DE112022003313T5

DE112022003313T5 - Kupplungsaktuator und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112022003313T5
Application number: DE112022003313.4T
Authority: DE
Inventors: Tomonori Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2023276728A1; US20240102514A1

Abstract

Ein Gehäuse (12) ist an einem Innenraum einer Einhausung (11) platziert, welche derart konfiguriert ist, dass diese an einem Fahrzeug installiert ist. Das Gehäuse (12) beinhaltet: einen Gehäuse-Plattenabschnitt (122), der dazu konfiguriert ist, einen Einhausungs-Plattenabschnitt (112) der Einhausung (11) zu kontaktieren; und einen Aufnahmeraum (120), der sich auf einer Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts (122) befindet, welche gegenüber dem Einhausungs-Plattenabschnitt (112) angeordnet ist. Ein Elektromotor (20) ist an dem Aufnahmeraum (120) platziert und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Zufuhr einer elektrischen Leistung ein Drehmoment auszugeben. Das Gehäuse (12) beinhaltet einen Gehäusevorsprung (172) und eine Gehäuseaussparung (173). Der Gehäusevorsprung (172) ragt ausgehend von einer Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts (122) hervor, die sich auf einer anderen Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts (122) befindet, an welcher der Einhausungs-Plattenabschnitt (112) platziert ist, und der Gehäusevorsprung (172) ist dazu konfiguriert, in eine Einhausungs-Aussparung (183) der Einhausung (11) zu passen. Die Gehäuseaussparung (173) ist ausgehend von einer anderen Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts (122) ausgespart, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung (172) angeordnet ist.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2021-108 818 , eingereicht am 30. Juni 2021, und der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2022-013 266 , eingereicht am 31. Januar 2022, welche hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen werden.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kupplungsaktuator bzw. ein Kupplungs-Stellglied und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
Es ist ein Kupplungsaktuator bekannt, der dazu in der Lage ist, einen Zustand einer Kupplung zu schalten. Die Kupplung ist zwischen einem ersten Getriebeelement und einem zweiten Getriebeelement installiert, welche eine relative Drehung zwischen diesen realisieren können, und der Zustand der Kupplung kann zwischen den Folgenden geschaltet werden: einem gekoppelten Zustand, in welchem eine Übertragung eines Drehmoments zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement möglich ist; und einem entkoppelten Zustand, in welchem die Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement blockiert ist.
Der Kupplungsaktuator der Patentliteratur 1 beinhaltet zum Beispiel: ein Gehäuse, das an einem Innenraum einer Getriebe-Einhausung platziert ist, welche an einem Fahrzeug installiert ist; einen Elektromotor, der an einem Aufnahmeraum des Gehäuses platziert ist; und einen Drehung-zu-Translations-Wandler, der dazu konfiguriert ist, eine Drehbewegung, welche durch ein Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor übertragen wird, in eine Translationsbewegung umzuwandeln, um einen Zustand der Kupplung zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand zu schalten.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2021-23092 A
Kurzfassung der Erfindung
Der Kupplungsaktuator nimmt eine Reaktionskraft eines Drehmoments auf, die aufgrund der Kopplung der Kupplung erzeugt wird, und dadurch muss das Gehäuse derart an der Getriebe-Einhausung fixiert werden, dass das Gehäuse keine relative Drehung relativ zu der Getriebe-Einhausung realisiert. Bei dem Kupplungsaktuator der Patentliteratur 1 weist das Gehäuse einen Abschnitt auf, welcher eine relativ geringe Wanddicke aufweist, um eine kleine bzw. geringe Körpergröße umzusetzen, welche für eine Produkt-Funktionsfähigkeit erforderlich ist. In einem Fall, bei welchem ein Durchgangsloch an diesem Abschnitt des Gehäuses ausgebildet ist, welcher die relativ geringe Wanddicke aufweist, und ein Drehungs-Beschränkungsstift zum Beschränken einer Drehung des Gehäuses in dieses Durchgangsloch eingepasst ist, kann eine Flüssigkeit, wie beispielsweise ein Getriebeöl, welches in der Getriebe-Einhausung vorliegt, in den Aufnahmeraum des Gehäuses eindringen, sodass diese eine Verschlechterung des Elektromotors oder eine Herabsetzung der Performance des Elektromotors verursacht.
Andererseits ist es notwendig, einen Abschnitt auszubilden, der an dem Gehäuse eine große Wanddicke aufweist, wie bei der Patentliteratur 1, um den Drehungs-Beschränkungsstift in einen Presspassabschnitt presszupassen, der eine ausreichende Wanddicke aufweist, um die Festigkeit gegenüber dem Drehmoment sicherzustellen, während das Eindringen der Flüssigkeit beschränkt wird, indem das Durchgangsloch beseitigt bzw. weggelassen wird, was darin resultiert, dass das Gehäuse eine nichtgleichmäßige Wanddicke aufweist, die in der radialen Richtung nicht gleichmäßig ist. Dies erschwert es, das Gehäuse unter Verwendung eines kostengünstigen Verarbeitungsverfahrens wie beispielsweise einer Druckbearbeitung auszubilden, was in einer erhöhten Wellenlänge und erhöhten Kosten resultiert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Kupplungsaktuator, welcher eine einfache Struktur und eine kompakte Größe aufweist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzusehen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Kupplungsaktuator für eine Kupplungsvorrichtung vorgesehen, die eine Kupplung beinhaltet, die zwischen einem ersten Getriebeelement und einem zweiten Getriebeelement installiert ist, welche dazu konfiguriert sind, eine relative Drehung zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement zu realisieren, wobei die Kupplung dazu konfiguriert ist, einen Zustand der Kupplung zwischen den Folgenden zu schalten: einem gekoppelten Zustand, in welchem eine Übertragung eines Drehmoments zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement möglich ist; und einem entkoppelten Zustand, in welchem die Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement blockiert ist. Der Kupplungsaktuator beinhaltet ein Gehäuse, einen Elektromotor und einen Drehung-zu-Translations-Wandler.
Das Gehäuse ist an einem Innenraum einer Einhausung platziert, welche derart konfiguriert ist, dass diese an einem Fahrzeug installiert ist. Das Gehäuse beinhaltet: einen Gehäuse-Plattenabschnitt, der dazu konfiguriert ist, einen Einhausungs-Plattenabschnitt der Einhausung zu kontaktieren; und einen Aufnahmeraum, der sich auf einer Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts befindet, welche gegenüber dem Einhausungs-Plattenabschnitt angeordnet ist. Der Elektromotor ist an dem Aufnahmeraum platziert und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Zufuhr einer elektrischen Leistung zu dem Elektromotor ein Drehmoment einer Drehung auszugeben. Der Drehung-zu-Translations-Wandler ist dazu konfiguriert, eine Drehbewegung, welche durch das Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor übertragen wird, in eine Translationsbewegung umzuwandeln, um den Zustand der Kupplung zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand zu schalten.
Das Gehäuse beinhaltet einen Gehäusevorsprung und eine Gehäuseaussparung. Der Gehäusevorsprung ragt ausgehend von einer Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts hervor, die sich auf einer anderen Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts befindet, an welcher der Einhausungs-Plattenabschnitt platziert ist. Der Gehäusevorsprung ist dazu konfiguriert, in eine Einhausungs-Aussparung der Einhausung zu passen. Die Gehäuseaussparung ist ausgehend von einer anderen Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts ausgespart, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist das Gehäuse derart an dem Innenraum der Einhausung platziert, dass der Gehäusevorsprung in die Einhausungs-Aussparung eingepasst ist, und dadurch kann das Gehäuse derart an der Einhausung fixiert werden, dass eine relative Drehung zwischen dem Gehäuse und der Einhausung beschränkt ist. Außerdem ist es nicht notwendig, das Durchgangsloch und den Stift an dem Gehäuse vorzusehen, um die Drehung des Gehäuses zu beschränken. Daher kann eine Erhöhung hinsichtlich der Anzahl der Komponenten beschränkt werden. Zusätzlich ist es selbst in dem Fall, bei welchem das Gehäuse an dem Innenraum der Getriebe-Einhausung platziert ist, möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher die Flüssigkeit, wie beispielsweise das Getriebeöl, die in der Getriebe-Einhausung aufgenommen ist, durch das Durchgangsloch in den Aufnahmeraum des Gehäuses eindringt. Zudem können der Gehäusevorsprung und die Gehäuseaussparung an dem Teil des Gehäuses ausgebildet sein, welcher die geringe Wanddicke aufweist, sodass der Gehäusevorsprung und die Gehäuseaussparung zum Beispiel durch Kunststoff-Bearbeitung, wie beispielsweise Druckbearbeitung, mit geringen Kosten ausgebildet werden können, und die axiale Länge des Gehäuses kann reduziert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenbarung wird gemeinsam mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von dieser am besten anhand der folgenden Beschreibung mit Blick auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.

1 eine Querschnittsansicht, welche einen Kupplungsaktuator und eine Kupplungsvorrichtung mit dem Kupplungsaktuator gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 eine Querschnittsansicht, welche einen Abschnitt des Kupplungsaktuators und einen Abschnitt der Kupplungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform zeigt;
3 eine Querschnittsansicht, welche den Abschnitt des Kupplungsaktuators gemäß der einen Ausführungsform zeigt;
4 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie IV-IV in 3 vorgenommen worden ist;
5 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie V-V in 4 vorgenommen worden ist;
6 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie VI-VI in 4 vorgenommen worden ist;
7 eine Querschnittsansicht, welche einen Abschnitt eines Kupplungsaktuators gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel zeigt;
8 eine Querschnittsansicht, welche einen Abschnitt eines Kupplungsaktuators gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Kupplungsaktuators unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Ausführungsform
Die 1 und 2 zeigen eine Kupplungsvorrichtung, auf welche ein Kupplungsaktuator der Ausführungsform angewendet wird. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist zum Beispiel zwischen einer Maschine mit interner Verbrennung und einem Getriebe eines Fahrzeug installiert, um eine Übertragung eines Drehmoments zwischen der Maschine mit interner Verbrennung und dem Getriebe zu ermöglichen oder zu unterbinden.
Die Kupplungsvorrichtung 1 beinhaltet: einen Kupplungsaktuator 10; eine Kupplung 70; eine elektronische Steuereinheit 100 (die nachfolgend als ECU bezeichnet wird), welche als eine Controller-Einheit dient; eine Eingangswelle 61, welche als ein erstes Getriebeelement dient; und eine Ausgangswelle 62, welche als ein zweites Getriebeelement dient.
Der Kupplungsaktuator 10 beinhaltet: ein Gehäuse 12; einen Elektromotor 20, welcher als ein Primärantrieb dient; ein Rotorlager 15; einen Drehzahluntersetzer 30; einen Drehmomentnocken 2, welcher als ein Drehung-zu-Translations-Wandler oder ein Wälzkörper-Nocken dient; ein Schublager 16; und einen Zustands-Schalthebel 80. Der Kupplungsaktuator 10 ist zum Beispiel an einem Innenraum einer Getriebe-Einhausung 11 installiert.
Die Getriebe-Einhausung 11 ist an dem Fahrzeug installiert und nimmt das Getriebe auf. Hierbei dient die Getriebe-Einhausung 11 als eine Einhausung.
Die ECU 100 ist ein kleiner Computer, der eine CPU (die als eine Berechnungseinheit dient), einen ROM und einen RAM (die als eine Speichereinheit dienen) sowie eine Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtung (die als eine Eingabe-/AusgabeEinheit dient) aufweist. Die ECU 100 führt auf Grundlage von Informationen (z. B. Signalen von verschiedenen Sensoren, die in verschiedenen Teilen des Fahrzeugs installiert sind), Berechnungen durch, und steuert Betriebe von verschiedenen Vorrichtungen und Ausrüstung des Fahrzeugs gemäß einem Programm/Programmen, das/die zum Beispiel in dem ROM gespeichert ist/sind. Wie vorstehend beschrieben führt die ECU 100 das Programm/die Programme aus, das/die in dem nicht flüchtigen physischen Speichermedium gespeichert ist/sind. Wenn das Programm ausgeführt wird, wird ein Verfahren ausgeführt, welches dem Programm entspricht.
