achse in Hinblick auf die Achse des Verbindungsabschnitts 335 auf der radial äußeren Seite des Träger-Hauptkörpers 330 befindet und das Planetenzahnrad 32 drehbar stützt. Andererseits kann der Stützabschnitt 336 bei anderen Ausführungsformen derart vorgesehen sein, dass sich die Achse in Hinblick auf die Achse des Verbindungsabschnitts 335 auf der radial inneren Seite des Träger-Hauptkörpers 330 befindet.
Bei anderen Ausführungsformen muss sich die Achse des Stützabschnitts 336 nicht in Hinblick auf die Achse des Verbindungsabschnitts 335 auf der radial äußeren Seite oder der radial inneren Seite des Träger-Hauptkörpers 330 befinden. Das heißt, der Verbindungsabschnitt 335 und der Stützabschnitt 336 können zum Beispiel koaxial vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Stift 331 eine einfache Form aufweisen, und Kosten können reduziert werden.
Bei anderen Ausführungsformen muss der Motor 20 nicht den Magneten 230 als einen „Dauermagneten“ beinhalten.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Antriebsnocken 40 als ein „Drehabschnitt“ integral mit dem zweiten Hohlrad 35 des Drehzahluntersetzers 30 ausgebildet sein.
Bei anderen Ausführungsformen muss das Dichtungsbauteil, das den Unterbringungsraum und den Kupplungsraum auf eine luftdichte oder flüssigkeitsdichte Weise beibehält, nicht vorgesehen sein.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem die Drehtranslationseinheit ein Rollkörpernocken bzw. Walzkörpernocken ist, der einen Antriebsnocken, einen Abtriebsnocken und einen Rollkörper bzw. Walzkörper beinhaltet. Andererseits kann die Drehtranslationseinheit bei anderen Ausführungsformen zum Beispiel eine „Gleitschraube“ oder eine „Kugelschraube“ beinhalten, solange die Drehtranslationseinheit einen Drehabschnitt, der sich relativ zu dem Gehäuse dreht, und einen Translationsabschnitt, der sich relativ zu dem Gehäuse in der axialen Richtung bewegt, wenn sich der Drehabschnitt relativ zu dem Gehäuse dreht, beinhaltet.
Bei anderen Ausführungsformen kann der elastische Verformungsabschnitt der Zustands-Veränderungseinheit zum Beispiel eine Schraubenfeder oder Gummi sein, solange der elastische Verformungsabschnitt in der axialen Richtung elastisch verformbar ist. Zusätzlich kann die Zustands-Veränderungseinheit bei anderen Ausführungsformen lediglich einen starren Körper beinhalten, ohne dass diese den elastischen Verformungsabschnitt beinhaltet.
Bei anderen Ausführungsformen sind die Anzahl an Antriebsnockennuten 400 und die Anzahl an Abtriebsnockennuten 500 nicht auf fünf beschränkt und können jeweils irgendeine Anzahl sein, solange die Anzahl an Antriebsnockennuten 400 und Anzahl an Abtriebsnockennuten 500 drei oder mehr beträgt. Zusätzlich kann die Anzahl an Kugeln 3 gemäß der Anzahl an Antriebsnockennuten 400 und Abtriebsnockennuten 500 angepasst werden.
Die vorliegende Offenbarung kann nicht nur auf das Fahrzeug angewendet werden, das durch das Antriebsmoment ausgehend von der Maschine mit interner Verbrennung fährt, sondern auch auf ein elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder dergleichen, das durch ein Antriebsmoment ausgehend von einem Motor fährt.
Bei anderen Ausführungsformen kann das Drehmoment ausgehend von dem zweiten Übertragungsabschnitt eingegeben bzw. abgegeben werden, und über die Kupplung ausgehend von dem ersten Übertragungsabschnitt ausgegeben werden. Zusätzlich kann die Drehung des anderen aus dem ersten Übertragungsabschnitt und dem zweiten Übertragungsabschnitt gestoppt werden, indem die Kupplung in den in Eingriff stehenden Zustand versetzt wird, wenn zum Beispiel einer aus dem ersten Übertragungsabschnitt und dem zweiten Übertragungsabschnitt nicht drehbar fixiert ist. In diesem Fall kann die Kupplungsvorrichtung als eine Bremsvorrichtung verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen innerhalb eines Umfangs umgesetzt werden, ohne sich von dem Konzept der vorliegenden Offenbarung zu entfernen.