Die ECU 100 ist dazu konfiguriert, den Betrieb der Maschine mit interner Verbrennung und dergleichen gemäß den Informationen (z. B. den Signalen von den verschiedenen Sensoren) zu steuern. Außerdem ist die ECU 100 auch dazu konfiguriert, den Betrieb des Elektromotors 20 zu steuern, der später beschrieben wird.
Die Eingangswelle 61 ist zum Beispiel mit einer (nicht näher dargestellten) Antriebswelle der Maschine mit interner Verbrennung verbunden und ist integral mit der Antriebswelle drehbar. Das heißt, ausgehend von der Antriebswelle wird ein Drehmoment an die Eingangswelle 61 abgegeben.
Die Getriebe-Einhausung 11 ist zum Beispiel fest in einem Maschinenraum des Fahrzeugs montiert. Ein Kugellager 141 ist zwischen einer Innenwand der Getriebe-Einhausung 11 und einer äußeren peripheren Wand der Eingangswelle 61 installiert. Daher wird die Eingangswelle 61 durch die Getriebe-Einhausung 11 drehbar durch das Kugellager 141 gestützt.
Das Gehäuse 12 ist derart auf einer radial äußeren Seite der Eingangswelle 61 an dem Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 platziert, dass eine Außenwand des Gehäuses 12 eine Innenwand der Getriebe-Einhausung 11 kontaktiert. Das Gehäuse 12 beinhaltet einen inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses (der als ein rohrförmiger Abschnitt des Gehäuses dient), einen Gehäuse-Plattenabschnitt 122, einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 des Gehäuses, eine Dichtungsnut 124, eine Gehäuse-Stufenoberfläche 125, und eine Mehrzahl von gehäuseseitigen Keil-Nuten bzw. Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses.
Der innere rohrförmige Abschnitt 121 des Gehäuses ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 ist derart in einer ringförmigen Plattenform geformt, dass sich der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 ausgehend von einem Endabschnitt des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses radial nach außen erstreckt. Der äußere rohrförmige Abschnitt 123 des Gehäuses ist allgemein derart in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt, dass sich der äußere rohrförmige Abschnitt 123 des Gehäuses ausgehend von einer äußeren Peripherie des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 hin zu der gleichen axialen Seite erstreckt wie der innere rohrförmige Abschnitt 121 des Gehäuses. Hierbei sind der innere rohrförmige Abschnitt 121 des Gehäuses, der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und der äußere rohrförmige Abschnitt 123 des Gehäuses zum Beispiel aus Metall integral in einem Stück ausgebildet.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Gehäuse 12 im Ganzen hohl und abgeflacht.
Die Dichtungsnut 124 ist derart in einer ringförmigen Form (d. h. einer Ringform) geformt, dass die Dichtungsnut 124 ausgehend von einer äußeren peripheren Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses hin zu der radial inneren Seite ausgespart ist. Die Gehäuse-Stufenoberfläche 125 ist als eine kreisförmige ringförmige flache Oberfläche ausgebildet und ist zwischen der Dichtungsnut 124 und dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 platziert, und ist hin zu einer axialen Seite gewandt, die gegenüber dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 angeordnet ist.
Die Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses sind derart an der äußeren peripheren Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses ausgebildet, dass sich die Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses in der axialen Richtung des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses erstrecken. Die Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses sind eine nach dem anderen in einer Umfangsrichtung des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses arrangiert.
Das Gehäuse 12 ist derart an der Getriebe-Einhausung 11 fixiert, dass eine Außenwand des Gehäuses 12 einen Abschnitt der Innenwand der Getriebe-Einhausung 11 kontaktiert (siehe 2). Das Gehäuse 12 ist zum Beispiel durch (nicht näher dargestellte) Bolzen an der Getriebe-Einhausung 11 fixiert. Das Gehäuse 12 ist koaxial zu der Getriebe-Einhausung 11 und der Eingangswelle 61. Hierbei ist „koaxial“ nicht auf einen koaxialen Zustand beschränkt, in welchem zwei Achsen exakt zusammenfallen, sondern kann einen Zustand beinhalten, in welchem die zwei Achsen etwas voneinander abweichen oder relativ zueinander schräg gestellt sind (dies gilt auch in der folgenden Beschreibung).
Das Gehäuse 12 weist einen Aufnahmeraum 120 (der als ein Raum dient) auf. Der Aufnahmeraum 120 wird durch den inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses, den Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und den äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 des Gehäuses ausgebildet.
Details der Strukturen des Gehäuses 12 und der Getriebe-Einhausung 11 werden später beschrieben.
Der Elektromotor 20 ist in dem Aufnahmeraum 120 aufgenommen. Der Elektromotor 20 beinhaltet einen Stator 21, eine Mehrzahl von Spulen 22, einen Rotor 23, eine Mehrzahl von Magneten 230 (die als Dauermagneten dienen), und eine Magnetabdeckung 24.
Der Stator 21 beinhaltet ein Statorjoch 211 und eine Mehrzahl von Statorzacken 212. Der Stator 21 ist zum Beispiel durch eine Mehrzahl von laminierten bzw. beschichteten Stahlblechen ausgebildet. Das Statorjoch 211 ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Die Statorzacken 212 sind derart integral mit dem Statorjoch 211 ausgebildet, dass die Statorzacken 212 ausgehend von einer inneren peripheren Wand des Statorjochs 211 radial nach innen hervorstehen. Die Statorzacken 212 sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Statorjochs 211 arrangiert. Die Spulen 22 sind jeweils um die Statorzacken 212 gewickelt. Der Stator 21 ist derart an dem Gehäuse 12 fixiert, dass eine äußere periphere Wand des Statorjochs 211 an eine innere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 des Gehäuses gepasst ist.
Der Rotor 23 ist zum Beispiel aus Metall auf Eisenbasis hergestellt. Der Rotor 23 beinhaltet einen Rotor-Hauptkörper 231 einen rohrförmigen Abschnitt 232 des Rotors. Der Rotor-Hauptkörper 231 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Form (d. h. einer kreisförmigen Ringform) geformt. Der rohrförmige Abschnitt 232 des Rotors erstreckt sich in einer rohrförmigen Form ausgehend von einer äußeren Peripherie des Rotor-Hauptkörpers 231.
Die Magneten 230 sind entlang einer äußeren peripheren Wand des Rotors 23 arrangiert. Die Magneten 230 sind derart mit gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Rotors 23 arrangiert, dass magnetische Pole der Magneten 230 in der Umfangsrichtung derart abwechselnd arrangiert sind, dass diese abwechselnd entgegengesetzte Polaritäten aufweisen.
Die Magnetabdeckung 24 ist derart an dem Rotor 23 installiert, dass die Magnetabdeckung 24 Außenoberflächen der Magneten 230 abdeckt, welche sich in der radialen Richtung des Rotors 23 auf der radial äußeren Seite befinden. Genauer gesagt ist die Magnetabdeckung 24 zum Beispiel aus nicht-magnetischem Metallmaterial hergestellt.
Der Kupplungsaktuator 10 beinhaltet das Rotorlager 15. Auf einer Seite der Gehäuse-Stufenoberfläche 125, auf welcher der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 platziert ist, ist das Rotorlager 15 auf einer radial äußeren Seite des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses installiert.
Das Rotorlager 15 ist in einem Zustand, in welchem eine innere periphere Wand eines Innenrings des Rotorlagers 15 die äußere periphere Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses kontaktiert, an dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses installiert. Der Rotor 23 ist derart installiert, dass eine innere periphere Wand des Rotor-Hauptkörpers 231 in eine äußere periphere Wand des Außenrings des Rotorlagers 15 eingepasst ist. Auf diese Weise stützt das Rotorlager 15 den Rotor 23 derart, dass der Rotor 23 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar ist.
Die ECU 100 kann den Betrieb des Elektromotors 20 steuern, indem die elektrische Leistung gesteuert wird, die den Spulen 22 zugeführt wird. Wenn den Spulen 22 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird in dem Stator 21 ein drehendes bzw. umlaufendes magnetisches Feld bzw. Magnetfeld erzeugt, und dadurch wird der Rotor 23 gedreht. Somit wird ein Drehmoment einer Drehung ausgehend von dem Rotor 23 ausgegeben. Wie vorstehend beschrieben beinhaltet der Elektromotor 20 den Stator 21 und den Rotor 23, und der Rotor 23 ist dazu konfiguriert, relativ zu dem Stator 21 gedreht zu werden. Der Elektromotor 20 ist dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Zufuhr einer elektrischen Leistung zu dem Elektromotor 20 das Drehmoment einer Drehung durch dessen Drehung auszugeben.
Der Rotor 23 ist auf der radial inneren Seite des Stators 21 platziert und derart konfiguriert, dass dieser sich relativ zu dem Stator 21 dreht. Der Elektromotor 20 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem inneren Rotor bzw. Innenrotor.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Kupplungsaktuator 10 eine Mehrzahl von Drehwinkelsensoren 104. Die Drehwinkelsensoren 104 sind derart an dem Elektromotor 20 installiert, dass die Drehwinkelsensoren 104 auf der Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 der Spulen 22 platziert sind.
Jeder der Drehwinkelsensoren 104 ist dazu konfiguriert, einen Magnetfluss zu sensieren, der von Sensormagneten erzeugt wird, die integral mit dem Rotor 23 gedreht werden, und ein Signal an die ECU 100 auszugeben, welches dem sensierten Magnetfluss entspricht. Daher sensiert die ECU 100 den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit des Rotors 23 auf Grundlage der Signale, die ausgehend von den Drehwinkelsensoren 104 ausgegeben werden. Außerdem kann die ECU 100 auf Grundlage des Drehwinkels und der Drehgeschwindigkeit des Rotors 23 einen relativen Drehwinkel des Antriebsnockens 40 relativ zu dem Gehäuse 12 und einem Abtriebsnocken 50, die später beschrieben werden, sowie eine relative axiale Position des Abtriebsnockens 50 und des Zustands-Schalthebels 80 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Antriebsnocken 40 berechnen.
Wie in 3 gezeigt wird, beinhaltet der Drehzahluntersetzer 30 ein Sonnenrad 31, eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern 32, einen Träger 33, ein erstes Hohlrad 34 und ein zweites Hohlrad 35.
Das Sonnenrad 31 ist koaxial zu dem Rotor 23 und dazu konfiguriert, sich integral mit dem Rotor 23 zu drehen. Das heißt, der Rotor 23 und das Sonnenrad 31 sind jeweils getrennt voneinander aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet, und sind derart koaxial zueinander platziert, dass der Rotor 23 und das Sonnenrad 31 integral drehbar sind.
Genauer gesagt beinhaltet das Sonnenrad 31 eine Sonnenrad-Basis 310, eine Mehrzahl von Zähnen 311 des Sonnenrads (die als Zähne und externe Zähne dienen), sowie einen rohrförmigen Abschnitt 312 des Sonnenrads. Die Sonnenrad-Basis 310 ist allgemein in einer ringförmigen Form geformt und ist zum Beispiel aus Metall hergestellt. Der rohrförmige Abschnitt 312 des Sonnenrads ist derart in einem Stück integral mit der Sonnenrad-Basis 310 ausgebildet, dass sich der rohrförmige Abschnitt 312 des Sonnenrads ausgehend von einer äußeren Peripherie der Sonnenrad-Basis 310 erstreckt und in einer rohrförmigen Form geformt ist. Die Sonnenrad-Zähne bzw. Zähne 311 des Sonnenrads sind an einer äußeren peripheren Wand eines Endabschnitts des rohrförmigen Abschnitts 312 des Sonnenrads ausgebildet, welcher gegenüber der Sonnenrad-Basis 310 angeordnet ist.
Das Sonnenrad 31 ist derart installiert, dass eine äußere periphere Wand der Sonnenrad-Basis 310 in eine innere periphere Wand des rohrförmigen Abschnitts 232 des Rotors eingepasst ist. Auf diese Weise wird das Sonnenrad 31 zusammen mit dem Rotor 23 derart durch das Rotorlager 15 gestützt, dass das Sonnenrad 31 und der Rotor 23 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar sind.
Das Sonnenrad 31, welches integral mit dem Rotor 23 gedreht wird, nimmt das Drehmoment auf, das ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird. Hierbei dient das Sonnenrad 31 als ein Eingangselement des Drehzahluntersetzers 30.
Die Planetenzahnräder 32 sind eines nach dem anderen in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 arrangiert. Jedes der Planetenzahnräder 32 greift in das Sonnenrad 31 ein und ist dazu konfiguriert, sich in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 um das Sonnenrad 31 zu drehen und umzulaufen. Genauer gesagt ist jedes der Planetenzahnräder 32 zum Beispiel aus Metall hergestellt und allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt, und die Planetenzahnräder 32 befinden sich auf der radial äußeren Seite des Sonnenrads 31 und sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 arrangiert. Jedes der Planetenzahnräder 32 beinhaltet eine Mehrzahl von Zähnen des Planetenzahnrads 321 (die als Zähne und externe Zähne dienen). Die Zähne 321 des Planetenzahnrads sind an einer äußeren peripheren Wand des Planetenzahnrads 32 ausgebildet und sind derart konfiguriert, dass diese in die Zähne des Sonnenrads 311 eingreifen bzw. mit diesen in Eingriff stehen.
Der Träger 33 stützt die Planetenzahnräder 32 drehbar und ist dazu konfiguriert, sich relativ zu dem Sonnenrad 31 zu drehen.
Genauer gesagt beinhaltet der Träger 33 einen Träger-Hauptkörper 331 und eine Mehrzahl von Stiften 335. Der Träger-Hauptkörper 331 ist zum Beispiel aus Metall hergestellt und allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt. Der Träger-Hauptkörper 331 ist in der axialen Richtung zwischen den Spulen 22 und den Planetenzahnrädern 32 positioniert.
Jeder der Stifte 335 ist zum Beispiel aus Metall hergestellt und allgemein in einer zylindrischen säulenförmigen Form geformt. Ein axialer Endabschnitt jedes Stifts 335 ist an dem Träger-Hauptkörper 331 fixiert.
Der Drehzahluntersetzer 30 beinhaltet eine Mehrzahl von Planetenzahnradlagern 36. Jedes der Planetenzahnradlager 36 ist zwischen einer äußeren peripheren Wand eines entsprechenden der Stifte 335 und einer inneren peripheren Wand eines entsprechenden der Planetenzahnräder 32 installiert. Daher wird jedes der Planetenzahnräder 32 durch den entsprechenden Stift 335 durch das entsprechende Planetenzahnradlager 36 drehbar gestützt. Das heißt, jeder der Stifte 335 ist an dem Drehzentrum des entsprechenden Planetenzahnrads 32 installiert und stützt das entsprechende Planetenzahnrad 32 drehbar. Außerdem können jedes Planetenzahnrad 32 und der entsprechende Stift 335 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs durch das entsprechende Planetenzahnradlager 36 in der axialen Richtung eine relative Bewegung zwischen diesen vollführen. Mit anderen Worten ist der bewegliche Bereich zum Vollführen der relativen Bewegung zwischen dem Planetenzahnrad 32 und dem Stift 335 in der axialen Richtung durch das Planetenzahnradlager 36 innerhalb des vorgegebenen Bereichs beschränkt.
Das erste Hohlrad 34 beinhaltet eine Mehrzahl von Zähnen 341 des ersten Hohlrads, welche in die Planetenzahnräder 32 eingreifen können, und das erste Hohlrad 34 ist an dem Gehäuse 12 fixiert. Genauer gesagt ist das erste Hohlrad 34 zum Beispiel aus Metall hergestellt und allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Auf einer gegenüberliegenden Seite des Stators 21, welche gegenüber dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 angeordnet ist, ist das erste Hohlrad 34 derart an dem Gehäuse 12 fixiert, dass eine äußere Peripherie des ersten Hohlrads 34 an eine innere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 des Gehäuses gepasst 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. Die Zähne 341 des ersten Hohlrads (die als Zähne und interne Zähne dienen) sind derart an einer inneren peripheren Wand des ersten Hohlrads 34 ausgebildet, dass die Zähne 341 des ersten Hohlrads in einen axialen Endabschnitt der Zähne 321 des Planetenzahnrads jedes der Planetenzahnräder 32 eingreifen können.
Das zweite Hohlrad 35 beinhaltet eine Mehrzahl von Zähnen 351 des zweiten Hohlrads, welche dazu konfiguriert sind, in die Planetenzahnräder 32 einzugreifen. Die Anzahl der Zähne 351 des zweiten Hohlrads 35 (eine Gesamtzahl der Zähne des zweiten Hohlrads 35) unterscheidet sich von der Anzahl der Zähne 341 des ersten Hohlrads 34 (einer Gesamtzahl der Zähne des ersten Hohlrads 34). Außerdem ist das zweite Hohlrad 35 dazu konfiguriert, sich integral mit dem Antriebsnocken 40 zu drehen, der später beschrieben wird. Genauer gesagt ist das zweite Hohlrad 35 zum Beispiel aus Metall hergestellt und in einer rohrförmigen Form geformt.
Hierbei ist das zweite Hohlrad 35 koaxial zu dem Gehäuse 12, dem Rotor 23 und dem Sonnenrad 31. Die Zähne 351 des zweiten Hohlrads (die als Zähne und interne Zähne dienen) sind derart an einer inneren peripheren Wand eines axialen Endabschnitts des zweiten Hohlrads 35 ausgebildet, welcher benachbart zu dem ersten Hohlrad 34 angeordnet ist, dass die Zähne 351 des zweiten Hohlrads in die anderen axialen Endabschnitte der Zähne 321 des Planetenzahnrads jedes der Planetenzahnräder 32 eingreifen können. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Zähne 351 des zweiten Hohlrads größer als die Anzahl der Zähne 341 des ersten Hohlrads. Genauer gesagt ist die Anzahl der Zähne 351 des zweiten Hohlrads um die Anzahl, die erhalten bzw. ermittelt wird, indem die Anzahl der Planetenzahnräder 32 mit einer Ganzzahl multipliziert wird, größer als die Anzahl der Zähne 341 des ersten Hohlrads.
Außerdem muss jedes der Planetenzahnräder 32 normalerweise an der gleichen Stelle in das erste Hohlrad 34 und das zweite Hohlrad 35 eingreifen, welche jeweils zwei unterschiedliche Spezifikationen aufweisen, ohne dass eine Störung erzeugt wird. Daher ist jedes der Planetenzahnräder 32 derart ausgestaltet, dass ein Mittelpunktsabstand (Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt) jedes Zahnradpaars konstant gehalten wird, indem eines von dem ersten Hohlrad 34 und dem zweiten Hohlrad 35 verschoben wird, oder beide verschoben werden.
Bei der vorstehenden Konfiguration wird das Sonnenrad 31 gedreht, wenn der Rotor 23 des Elektromotors 20 gedreht wird. Daher wird in dem Zustand, in welchem die Zähne 321 des Planetenzahnrads jedes Planetenzahnrads 32 in die Zähne 311 des Sonnenrads, die Zähne 341 des ersten Hohlrads und die Zähne 351 des zweiten Hohlrads eingreifen, jedes Planetenzahnrad 32 in der Umfangsrichtung des Sonnenrads 31 um das Sonnenrad 31 gedreht und läuft um dieses um. Da die Anzahl der Zähne 351 des zweiten Hohlrads größer ist als die Anzahl der Zähne 341 des ersten Hohlrads, wird das zweite Hohlrad 35 relativ zu dem ersten Hohlrad 34 gedreht. Daher wird zwischen dem ersten Hohlrad 34 und dem zweiten Hohlrad 35 eine kleine differenzielle Drehung, welche einer Differenz zwischen der Anzahl der Zähne 341 des ersten Hohlrads und der Anzahl der Zähne 351 des zweiten Hohlrads entspricht, als die Drehung des zweiten Hohlrads 35 ausgegeben. Somit wird das Drehmoment der Drehung, welches ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird, ausgehend von dem zweiten Hohlrad 35 ausgegeben, nachdem die Drehgeschwindigkeit der Drehung durch den Drehzahluntersetzer 30 reduziert wird. Wie vorstehend beschrieben, ist der Drehzahluntersetzer 30 dazu konfiguriert, das Drehmoment der Drehung auszugeben, welches ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird, nachdem die Drehgeschwindigkeit der Drehung reduziert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Drehzahluntersetzer 30 ein Drehzahluntersetzer bzw. -untersetzungsgetriebe mit einem mechanischen Paradox-Planetenzahnrad-Antrieb vom 3K-Typ.
Das zweite Hohlrad 35 ist getrennt von dem Antriebsnocken 40 ausgebildet, der später beschrieben wird, und ist dazu konfiguriert, sich integral mit dem Antriebsnocken 40 zu drehen. Das zweite Hohlrad 35 gibt das Drehmoment der Drehung, welches ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird, an den Antriebsnocken 40 aus, nachdem die Drehgeschwindigkeit der Drehung reduziert wird. Hierbei dient das zweite Hohlrad 35 als ein Ausgabeelement des Drehzahluntersetzers 30.
Der Drehmomentnocken 2 beinhaltet: den Antriebsnocken 40 (der als ein Drehelement dient); den Abtriebsnocken 50 (der als ein Translationselement dient); und eine Mehrzahl von Nockenkugeln 3 (die als Nocken-Rollelemente bzw. -Wälzkörper dienen).
Der Antriebsnocken 40 beinhaltet einen Antriebsnocken-Hauptkörper 41, einen Abschnitt 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form, einen Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43, einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 44 des Antriebsnockens, und eine Mehrzahl von Antriebsnockennuten 400. Der Antriebsnocken-Hauptkörper 41 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt. Der Abschnitt 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form erstreckt sich ausgehend von einer äußeren Peripherie des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 und ist relativ zu einer Achse Ax1 des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 schräg gestellt. Der Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt und erstreckt sich ausgehend von einem Endabschnitt des Abschnitts 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form radial nach außen, welcher gegenüber dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 angeordnet ist. Der äußere rohrförmige Abschnitt 44 des Antriebsnockens ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt und erstreckt sich ausgehend von einer äußeren Peripherie des Antriebsnocken-Plattenabschnitts 43 hin zu einer Seite, die gegenüber dem Abschnitt 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form angeordnet ist. Hierbei sind der Antriebsnocken-Hauptkörper 41, der Abschnitt 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form, der Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43 und der äußere rohrförmige Abschnitt 44 des Antriebsnockens integral in einem Stück zum Beispiel aus Metall ausgebildet.
Die Antriebsnockennuten 400 sind ausgehend von einer Endoberfläche (der Seitenoberfläche des Abschnitts 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form) des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 hin zu einer anderen Endoberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 ausgespart und erstrecken sich in der Umfangsrichtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41. Jede der Antriebsnockennuten 400 verändert ihre Tiefe, welche ausgehend von der einen Endoberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 in der Umfangsrichtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 gemessen wird. Die Anzahl der Antriebsnockennuten 400 ist zum Beispiel drei, und diese drei Antriebsnockennuten 400 sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 arrangiert.
Der Antriebsnocken 40 ist derart zwischen dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses und dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 des Gehäuses installiert, dass der Antriebsnocken-Hauptkörper 41 zwischen der äußeren peripheren Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses und der inneren peripheren Wand des rohrförmigen Abschnitts 312 des Sonnenrads 31 platziert ist, und der Antriebsnocken-Plattenabschnitt 43 auf einer gegenüberliegenden Seite der Planetenzahnräder 32 platziert ist, welche gegenüber dem Träger-Hauptkörper 331 angeordnet ist. Der Antriebsnocken 40 ist dazu konfiguriert, sich relativ zu dem Gehäuse 12 zu drehen.