Die vorliegende Offenbarung ist auf Grundlage der Ausführungsformen beschrieben worden. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und die Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet zudem verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten. Zusätzlich sind verschiedene Kombinationen und Formen sowie ferner andere Kombinationen und Formen, welche nur ein Element, mehrere Elemente oder weniger Elemente beinhalten, in dem Umfang und der Idee der vorliegenden Offenbarung beinhaltet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020201331 [0001]
CN 110034631 A [0005]

Claims

Kupplungsvorrichtung, aufweisend: ein Gehäuse (12); einen Primärantrieb (20), der einen Stator (21), welcher an dem Gehäuse fixiert ist, und einen Rotor (23), welcher dazu konfiguriert ist, sich relativ zu dem Stator zu drehen, beinhaltet, wobei der Primärantrieb dazu konfiguriert ist, ein Drehmoment ausgehend von dem Rotor auszugeben; einen Drehzahluntersetzer (30), der dazu konfiguriert ist, das Drehmoment des Primärantriebs zu verlangsamen und dieses auszugeben; eine Drehtranslationseinheit (2), die einen Drehabschnitt (40), welcher dazu konfiguriert ist, sich relativ zu dem Gehäuse zu drehen, wenn das Drehmoment abgegeben wird, das ausgehend von dem Drehzahluntersetzer ausgegeben wird, und einen Translationsabschnitt (50), welcher dazu konfiguriert ist, sich relativ zu dem Gehäuse in einer axialen Richtung zu bewegen, wenn sich der Drehabschnitt relativ zu dem Gehäuse dreht, beinhaltet; eine Kupplung (70), die zwischen einem ersten Übertragungsabschnitt (61) und einem zweiten Übertragungsabschnitt (62) vorgesehen ist, welche dazu konfiguriert sind, sich relativ zu dem Gehäuse zu drehen, und dazu konfiguriert ist, eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Übertragungsabschnitt und dem zweiten Übertragungsabschnitt zuzulassen, wenn diese in einem in Eingriff stehenden Zustand vorliegt, und die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Übertragungsabschnitt und dem zweiten Übertragungsabschnitt zu blockieren, wenn diese in einem nicht in Eingriff stehenden Zustand vorliegt; und eine Zustands-Veränderungseinheit (80, 90), die dazu konfiguriert ist, ausgehend von dem Translationsabschnitt eine Kraft in der axialen Richtung aufzunehmen, und gemäß einer relativen Position des Translationsabschnitts in der axialen Richtung in Hinblick auf das Gehäuse einen Zustand der Kupplung zu dem in Eingriff stehenden Zustand oder dem nicht in Eingriff stehenden Zustand zu verändern, wobei der Drehzahluntersetzer Folgendes beinhaltet: ein Sonnenrad (31), welches dazu konfiguriert ist, das Drehmoment ausgehend von dem Rotor abzugeben; eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern (32), die dazu konfiguriert sind, drehend in einer Umfangsrichtung des Sonnenrads umzulaufen, während diese in das Sonnenrad eingreifen und sich auf dessen Achse drehen; einen Träger (33), der dazu konfiguriert ist, die Planetenzahnräder drehbar zu stützen und sich relativ zu dem Sonnenrad zu drehen; ein erstes Hohlrad (34), das dazu konfiguriert ist, in die Planetenzahnräder einzugreifen; und ein zweites Hohlrad (35), das dazu konfiguriert ist, in die Planetenzahnräder einzugreifen, das derart ausgebildet ist, dass sich eine Anzahl an Zähnen eines Zahnabschnitts von der des ersten Hohlrads unterscheidet, und dazu konfiguriert ist, ein Drehmoment an den Drehabschnitt auszugeben, und der Rotor auf einer radial inneren Seite des Stators vorgesehen ist, und derart mit dem Sonnenrad verbunden ist, dass dieser mit dem Sonnenrad integral drehbar ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Sonnenrad in einer rohrförmigen Form ausgebildet ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich zumindest ein Teil des Trägers auf der radial inneren Seite oder einer radial äußeren Seite des Stators befindet.
Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich zumindest ein Teil der Drehtranslationseinheit auf einer radial inneren Seite des Sonnenrads befindet.
Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Drehabschnitt ein Antriebsnocken (40) ist, der eine Mehrzahl von Antriebsnockennuten (400) beinhaltet, die auf einer Oberfläche ausgebildet sind, der Translationsabschnitt ein Abtriebsnocken (50) ist, der eine Mehrzahl von Abtriebsnockennuten (500) beinhaltet, die auf einer Oberfläche ausgebildet sind, und die Drehtranslationseinheit ein Rollkörpernocken (2) ist, der den Antriebsnocken, den Abtriebsnocken und einen Rollkörper (3), der derart vorgesehen ist, dass dieser zwischen den Antriebsnockennuten und den Abtriebsnockennuten rollt, beinhaltet.
Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Träger Folgendes beinhaltet: einen kranzförmigen Träger-Hauptkörper (330), der in Hinblick auf die Planetenzahnräder auf einer Seite gegenüber der Kupplung vorgesehen ist; und einen Stift (331), der derart vorgesehen ist, dass eine Seite des einen Endabschnitts mit dem Träger-Hauptkörper verbunden ist und eine Seite des anderen Endabschnitts das Planetenzahnrad drehbar stützt, und der Stift Folgendes beinhaltet: einen Verbindungsabschnitt (335), der mit dem Träger-Hauptkörper verbunden ist; und einen Stützabschnitt (336), der derart vorgesehen ist, dass sich eine Achse in Hinblick auf eine Achse des Verbindungsabschnitts auf einer radial äußeren Seite oder einer radial inneren Seite des Träger-Hauptkörpers befindet, und der dazu konfiguriert ist, das Planetenzahnrad drehbar zu stützen.