Das zweite Hohlrad 35 ist derart integral mit dem Antriebsnocken 40 ausgebildet, dass eine innere periphere Wand eines Endabschnitts des zweiten Hohlrads 35, welche gegenüber dem Endabschnitt des zweiten Hohlrads 35 angeordnet ist, der die Zähne 351 des zweiten Hohlrads aufweist, in eine äußere Peripherie des Antriebsnocken-Plattenabschnitts 43 eingepasst ist. Das zweite Hohlrad 35 ist nicht relativ zu dem Antriebsnocken 40 drehbar. Das heißt, das zweite Hohlrad 35 ist dazu konfiguriert, sich integral mit dem Antriebsnocken 40 (der als das Drehelement dient) zu drehen. Daher wird der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht, wenn das zweite Hohlrad 35 das Drehmoment der Drehung ausgibt, welches ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird, nachdem die Drehgeschwindigkeit der Drehung durch den Drehzahluntersetzer 30 reduziert wird. Genauer gesagt wird der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht, wenn das Drehmoment, welches ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 ausgegeben wird, an den Antriebsnocken 40 abgegeben wird.
Der Abtriebsnocken 50 beinhaltet einen Abtriebsnocken-Hauptkörper 51, einen Abschnitt 52 des Abtriebsnockens mit spezifischer Form, einen Abtriebsnocken-Plattenabschnitt 53, eine Mehrzahl von Keil-Nuten 54 auf der Seite des Nockens, und eine Mehrzahl von Abtriebsnockennuten 500. Der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt. Der Abschnitt 52 des Abtriebsnockens mit spezifischer Form erstreckt sich ausgehend von einer äußeren Peripherie des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 und ist relativ zu einer Achse Ax2 des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 schräg gestellt. Der Abtriebsnocken-Plattenabschnitt 53 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt und erstreckt sich ausgehend von einem Endabschnitt des Abschnitts 52 des Abtriebsnockens mit spezifischer Form radial nach außen, welcher gegenüber dem Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 angeordnet ist. Hierbei sind der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51, der Abschnitt 52 des Abtriebsnockens mit spezifischer Form und der Abtriebsnocken-Plattenabschnitt 53 integral in einem Stück zum Beispiel aus Metall ausgebildet.
Die Keil-Nuten 54 auf der Seite des Nockens sind an einer inneren peripheren Wand des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 ausgebildet und erstrecken sich in der axialen Richtung. Die Keil-Nuten 54 auf der Seite des Nockens sind eine nach der anderen in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 arrangiert.
Der Abtriebsnocken 50 ist derart arrangiert, dass der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 auf einer Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 platziert ist, welche gegenüber dem Rotorlager 15 angeordnet ist, wobei der Abtriebsnocken-Hauptkörper 51 und auf einer radial inneren Seite des Abschnitts 42 des Antriebsnockens mit spezifischer Form und des Antriebsnocken-Plattenabschnitts 43 platziert ist, und die Keil-Nuten 54 auf der Seite des Nockens sind durch Keil-Kopplung mit den Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses gekoppelt. Daher ist der Abtriebsnocken 50 nicht relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar, und ist relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung beweglich.
Die Abtriebsnockennuten 500 sind ausgehend von einer Endoberfläche (der Seitenoberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41) des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 hin zu einer anderen Endoberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 ausgespart und erstrecken sich in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51. Jede der Abtriebsnockennuten 500 verändert ihre Tiefe, welche ausgehend von der einen Endoberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 gemessen wird. Die Anzahl der Abtriebsnockennuten 500 ist zum Beispiel drei, und diese drei Abtriebsnockennuten 500 sind mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 arrangiert.
Die Antriebsnockennuten 400 und die Abtriebsnockennuten 500 weisen jeweils eine identische Form auf, wenn diese ausgehend von einer Oberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 betrachtet werden, welche auf der Seite des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 platziert ist, oder ausgehend von einer Oberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 betrachtet werden, welche auf der Seite des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 platziert ist.
Jede der Nockenkugeln 3 ist zum Beispiel aus Metall hergestellt und in einer kugelförmigen bzw. sphärischen Form geformt. Jede der Nockenkugeln 3 ist drehbar zwischen einer entsprechenden der drei Antriebsnockennuten 400 und einer entsprechenden der drei Abtriebsnockennuten 500 platziert. Das heißt, die Anzahl der Nockenkugeln 3 ist drei.
Wie vorstehend beschrieben bilden der Antriebsnocken 40, der Abtriebsnocken 50 und die Nockenkugeln 3 den Drehmomentnocken 2 (der als der Rollelement-Nocken bzw. Wälzkörper-Nocken dient) aus. Wenn der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Abtriebsnocken 50 gedreht wird, wird jede der Nockenkugeln 3 entlang eines Nutbodens der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und eines Nutbodens der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt.
Wie vorstehend beschrieben, verändert sich die Tiefe von sowohl den Antriebsnockennuten 400 als auch den Abtriebsnockennuten 500 in der Umfangsrichtung des Antriebsnockens 40 oder des Abtriebsnockens 50. Daher wird jede der Nockenkugeln 3 entlang der entsprechenden Antriebsnockennut 400 und der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 gerollt, wenn der Antriebsnocken 40 durch das Drehmoment, welches ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 ausgegeben wird, relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Abtriebsnocken 50 gedreht wird, und dadurch wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung bewegt, d. h. hin und her bewegt.
Wie vorstehend beschrieben weist der Abtriebsnocken 50 die Abtriebsnockennuten 500 auf, welche jeweils an der einen Endoberfläche des Abtriebsnockens 50 ausgebildet sind und zusammen mit der entsprechenden Antriebsnockennut 400 die entsprechende Nockenkugel 3 einklemmen, und der Abtriebsnocken 50 kooperiert mit dem Antriebsnocken 40 und den Nockenkugeln 3, um den Drehmomentnocken 2 auszubilden. Wenn der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht wird, wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Antriebsnocken 40 und dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung bewegt. Hierbei wird der Abtriebsnocken 50 nicht relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht, da die Keil-Nuten 54 auf der Seite des Nockens durch Keil-Kopplung mit den Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses gekoppelt sind. Außerdem wird der Antriebsnocken 40 nicht relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung bewegt, obwohl der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht wird.
Der Drehmomentnocken 2 ist in der axialen Richtung auf der einen Seite des Elektromotors 20 platziert und wandelt die Drehbewegung, welche durch das Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird, in die Translationsbewegung um, welche die Bewegung in der axialen Richtung relativ zu dem Gehäuse 12 ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Kupplungsaktuator 10 eine Rückstellfeder 55 (die als ein Vorspannbauteil dient) und eine Rückstellfeder-Halterung 56. Die Rückstellfeder 55 ist zum Beispiel eine Schraubenfeder. Auf einer Seite des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51, welche gegenüber dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 angeordnet ist, ist die Rückstellfeder 55 auf der radial äußeren Seite des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses platziert. Ein Endabschnitt der Rückstellfeder 55 kontaktiert eine Oberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51, welche gegenüber dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 angeordnet ist.
Die Rückstellfeder-Halterung 56 beinhaltet einen inneren rohrförmigen Abschnitt 561 der Halterung, einen Halterungs-Plattenabschnitt 562, und einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 563 der Halterung. Der innere rohrförmige Abschnitt 561 der Halterung ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der Halterungs-Plattenabschnitt 562 ist derart in einer ringförmigen Plattenform geformt, dass sich der Halterungs-Plattenabschnitt 562 ausgehend von einem Endabschnitt des inneren rohrförmigen Abschnitts 561 der Halterung radial nach außen erstreckt. Der äußere rohrförmige Abschnitt 563 der Halterung ist allgemein derart in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt, dass sich der äußere rohrförmige Abschnitt 563 der Halterung ausgehend von einer äußeren Peripherie des Halterungs-Plattenabschnitts 562 hin zu der gleichen axialen Seite erstreckt wie der innere rohrförmige Abschnitt 561 der Halterung. Der innere rohrförmige Abschnitt 561 der Halterung, der Halterungs-Plattenabschnitt 562 und der äußere rohrförmige Abschnitt 563 der Halterung sind zum Beispiel aus Metall integral in einem Stück ausgebildet.
Die Rückstellfeder-Halterung 56 ist derart an dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses fixiert, dass eine innere periphere Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 561 der Halterung an eine äußere periphere Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses gepasst ist. Der andere Endabschnitt der Rückstellfeder 55 kontaktiert den Halterungs-Plattenabschnitt 562 an einer Stelle zwischen dem inneren rohrförmigen Abschnitt 561 der Halterung und dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 563 der Halterung.
Die Rückstellfeder 55 weist eine sich axial ausdehnende Kraft auf. Daher wird der Abtriebsnocken 50 in dem Zustand, in welchem die Nockenkugeln 3 zwischen dem Abtriebsnocken 50 und dem Antriebsnocken 40 eingeklemmt sind, durch die Rückstellfeder 55 hin zu dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 vorgespannt.
Die Ausgangswelle 62 beinhaltet einen Wellenabschnitt 621, einen Plattenabschnitt 622, einen rohrförmigen Abschnitt 623 und eine Reibungsplatte 624 (siehe 2). Der Wellenabschnitt 621 ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der Plattenabschnitt 622 ist derart in einem Stück integral mit dem Wellenabschnitt 621 ausgebildet, dass der Plattenabschnitt 622 in einer ringförmigen Plattenform geformt ist und sich ausgehend von einem Ende des Wellenabschnitts 621 radial nach außen erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt 623 ist in einem Stück derart integral mit dem Plattenabschnitt 622 ausgebildet, dass der rohrförmige Abschnitt 623 allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist und sich ausgehend von einer äußeren Peripherie des Plattenabschnitts 622 hin zu einer Seite erstreckt, die gegenüber dem Wellenabschnitt 621 angeordnet ist. Die Reibungsplatte 624 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt und ist an einer Endoberfläche des Plattenabschnitts 622 installiert, welche dem rohrförmigen Abschnitt 623 zugewandt ist. Hierbei ist die Reibungsplatte 624 nicht relativ zu dem Plattenabschnitt 622 drehbar. Ein Kupplungsraum 620 ist an einer Innenseite des rohrförmigen Abschnitts 623 ausgebildet.
Ein Endabschnitt der Eingangswelle 61 erstreckt sich durch eine Innenseite des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses, und ist auf einer Seite des Abtriebsnockens 50 platziert, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 62 ist koaxial zu der Eingangswelle 61, und ist auf einer Seite des Abtriebsnockens 50 platziert, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist. Ein Kugellager 142 ist zwischen einer inneren peripheren Wand des Wellenabschnitts 621 und einer äußeren peripheren Wand des Endabschnitts der Eingangswelle 61 installiert. Daher wird die Ausgangswelle 62 durch die Eingangswelle 61 drehbar durch das Kugellager 142 gestützt. Die Eingangswelle 61 und die Ausgangswelle 62 sind relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar.
Die Kupplung 70 ist in dem Kupplungsraum 620 an einer Stelle zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 platziert. Die Kupplung 70 beinhaltet eine Mehrzahl von inneren Reibungsplatten 71, eine Mehrzahl von äußeren Reibungsplatten 72 und einen Verankerungsabschnitt 701. Die inneren Reibungsplatten 71 sind jeweils allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt und eine nach der anderen in der axialen Richtung an einer Stelle zwischen der Eingangswelle 61 und dem rohrförmigen Abschnitt 623 der Ausgangswelle 62 arrangiert. Eine innere Peripherie jeder der inneren Reibungsplatten 71 ist durch Keil-Kopplung an die äußere periphere Wand der Eingangswelle 61 gekoppelt. Daher ist jede innere Reibungsplatte 71 nicht relativ zu der Eingangswelle 61 drehbar und ist relativ zu der Eingangswelle 61 in der axialen Richtung beweglich.
Die äußeren Reibungsplatten 72 sind jeweils allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Plattenform geformt und eine nach der anderen in der axialen Richtung an der Stelle zwischen der Eingangswelle 61 und dem rohrförmigen Abschnitt 623 der Ausgangswelle 62 arrangiert. Die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 sind in der axialen Richtung der Eingangswelle 61 abwechselnd arrangiert. Eine äußere Peripherie jeder der äußeren Reibungsplatten 72 ist durch Keil-Kopplung an die innere periphere Wand des rohrförmigen Abschnitts 623 der Ausgangswelle 62 gekoppelt. Daher ist jede äußere Reibungsplatte 72 nicht relativ zu der Ausgangswelle 62 drehbar und ist relativ zu der Ausgangswelle 62 in der axialen Richtung beweglich. Die am nächsten angeordnete der äußeren Reibungsplatten 72, welche die am nächsten an der Reibungsplatte 624 angeordnete ist, kann die Reibungsplatte 624 kontaktieren.
Der Verankerungsabschnitt 701 ist allgemein in einer kreisförmigen ringförmigen Form geformt und ist derart installiert, dass eine äußere Peripherie des Verankerungsabschnitts 701 in die innere periphere Wand des rohrförmigen Abschnitts 623 der Ausgangswelle 62 eingepasst ist. Die äußere Peripherie der am nächsten angeordneten der äußeren Reibungsplatten 72, welche die am nächsten an dem Abtriebsnocken 50 angeordnete ist, kann an dem Verankerungsabschnitt 701 verankert sein. Daher ist ein Entfernen der äußeren Reibungsplatten 72 und der inneren Reibungsplatten 71 aus der Innenseite bzw. aus dem Inneren des rohrförmigen Abschnitts 623 beschränkt. Ein Abstand zwischen dem Verankerungsabschnitt 701 und der Reibungsplatte 624 ist größer als eine Summe von Plattendicken der äußeren Reibungsplatten 72 und der inneren Reibungsplatten 71.
In einem gekoppelten Zustand, in welchem die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 miteinander in Kontakt stehen, d. h. miteinander gekoppelt sind, wird zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 eine Reibungskraft erzeugt. Gemäß dem Betrag dieser Reibungskraft ist eine relative Drehung zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 beschränkt. Im Gegensatz dazu wird in einem entkoppelten Zustand, in welchem die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 voneinander beabstandet sind, d. h. voneinander entkoppelt sind, die Reibungskraft zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 nicht erzeugt. Daher ist die relative Drehung zwischen den inneren Reibungsplatten 71 und den äußeren Reibungsplatten 72 nicht beschränkt.
In dem gekoppelten Zustand der Kupplung 70 wird das Drehmoment, welches an die Eingangswelle 61 abgegeben wird, durch die Kupplung 70 auf die Ausgangswelle 62 übertragen. Im Gegensatz dazu wird das Drehmoment, welches an die Eingangswelle 61 abgegeben wird, in dem entkoppelten Zustand der Kupplung 70 nicht auf die Ausgangswelle 62 übertragen.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Kupplung 70 dazu konfiguriert, das Drehmoment zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 zu übertragen. In dem gekoppelten Zustand ermöglicht die Kupplung 70 die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62. Im Gegensatz dazu blockiert die Kupplung 70 in dem entkoppelten Zustand die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung 1 eine Kupplungsvorrichtung vom normalerweise geöffneten Typ, die normalerweise in dem entkoppelten Zustand vorliegt.
Der Zustands-Schalthebel 80 beinhaltet eine konische Scheibenfeder 81 (die als ein federnd verformbarer Abschnitt dient), eine Scheibenfeder-Halterung 82 und ein Scheibenfeder-Schublager 83. Die Scheibenfeder-Halterung 82 beinhaltet einen rohrförmigen Abschnitt 821 der Halterung und einen Halterungsflansch 822. Der rohrförmige Abschnitt 821 der Halterung ist allgemein in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt. Der Halterungsflansch 822 ist derart in einer ringförmigen Plattenform geformt, dass sich der Halterungsflansch 822 ausgehend von einem Endabschnitt des rohrförmigen Abschnitts 821 der Halterung radial nach außen erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt 821 der Halterung und der Halterungsflansch 822 sind zum Beispiel aus Metall integral in einem Stück ausgebildet. Die Scheibenfeder-Halterung 82 ist derart an dem Abtriebsnocken 50 installiert, dass zum Beispiel das andere Ende des rohrförmigen Abschnitts 821 der Halterung die Endoberfläche des Abtriebsnocken-Plattenabschnitts 53 kontaktiert, welche gegenüber dem Antriebsnocken 40 angeordnet ist. Hierbei sind der rohrförmige Abschnitt 821 der Halterung und der Abtriebsnocken-Plattenabschnitt 53 zum Beispiel durch Schweißen zusammengefügt.
Eine innere Peripherie der konischen Scheibenfeder 81 ist auf der radial äußeren Seite des rohrförmigen Abschnitts 821 der Halterung an einer Stelle zwischen dem Abtriebsnocken-Plattenabschnitt 53 und dem Halterungsflansch 822 platziert. Das Scheibenfeder-Schublager 83 ist in einer ringförmigen Form geformt und auf der radial äußeren Seite des rohrförmigen Abschnitts 821 der Halterung an einer Stelle zwischen dem Abtriebsnocken-Plattenabschnitt 53 und der inneren Peripherie der konischen Scheibenfeder 81 platziert.
Die Scheibenfeder-Halterung 82 ist derart an dem Abtriebsnocken 50 fixiert, dass der Halterungsflansch 822 mit einem axialen Endabschnitt der konischen Scheibenfeder 81, d. h. der inneren Peripherie der konischen Scheibenfeder 81, in Eingriff stehen kann. Daher wird ein Entfernen der konischen Scheibenfeder 81 und des Scheibenfeder-Schublagers 83 aus der Scheibenfeder-Halterung 82 durch den Halterungsflansch 822 beschränkt. Die konische Scheibenfeder 81 ist in der axialen Richtung federnd verformbar.
3 zeigt eine Querschnittsansicht, die den Kupplungsaktuator 10 in einem Zustand zeigt, in welchem der Zustands-Schalthebel 80 nicht installiert ist.
Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, ist in einem Zustand, in welchem jede Nockenkugel 3 an den Folgenden platziert ist: einer Position (Ausgangspunkt), welche als ein tiefster Teil der entsprechenden Antriebsnockennut 400 dient und in der axialen Richtung des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 (d. h. der Tiefenrichtung der entsprechenden Antriebsnockennut 400) am weitesten von der einen Endoberfläche des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 entfernt ist; und einer Position (Ausgangspunkt), welche als ein tiefster Teil der entsprechenden Abtriebsnockennut 500 dient und in der axialen Richtung des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 (d. h. der Tiefenrichtung der entsprechenden Abtriebsnockennut 500) am weitesten von der einen Endoberfläche des Abtriebsnocken-Hauptkörpers 51 entfernt ist, ein Abstand zwischen dem Antriebsnocken 40 und dem Abtriebsnocken 50 relativ kurz, und zwischen dem anderen axialen Endabschnitt der konischen Scheibenfeder 81, d. h. der äußeren Peripherie der konischen Scheibenfeder 81 und der Kupplung 70 ist ein Spalt Sp1 ausgebildet (siehe 1). Daher liegt die Kupplung 70 in dem entkoppelten Zustand vor, und dadurch ist die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 blockiert.
Zu der normalen Betriebszeit, während welcher der Zustand der Kupplung 70 verändert wird, wenn den Spulen 22 des Elektromotors 20 durch die Steuerung der ECU 100 die elektrische Leistung zugeführt wird, wird der Elektromotor 20 gedreht, und ausgehend von dem Drehzahluntersetzer 30 wird das Drehmoment ausgegeben. Daher wird der Antriebsnocken 40 relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht. Somit wird jede Nockenkugel 3 ausgehend von der Position, welche als der tiefste Teil dient, hin zu der einen Seite in der Umfangsrichtung der Antriebsnockennut 400 und der Abtriebsnockennut 500 gerollt. Auf diese Weise wird der Abtriebsnocken 50 relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung bewegt, d. h., dieser wird hin zu der Kupplung 70 bewegt, während die Rückstellfeder 55 zusammengedrückt wird. Dabei wird die konische Scheibenfeder 81 hin zu der Kupplung 70 bewegt.
Wenn die konische Scheibenfeder 81 als Reaktion auf die Bewegung des Abtriebsnockens 50 in der axialen Richtung hin zu der Kupplung 70 bewegt wird, wird der Spalt Sp 1 reduziert, und der andere axiale Endabschnitt der konischen Scheibenfeder 81 kontaktiert die äußere Reibungsplatte 72 der Kupplung 70. Wenn der Abtriebsnocken 50 nach dem Kontakt der konischen Scheibenfeder 81 mit der Kupplung 70 weiter in der axialen Richtung bewegt wird, wird die konische Scheibenfeder 81 in der axialen Richtung federnd verformt und spannt die äußere Reibungsplatte 72 hin zu der Reibungsplatte 624 vor. Daher sind die inneren Reibungsplatten 71 und die äußeren Reibungsplatten 72 miteinander gekoppelt, und dadurch ist die Kupplung 70 in dem gekoppelten Zustand platziert. Im Ergebnis wird die Übertragung des Drehmoments zwischen der Eingangswelle 61 und der Ausgangswelle 62 ermöglicht.
Zu dieser Zeit wird die konische Scheibenfeder 81 durch das Scheibenfeder-Schublager 83 drehbar gestützt und wird relativ zu dem Abtriebsnocken 50 und der Scheibenfeder-Halterung 82 gedreht. Wie vorstehend beschrieben nimmt das Scheibenfeder-Schublager 83 ausgehend von der konischen Scheibenfeder 81 die Last in der Schubrichtung auf und stützt die konische Scheibenfeder 81 drehbar.
Wenn das Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment eine erforderliche Kupplungs-Drehmoment-Kapazität erreicht, stoppt die ECU 100 die Drehung des Elektromotors 20. Daher wird die Kupplung 70 in einem Kopplungs-Haltezustand (Zustand, in dem die Einkopplung gehalten wird) gehalten, in welchem das Kupplungs-Übertragungs-Drehmoment bei der erforderlichen Kupplungs-Drehmoment-Kapazität beibehalten bzw. aufrechterhalten wird. Wie vorstehend beschrieben, kann die konische Scheibenfeder 81 des Zustands-Schalthebels 80 die Kraft ausgehend von dem Abtriebsnocken 50 in der axialen Richtung aufnehmen und den Zustand der Kupplung 70 gemäß der relativen axialen Position des Abtriebsnockens 50 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Antriebsnocken 40 zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand schalten.
Außerdem kann der Drehmomentnocken 2 die Drehbewegung, welche durch das Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor 20 übertragen wird, in die Translationsbewegung umwandeln, welche die relative Bewegung relativ zu dem Gehäuse 12 in der axialen Richtung ist, um den Zustand der Kupplung 70 zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand zu schalten.
Bei der Ausgangswelle 62 ist ein Endabschnitt des Wellenabschnitts 621, welcher gegenüber dem Plattenabschnitt 622 angeordnet ist, mit der Eingangswelle des (nicht näher dargestellten) Getriebes gekoppelt, sodass sich die Ausgangswelle 62 integral mit der Eingangswelle des Getriebes drehen kann. Das heißt das Drehmoment, welches ausgehend von der Ausgangswelle 62 ausgegeben wird, wird an die Eingangswelle des Getriebes abgegeben. Das Drehmoment der Drehung, welches an das Getriebe abgegeben wird, wird als ein Antriebsmoment an die Antriebsräder des Fahrzeugs ausgegeben, nachdem an dem Getriebe die Drehgeschwindigkeit der Drehung verändert wird. Dadurch wird das Fahrzeug angetrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kupplungsvorrichtung 1 einen Ölzufuhrabschnitt 5 (siehe die 1 und 2). Der Ölzufuhrabschnitt 5 ist derart in einer Gestalt bzw. Form eines Durchlasses an der Ausgangswelle 62 ausgebildet, dass ein Ende des Ölzufuhrabschnitts 5 zu dem Kupplungsraum 620 freigelegt ist. Das andere Ende des Ölzufuhrabschnitts 5 ist mit einer (nicht näher dargestellten) Ölzufuhrquelle verbunden. Daher wird der Kupplung 70 an dem Kupplungsraum 620 ausgehend von dem einen Ende des Ölzufuhrabschnitts 5 Öl zugeführt. Dieses Öl ist zum Beispiel Schmieröl, wie beispielsweise Getriebeöl.
Die ECU 100 steuert die Menge des Öls, das der Kupplung 70 ausgehend von dem Ölzufuhrabschnitt 5 zugeführt wird. Das Öl, welches der Kupplung 70 zugeführt wird, kann die Kupplung 70 schmieren und kühlen. Somit ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Kupplung 70 eine Nasskupplung und kann durch das Öl gekühlt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet der Drehmomentnocken 2 (der als Drehung-zu-Translations-Wandler dient) den Aufnahmeraum 120 zwischen den Folgenden aus: dem Antriebsnocken 40 (der als das Drehelement dient) und dem zweiten Hohlrad 35; und dem Gehäuse 12. Hierbei ist der Aufnahmeraum 120 an der Innenseite des Gehäuses 12 an der Stelle ausgebildet, die auf der gegenüberliegenden Seite des Antriebsnockens 40 und des zweiten Hohlrads 35 angeordnet ist, welche gegenüber der Kupplung 70 angeordnet ist. Der Elektromotor 20 und der Drehzahluntersetzer 30 sind in dem Aufnahmeraum 120 installiert. Die Kupplung 70 ist in dem Kupplungsraum 620 installiert, der ein Raum ist, der sich auf der gegenüberliegenden Seite des Antriebsnockens 40 befindet, welche gegenüber dem Aufnahmeraum 120 angeordnet ist.
Das Schublager 16 ist zwischen dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 und der Gehäuse-Stufenoberfläche 125 installiert. Das Schublager 16 stützt den Antriebsnocken 40 drehbar, während dieses eine Last aufnimmt, welche ausgehend von dem Antriebsnocken 40 in der Schubrichtung, d. h. der axialen Richtung ausgeübt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Last, welche ausgehend von der Seite der Kupplung 70 in der axialen Richtung ausgeübt wird, durch die konische Scheibenfeder 81, das Scheibenfeder-Schublager 83, den Abtriebsnocken 50, die Nockenkugeln 3 und den Antriebsnocken 40 auf das Schublager 16 ausgeübt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Kupplungsaktuator 10 ein inneres Dichtungsbauteil 191 (das als ein Nocken-Dichtungsbauteil dient) und ein äußeres Dichtungsbauteil 192 (das als ein Nocken-Dichtungsbauteil dient). Das innere Dichtungsbauteil 191 ist eine Öldichtung, welche in einer ringförmigen Form geformt ist. Das innere Dichtungsbauteil 191 ist aus einem elastischen Material (z. B. Gummi) hergestellt. Das äußere Dichtungsbauteil 192 ist eine Öldichtung, welche in einer ringförmigen Form geformt ist. Das äußere Dichtungsbauteil 192 ist aus einem elastischen Material (z. B. Gummi) und einem Metallring hergestellt.
Das innere Dichtungsbauteil 191 ist in der Dichtungsnut 124 installiert, die an dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses ausgebildet ist. Ein inneres Dichtungsbauteil 191 ist derart in der Dichtungsnut 124 installiert, dass eine äußere Peripherie des inneren Dichtungsbauteils 191 relativ zu einer inneren peripheren Wand des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 gleitbar ist bzw. gleiten kann.
Das äußere Dichtungsbauteil 192 ist zwischen dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 des Gehäuses und dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 44 des Antriebsnockens an einer Stelle platziert, die auf einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Hohlrads 35 angeordnet ist, welche gegenüber dem ersten Hohlrad 34 angeordnet ist. Ein äußeres Dichtungsbauteil 192 ist derart an dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 123 des Gehäuses installiert, dass eine Dichtungslippe einer inneren Peripherie des äußeren Dichtungsbauteils 192 relativ zu einer äußeren peripheren Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 44 des Antriebsnockens gleitbar ist bzw. gleiten kann.
Hierbei ist das äußere Dichtungsbauteil 192 auf der radial äußeren Seite des inneren Dichtungsbauteils 191 platziert (siehe die 1 und 2), wenn das äußere Dichtungsbauteil 192 in der axialen Richtung des inneren Dichtungsbauteils 191 betrachtet wird.
Wie vorstehend beschrieben kann die innere periphere Wand des Antriebsnocken-Hauptkörpers 41 relativ zu dem inneren Dichtungsbauteil 191 gleiten. Das heißt, das innere Dichtungsbauteil 191 ist dazu konfiguriert, den Antriebsnocken 40 (der als das Drehelement dient) zu kontaktieren. Das innere Dichtungsbauteil 191 sieht eine gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Antriebsnocken-Hauptkörper 41 und dem inneren rohrförmigen Abschnitt 121 des Gehäuses vor.
Die äußere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 44 des Antriebsnockens ist relativ zu der Dichtungslippe gleitbar, welche die innere Peripherie des äußeren Dichtungsbauteils 192 ist. Genauer gesagt ist das äußere Dichtungsbauteil 192 dazu konfiguriert, den Antriebsnocken 40 (der als das Drehelement dient) zu kontaktieren. Das äußere Dichtungsbauteil 192 sieht eine gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen der äußeren peripheren Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 44 des Antriebsnockens und der inneren peripheren Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 des Gehäuses vor.
Das innere Dichtungsbauteil 191 und das äußere Dichtungsbauteil 192 können die gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung des Aufnahmeraums 120 beibehalten bzw. aufrechterhalten, welcher den Elektromotor 20 und den Drehzahluntersetzer 30 aufnimmt. Zudem können das innere Dichtungsbauteil 191 und das äußere Dichtungsbauteil 192 die gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen Folgenden aufrechterhalten: dem Aufnahmeraum 120; und dem Kupplungsraum 620, welcher die Kupplung 70 aufnimmt. Daher ist es möglich, das Eindringen der Fremdobjekte in den Aufnahmeraum 120 ausgehend von dem Kupplungsraum 620 zu beschränken, selbst wenn zum Beispiel an der Kupplung 70 Fremdobjekte, wie beispielsweise Verschleißpartikel, erzeugt werden. Daher ist es möglich, Fehlfunktionen des Elektromotors 20 oder des Drehzahluntersetzers 30 zu beschränken, die durch die Fremdobjekte verursacht werden.
Nachfolgend wird die Struktur der jeweiligen Abschnitte der vorliegenden Ausführungsform detailliert beschrieben werden.
Wie in 2 gezeigt wird, beinhaltet die Getriebe-Einhausung 11 einen inneren rohrförmigen Abschnitt 111 der Einhausung, einen Einhausungs-Plattenabschnitt 112 und einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 113 der Einhausung. Der innere rohrförmige Abschnitt 111 der Einhausung ist in einer rohrförmigen Form geformt. Der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 ist derart in einer ringförmigen Plattenform geformt, dass sich der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 ausgehend von einem Endabschnitt des inneren rohrförmigen Abschnitts 111 der Einhausung radial nach außen erstreckt. Der äußere rohrförmige Abschnitt 113 der Einhausung ist derart in einer rohrförmigen Form geformt, dass sich der äußere rohrförmige Abschnitt 113 der Einhausung ausgehend von einer äußeren Peripherie des Einhausungs-Plattenabschnitts 112 hin zu der gleichen axialen Seite erstreckt wie der innere rohrförmige Abschnitt 111 der Einhausung. Der innere rohrförmige Abschnitt 111 der Einhausung, der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 und der äußere rohrförmige Abschnitt 113 der Einhausung bilden einen Teil der Getriebe-Einhausung 11 aus.
Das Gehäuse 12 des Kupplungsaktuators 10 ist derart in einem Abschnitt des Innenraums der Getriebe-Einhausung 11 platziert, welcher sich zwischen dem inneren rohrförmigen Abschnitt 111 des Gehäuses und dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 113 der Einhausung befindet, dass der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 den Einhausungs-Plattenabschnitt 112 kontaktiert. Hierbei ist eine innere periphere Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 121 des Gehäuses dazu konfiguriert, eine äußere periphere Wand des inneren rohrförmigen Abschnitts 111 der Einhausung zu kontaktieren. Eine äußere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 123 des Gehäuses ist dazu konfiguriert, eine innere periphere Wand des äußeren rohrförmigen Abschnitts 113 der Einhausung zu kontaktieren.
Der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 ist dazu konfiguriert, den Einhausungs-Plattenabschnitt 112 zu kontaktieren, der ein Teil der Getriebe-Einhausung 11 ist. Der Aufnahmeraum 120, welcher den Elektromotor 20 aufnimmt, befindet sich auf einer Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts 122, welche gegenüber dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 angeordnet ist.
Das Gehäuse 12 beinhaltet einen Gehäusevorsprung 172 und eine Gehäuseaussparung 173. Der Gehäusevorsprung 172 ragt ausgehend von einer Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 hervor, die sich auf der anderen Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 befindet, an welcher der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 platziert ist. Der Gehäusevorsprung 172 ist dazu konfiguriert, in eine Einhausungs-Aussparung 183 der Getriebe-Einhausung 11 zu passen. Die Gehäuseaussparung 173 ist ausgehend von einer anderen Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 ausgespart, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung 172 angeordnet ist.
Genauer gesagt ist der Gehäusevorsprung 172 zum Beispiel in einer zylindrischen säulenförmigen Form geformt und ragt ausgehend von der Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 hervor, die sich auf der anderen Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 befindet, an welcher der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 platziert ist. Die Gehäuseaussparung 173 ist zum Beispiel in einer Form einer kreisförmigen Aussparung an der anderen Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 ausgespart, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung 172 angeordnet ist. Hierbei ist der Gehäusevorsprung 172 koaxial zu der Gehäuseaussparung 173 ausgebildet. Ein Außendurchmesser des Gehäusevorsprungs 172 ist größer als ein Innendurchmesser der Gehäuseaussparung 173.
Die Einhausungs-Aussparung 183 ist zum Beispiel in einer Form einer allgemein kreisförmigen Aussparung von einer Oberfläche des Einhausungs-Plattenabschnitts 112, welche sich auf der einen Seite des Einhausungs-Plattenabschnitts 112 befindet, an welcher der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 platziert ist, hin zu der anderen Seite des Einhausungs-Plattenabschnitts 112 ausgespart, welche gegenüber dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 angeordnet ist.
Das Gehäuse 12 beinhaltet ein Gehäuse-Belüftungsloch 175 und einen luftdurchlässigen Filter 6. Das Gehäuse-Belüftungsloch 175 verbindet eine Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung 173 und eine Endoberfläche des Gehäusevorsprungs 172, und setzt den Aufnahmeraum 120 und einen Außenraum, der sich an einer Außenseite des Gehäuses 12 befindet, in Verbindung. Der luftdurchlässige Filter 6 ist an der Gehäuseaussparung 173 platziert, um das Gehäuse-Belüftungsloch 175 abzudecken, und ist dazu konfiguriert zuzulassen, dass ein Gas durch den luftdurchlässigen Filter 6 durchtritt.
Genauer gesagt ist der luftdurchlässige Filter 6 zum Beispiel aus einem Fluorpolymer mit zahlreichen Mikroporen in einer Form eines kreisförmigen Blatts ausgebildet. Der luftdurchlässige Filter 6 lässt zu, dass das Gas durch den luftdurchlässigen Filter 6 durchtritt, aber unterbindet, dass die Flüssigkeit durch den luftdurchlässigen Filter 6 durchtritt. Eine äußere Peripherie einer Endoberfläche des luftdurchlässigen Filters 6 ist an die Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung 173 gebondet, und dadurch wird der luftdurchlässige Filter 6 ganz in der Gehäuseaussparung 173 aufgenommen.
Das Gehäuse-Belüftungsloch 175 ist entlang eines Belüftungspfads Pv1 platziert, der den Innenraum des Gehäuses 12 und den Außenraum der Getriebe-Einhausung 11 in Verbindung setzt (siehe die 2 und 3).
Genauer gesagt beinhaltet die Getriebe-Einhausung 11 ein Einhausungs-Belüftungsloch 185. Das Einhausungs-Belüftungsloch 185 erstreckt sich durch den Einhausungs-Plattenabschnitt 112 in dessen Plattendickenrichtung (einer Richtung einer Dicke des Einhausungs-Plattenabschnitts 112) und setzt den außenseitigen Raum bzw. Außenraum der Getriebe-Einhausung 11 und den innenseitigen Raum bzw. Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 in Verbindung. Hierbei ist das Einhausungs-Belüftungsloch 185 an einer Stelle ausgebildet, die dem Gehäuse-Belüftungsloch 175 entspricht. Genauer gesagt ist das Einhausungs-Belüftungsloch 185 koaxial zu dem Gehäuse-Belüftungsloch 175 ausgebildet.
Ein Abstand T1 zwischen der Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung 173 und der Endoberfläche des Gehäusevorsprungs 172 ist gleich einer Plattendicke T2 eines Teils des Gehäuse-Plattenabschnitts 122, welcher sich auf einer radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs 172 befindet (siehe 5).
Die Einhausungs-Aussparung 183 ist in einer Form eines Langlochs geformt, und ein Innendurchmesser R1 der Einhausungs-Aussparung 183, welcher in einer radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 gemessen wird, ist größer als ein anderer Innendurchmesser R2 der Einhausungs-Aussparung 183, welcher in einer Richtung gemessen wird, die senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 verläuft (siehe 4).
In einem Querschnitt, der entlang der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 verläuft, ist ein Spalt zwischen einer äußeren peripheren Wand des Gehäusevorsprungs 172 und einer inneren peripheren Wand der Einhausungs-Aussparung 183 ausgebildet (siehe 5). Im Gegensatz dazu ist in einem anderen Querschnitt, der entlang der Richtung senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 verläuft, kein Spalt zwischen der äußeren peripheren Wand des Gehäusevorsprungs 172 und der inneren peripheren Wand der Einhausungs-Aussparung 183 ausgebildet (siehe 6). Somit ist die relative Bewegung des Gehäuses 12 relativ zu der Getriebe-Einhausung 11 in der Richtung senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 beschränkt.
Während des normalen Betriebs, während dessen der Zustand der Kupplung 70 verändert wird, wenn der Elektromotor 20 gedreht wird, wird das Drehmoment in der Drehrichtung (d. h. einer positiven Richtung) erzeugt. Dabei wird von dem Drehzahluntersetzer 30 ein Ausgabe-Zahnrad-Drehmoment in einer negativen Richtung erzeugt. Daher wird in der positiven Richtung ausgehend von dem Abtriebsnocken 50 ein Abtriebsnocken-Drehmoment auf die gehäuseseitigen Keil-Nuten 127 auf der Seite des Gehäuses 12 ausgeübt. Dabei wird ein von der Seite des Gehäuses ausgehendes Drehmoment in der positiven Richtung auf einen Passabschnitt ausgeübt, an welchem die Einhausungs-Aussparung 183 und der Gehäusevorsprung 172 aneinander gepasst werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Gehäusevorsprung 172 in die Einhausungs-Aussparung 183 eingepasst, und in dem Querschnitt entlang der Richtung, die senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 verläuft, ist der Spalt zwischen der äußeren peripheren Wand des Gehäusevorsprungs 172 und der inneren peripheren Wand der Einhausungs-Aussparung 183 nicht ausgebildet. Somit kann die relative Drehung des Gehäuses 12 relativ zu der Getriebe-Einhausung 11 zuverlässig beschränkt werden, selbst wenn ein von der Seite des Gehäuses ausgehendes Drehmoment in der positiven Richtung auf den Passabschnitt ausgeübt wird, an welchem die Einhausungs-Aussparung 183 und der Gehäusevorsprung 172 aneinander gepasst werden. Wie vorstehend beschrieben, kooperieren bzw. wirken die Einhausungs-Aussparung 183 und der Gehäusevorsprung 172 derart zusammen, dass diese als ein Drehstopper fungieren, um die Drehung des Gehäuses 12 relativ zu der Getriebe-Einhausung 11 zu stoppen.
Der Kupplungsaktuator 10 beinhaltet einen O-Ring 7, welcher als ein Dichtungsbauteil dient. Der O-Ring 7 ist zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 an einer Stelle platziert, welche aus einer Plattendickenrichtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 (einer Richtung einer Dicke des Gehäuse-Plattenabschnitts 122) betrachtet auf der radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs 172 angeordnet ist, wobei der O-Ring 7 dazu konfiguriert ist, eine gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 aufrecht zu erhalten.
Genauer gesagt ist der O-Ring 7 in einer ringförmigen Form geformt und ist aus einem elastischen Bauteil wie beispielsweise Gummi hergestellt. Der O-Ring 7 ist in einer ringförmigen Nut platziert, die auf der radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs 172 an der Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 ausgebildet ist, welche auf der Seite des Einhausungs-Plattenabschnitts 112 platziert ist. Der O-Ring 7 wird in der axialen Richtung zusammengedrückt, wenn der Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 einander kontaktieren. Auf diese Weise wird die gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 an der Stelle aufrechterhalten, die auf der radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs 172 und des Gehäuse-Belüftungslochs 175 angeordnet ist.
Ein Verfahren zur Herstellung des Kupplungsaktuators 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet einen Kunststoff-Bearbeitungsschritt, der durch Kunststoff-Bearbeitung gleichzeitig den Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173 ausbildet.
Genauer gesagt werden bei dem Kunststoff-Bearbeitungsschritt der Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173 gleichzeitig durch die Kunststoff-Bearbeitung wie beispielsweise Press-Tiefziehen ausgebildet, indem zum Beispiel ein zylindrisches Gesenk bzw. einen Prägestempel ausgehend von der Seite des Aufnahmeraums 120 gegen den Gehäuse-Plattenabschnitt 122 gedrückt wird, welcher eine vorgegebene Plattendicke aufweist.
7 zeigt einen Abschnitt eines Kupplungsaktuators eines ersten Vergleichsbeispiels. Das erste Vergleichsbeispiel unterscheidet sich darin von der vorliegenden Ausführungsform, dass das Gehäuse 12 anstelle des Gehäusevorsprungs 172 und der Gehäuseaussparung 173 ein Gehäuse-Durchgangsloch 177 und einen Begrenzungsstift 9 aufweist.
Bei dem ersten Vergleichsbeispiel weist das Gehäuse-Durchgangsloch 177 einen kreisförmigen Querschnitt auf und erstreckt sich durch den Gehäuse-Plattenabschnitt 122 in der Plattendickenrichtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122. Das Gehäuse-Durchgangsloch 177 verbindet den Außenraum des Gehäuses 12 und den Innenraum, d. h. den Aufnahmeraum 120 des Gehäuses 12.
Der Begrenzungsstift 9 ist zum Beispiel in einer zylindrischen Säulenform geformt und ist in das Gehäuse-Durchgangsloch 177 pressgepasst. In einem Zustand, in welchem der Kupplungsaktuator 10 in dem Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 platziert ist, wird der Begrenzungsstift 9 in die Einhausungs-Aussparung 183 eingepasst. Auf diese Weise wird die relative Drehung zwischen der Getriebe-Einhausung 11 und dem Gehäuse 12 beschränkt.
Bei dem ersten Vergleichsbeispiel kann die Flüssigkeit, wie beispielsweise das Getriebeöl, in der Getriebe-Einhausung 11 möglicherweise durch einen Spalt zwischen dem Gehäuse-Durchgangsloch 177 und dem Begrenzungsstift 9 in den Aufnahmeraum 120 eindringen. Dies kann möglicherweise eine Verschlechterung oder Performance-Herabsetzung des Elektromotors 20 verursachen, der in dem Aufnahmeraum 120 aufgenommen ist.
Im Gegensatz dazu sind bei der vorliegenden Ausführungsform das Durchgangsloch und der Stift nicht an dem Gehäuse 12 vorgesehen, um die Drehung des Gehäuses 12 zu beschränken, und dadurch ist es möglich, das Eindringen der Flüssigkeit, wie beispielsweise des Getriebeöls, welche in der Getriebe-Einhausung 11 aufgenommen ist, durch den Spalt zwischen dem Durchgangsloch und dem Stift in den Aufnahmeraum 120 zu vermeiden.
8 zeigt einen Abschnitt eines Kupplungsaktuators eines zweiten Vergleichsbeispiels. Das zweite Vergleichsbeispiel unterscheidet sich dadurch von der vorliegenden Ausführungsform, dass das Gehäuse 12 den Begrenzungsstift 9 aufweist.
Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel ist der Gehäusevorsprung 172 zum Beispiel in einer zylindrischen säulenförmigen Form geformt und ragt ausgehend von der Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 hervor, die sich auf der Seite des Aufnahmeraums 120 befindet. Die Gehäuseaussparung 173 ist zum Beispiel in einer kreisförmigen Form geformt und ist ausgehend von der Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 ausgespart, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung 172 angeordnet ist.
Der Begrenzungsstift 9 ist in die Gehäuseaussparung 173 pressgepasst. In dem Zustand, in welchem der Kupplungsaktuator 10 in dem Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 platziert ist, wird der Begrenzungsstift 9 in die Einhausungs-Aussparung 183 eingepasst. Auf diese Weise wird die relative Drehung zwischen der Getriebe-Einhausung 11 und dem Gehäuse 12 beschränkt.
Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel ragt der Gehäusevorsprung 172 hin zu der Seite des Aufnahmeraums 120 hervor, sodass der Gehäusevorsprung 172 möglicherweise den Elektromotor 20 stören kann. Daher muss der Elektromotor 20 um einen vorgegebenen Abstand von dem Gehäusevorsprung 172 beabstandet sein. Dies kann eine Erhöhung hinsichtlich der axialen Länge des Kupplungsaktuators 10 verursachen.
Außerdem kann bei dem zweiten Vergleichsbeispiel die Wanddicke dieses Teils des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 möglicherweise erhöht werden, um die Festigkeit des Teils des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 sicherzustellen, an welchem der Begrenzungsstift 9 pressgepasst ist. Dies kann eine Störung zwischen diesem Teil und dem Elektromotor 20 und eine Erhöhung der axialen Länge des Kupplungsaktuators 10 verursachen.
Im Gegensatz dazu kann bei der vorliegenden Ausführungsform dadurch, dass der Gehäusevorsprung 172 hin zu der gegenüberliegenden Seite hervorragt, welche gegenüber dem Aufnahmeraum 120 angeordnet ist, sodass der Gehäusevorsprung 172 den Elektromotor 20 nicht stört, die Erhöhung hinsichtlich der axialen Länge des Kupplungsaktuators 10 beschränkt werden.
Um eine Veränderung hinsichtlich des Drucks des Aufnahmeraums 120 zu beschränken, die durch eine Temperaturveränderung verursacht wird, während das Eindringen der Flüssigkeit in den Aufnahmeraum 120 beschränkt wird, ist es bei dem ersten und zweiten Vergleichsbeispiel außerdem notwendig, zusätzlich Folgendes vorzusehen: ein Belüftungsloch, welches den Außenraum des Gehäuses 12 oder den Außenraum der Getriebe-Einhausung 11 mit dem Aufnahmeraum 120 in Verbindung setzt; und einen luftdurchlässigen Filter, welcher das Belüftungsloch schließt. Dies kann eine Erhöhung hinsichtlich der Anzahl an Komponenten und eine Erhöhung hinsichtlich der Anzahl der Herstellungsschritte verursachen.
Im Gegensatz dazu sind das Gehäuse-Belüftungsloch 175 und der luftdurchlässige Filter 6 bei der vorliegenden Ausführungsform bei dem Gehäusevorsprung 172, welcher als der Drehstopper fungiert, und der Gehäuseaussparung 173 vorgesehen. Dadurch werden die Erhöhung hinsichtlich der Anzahl der Komponenten und die Erhöhung hinsichtlich der Anzahl der Herstellungsschritte beschränkt, und es ist möglich, die Veränderung hinsichtlich des Drucks des Aufnahmeraums 120 zu beschränken, die durch die Temperaturveränderung verursacht wird, während das Eindringen der Flüssigkeit in den Aufnahmeraum 120 beschränkt wird.
Wie vorstehend beschrieben beinhaltet das Gehäuse 12 bei der vorliegenden Ausführungsform den Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173. Der Gehäusevorsprung 172 ragt ausgehend von der Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 hervor, die sich auf der anderen Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 befindet, an welcher der Einhausungs-Plattenabschnitt 112 platziert ist. Der Gehäusevorsprung 172 ist dazu konfiguriert, in die Einhausungs-Aussparung 183 der Getriebe-Einhausung 11 zu passen. Die Gehäuseaussparung 173 ist ausgehend von der anderen Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 ausgespart, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung 172 angeordnet ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 12 derart an dem Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 platziert, dass der Gehäusevorsprung 172 in die Einhausungs-Aussparung 183 eingepasst ist, und dadurch kann das Gehäuse 12 derart an der Getriebe-Einhausung 11 fixiert werden, dass die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 12 und der Getriebe-Einhausung 11 beschränkt ist. Außerdem ist es nicht notwendig, das Durchgangsloch und den Stift an dem Gehäuse 12 vorzusehen, um die Drehung des Gehäuses 12 zu beschränken, und die Erhöhung bzw. Zunahme hinsichtlich der Anzahl der Komponenten kann beschränkt werden. Zusätzlich ist es selbst in dem Fall, bei welchem das Gehäuse 12 an dem Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 platziert ist, möglich, die Situation zu vermeiden, in welcher die Flüssigkeit, wie beispielsweise das Getriebeöl, die in der Getriebe-Einhausung aufgenommen ist, durch das Durchgangsloch in den Aufnahmeraum 120 des Gehäuses 12 eindringt. Zudem können der Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173 an dem Teil des Gehäuses 12 ausgebildet sein, welcher die geringe Wanddicke aufweist, sodass der Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173 zum Beispiel durch die Kunststoff-Bearbeitung, wie beispielsweise die Druckbearbeitung, mit geringen Kosten ausgebildet werden können, und die axiale Länge des Gehäuses 12 kann reduziert werden.
Außerdem beinhaltet das Gehäuse 12 bei der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse-Belüftungsloch 175 und den luftdurchlässigen Filter 6. Das Gehäuse-Belüftungsloch 175 verbindet die Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung 173 und die Endoberfläche des Gehäusevorsprungs 172, und setzt den Aufnahmeraum 120 und den Außenraum, der sich an der Außenseite des Gehäuses 12 befindet, in Verbindung. Der luftdurchlässige Filter 6 ist an der Gehäuseaussparung 173 platziert, um das Gehäuse-Belüftungsloch 175 abzudecken, und ist dazu konfiguriert zuzulassen, dass das Gas durch den luftdurchlässigen Filter 6 durchtritt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Gehäuse-Belüftungsloch 175 die Veränderung hinsichtlich des Drucks des Aufnahmeraums 120 beschränken, die durch die Temperaturveränderung verursacht wird. Daher kann eine Beschädigung der Komponente beschränkt werden.
Außerdem kann der luftdurchlässige Filter 6 selbst in dem Fall, bei welchem der Kupplungsaktuator 10 in der Umgebung wie beispielsweise dem Innenraum der Getriebe-Einhausung 11 platziert ist, in welcher der Kupplungsaktuator 10 möglicherweise zu der Flüssigkeit wie beispielsweise dem Getriebeöl freigelegt sein kann, beschränken, dass die Flüssigkeit durch das Gehäuse-Belüftungsloch 175 in den Aufnahmeraum 120 eintritt. Daher ist es möglich, das Eindringen der Flüssigkeit, wie beispielsweise des Getriebeöls, durch das Gehäuse-Belüftungsloch 175 in den Aufnahmeraum 120 des Gehäuses 12 derart zu beschränken, dass dies möglicherweise in der Verschlechterung des Elektromotors 20 oder der Herabsetzung der Performance des Elektromotors 20 resultiert.
Außerdem wird der luftdurchlässige Filter 6 den Elektromotor 20 nicht stören, indem der luftdurchlässige Filter 6 in der Gehäuseaussparung 173 vorgesehen wird, und die Erhöhung hinsichtlich der axialen Länge des Kupplungsaktuators 10 kann beschränkt werden.
Wie vorstehend beschrieben, sieht die vorliegende Ausführungsform nicht nur die Funktion vor, durch den Gehäusevorsprung 172 die Drehung zu beschränken, sondern auch die Funktion, durch das Gehäuse-Belüftungsloch 175 die Veränderung hinsichtlich des Drucks in dem Aufnahmeraum 120 zu beschränken, sowie die Funktion, durch den luftdurchlässigen Filter 6 das Eindringen der Flüssigkeit in den Aufnahmeraum 120 zu beschränken.
Außerdem ist der Abstand zwischen der Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung 173 und der Endoberfläche des Gehäusevorsprungs 172 bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der Plattendicke des Teils des Gehäuse-Plattenabschnitts 122, welcher sich auf der radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs 172 befindet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Gehäuse 12 unter Verwendung eines relativ kostengünstigen Verarbeitungsverfahrens wie beispielsweise Press-Tiefziehen hergestellt werden, indem der Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173 an dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 ausgebildet werden, welcher die gleichmäßige Plattendicke aufweist.
Außerdem ist die Einhausungs-Aussparung 183 bei der vorliegenden Ausführungsform in der Form des Langlochs geformt, wobei der Innendurchmesser R1 der Einhausungs-Aussparung 183, welcher in der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 gemessen wird, größer ist als der andere Innendurchmesser R2 der Einhausungs-Aussparung 183, welcher in der Richtung gemessen wird, die senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 verläuft.
Daher ist die relative Bewegung zwischen der Getriebe-Einhausung 11 und dem Gehäuse 12 in der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 zugelassen, und die relative Bewegung zwischen der Getriebe-Einhausung 11 und dem Gehäuse 12 ist in der Richtung senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 beschränkt, während eine Ausübung des Drehmoments zwischen diesen zugelassen ist. Somit kann in einem Fall, bei welchem die Zentrierfunktion zum Zentrieren der Getriebe-Einhausung 11 und des Gehäuses 12 durch die äußere Peripherie oder die Eingangswelle 61 umgesetzt wird, ein Rütteln, welches durch eine Fehlausrichtung verursacht würde, durch die Einhausungs-Aussparung 183 absorbiert werden, und es kann eine hohe Winkelgenauigkeit sichergestellt werden.
Außerdem beinhaltet der Kupplungsaktuator 10 bei der vorliegenden Ausführungsform den O-Ring 7, welcher als das Dichtungsbauteil dient. Der O-Ring 7 ist zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 an der Stelle platziert, welche aus der Plattendickenrichtung des Gehäuse-Plattenabschnitts 122 betrachtet auf der radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs 172 angeordnet ist, wobei der O-Ring 7 dazu konfiguriert ist, die gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 aufrecht zu erhalten.
Wenn zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 ein Spalt vorliegt, kann die Flüssigkeit, wie beispielsweise das Getriebeöl, möglicherweise durch diesen Spalt in das Gehäuse-Belüftungsloch 175 eindringen, was möglicherweise in einem Entfernen des luftdurchlässigen Filters 6 oder einer Beschädigung des luftdurchlässigen Filters 6 resultiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Eindringen der Flüssigkeit in das Gehäuse-Belüftungsloch 175 beschränkt werden, indem der O-Ring 7 zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112 vorgesehen wird, und dadurch ist es möglich, das Entfernen des luftdurchlässigen Filters 6 oder die Beschädigung des luftdurchlässigen Filters 6 zu beschränken. Außerdem kann der O-Ring 7 das Eindringen der Flüssigkeit in den Aufnahmeraum 120 durch die Folgenden beschränken: den Spalt zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt 122 und dem Einhausungs-Plattenabschnitt 112; und das Gehäuse-Belüftungsloch 175.
Außerdem beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung des Kupplungsaktuators 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Kunststoff-Bearbeitungsschritt, der durch die Kunststoff-Bearbeitung gleichzeitig den Gehäusevorsprung 172 und die Gehäuseaussparung 173 ausbildet.
Daher kann der Kupplungsaktuator 10 kostengünstig und in einfacher Weise hergestellt werden.
Andere Ausführungsformen
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Beispiel angegeben, bei welchem das Gehäuse den Gehäusevorsprung, die Gehäuseaussparung, das Gehäuse-Belüftungsloch und den luftdurchlässigen Filter beinhaltet. Im Gegensatz dazu muss das Gehäuse bei einer anderen Ausführungsform nicht das Gehäuse-Belüftungsloch und den luftdurchlässigen Filter beinhalten.
Außerdem muss der Abstand zwischen der Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung und der Endoberfläche des Gehäusevorsprungs bei einer anderen Ausführungsform nicht gleich der Plattendicke des Teils des Gehäuse-Plattenabschnitts sein, welcher sich auf der radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs befindet.
Außerdem kann die Einhausungs-Aussparung bei einer anderen Ausführungsform in einer Form eines Kreises statt der Form des Langlochs geformt sein.
Außerdem wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel angegeben, bei welchem das Dichtungsbauteil in der ringförmigen Nut des Gehäuse-Plattenabschnitts platziert ist. Im Gegensatz dazu kann bei einer anderen Ausführungsform an dem Einhausungs-Plattenabschnitt eine ringförmige Nut ausgebildet sein, und das Dichtungsbauteil kann in dieser ringförmigen Nut platziert sein. Außerdem kann das Dichtungsbauteil bei einer anderen Ausführungsform weggelassen werden.
Außerdem wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel angegeben, bei welchem der Gehäusevorsprung und die Gehäuseaussparung durch die Kunststoff-Bearbeitung ausgebildet werden. Im Gegensatz dazu können der Gehäusevorsprung und die Gehäuseaussparung bei einer anderen Ausführungsform durch ein anderes Verarbeitungsverfahren wie beispielsweise Schneiden ausgebildet werden, welches ein anderes ist als die Kunststoff-Bearbeitung.
Außerdem kann der Drehzahluntersetzer bei einer anderen Ausführungsform Folgendes sein: ein Drehzahluntersetzer, welcher Planetenzahnräder verwendet, die andere sind als die Paradox-Planetenzahnräder; oder ein anderer Typ von Drehzahluntersetzer. Außerdem kann eine Struktur umgesetzt werden, bei welcher das Drehmoment des Elektromotors direkt in den Drehung-zu-Translations-Wandler eingegeben wird, ohne dass diese den Drehzahluntersetzer aufweist.
Außerdem wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel angegeben, bei welchem der Drehung-zu-Translations-Wandler der Wälzkörper-Nocken ist, welcher den Antriebsnocken, den Abtriebsnocken und die Wälzkörper beinhaltet. Im Gegensatz dazu kann der Drehung-zu-Translations-Wandler bei einer anderen Ausführungsform zum Beispiel durch eine Gleitschraube oder ein Kugelgewinde bzw. eine Kugelumlaufspindel ausgebildet sein, solange der Drehung-zu-Translations-Wandler Folgendes beinhaltet: ein Drehelement, welches dazu konfiguriert ist, relativ zu dem Gehäuse gedreht zu werden; und ein Translationselement, welches dazu konfiguriert ist, relativ zu dem Gehäuse in der axialen Richtung bewegt zu werden, wenn das Drehelement relativ zu dem Gehäuse gedreht wird.
Die Anwendung der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf das Fahrzeug beschränkt, das durch das Antriebsmoment angetrieben wird, das ausgehend von der Maschine mit interner Verbrennung übertragen wird. Die vorliegende Offenbarung kann zum Beispiel auf ein Elektrofahrzeug und ein Hybridfahrzeug angewendet werden, die durch ein Antriebsmoment angetrieben werden können, das ausgehend von einem Elektromotor übertragen wird.
Außerdem wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel angegeben, bei welchem der Kupplungsaktuator an dem Innenraum der Getriebe-Einhausung platziert ist. Im Gegensatz dazu kann der Kupplungsaktuator bei einer anderen Ausführungsform an einem Innenraum einer Einhausung platziert sein, welche eine andere ist als die Getriebe-Einhausung, die an dem Fahrzeug installiert ist.
Außerdem kann bei einer anderen Ausführungsform das Drehmoment ausgehend von dem zweiten Getriebeelement abgegeben werden, und kann ausgehend von dem ersten Getriebeelement durch die Kupplung ausgegeben werden. Außerdem kann in einem Fall, bei welchem eines ausgewählt aus dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement nicht-drehbar fixiert ist, die Drehung des anderen ausgewählt aus dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement gestoppt werden, indem die Kupplung in dem gekoppelten Zustand platziert wird bzw. vorliegt. In diesem Fall kann die Kupplungsvorrichtung als eine Bremsvorrichtung verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen bzw. Gestalten umgesetzt bzw. implementiert werden, ohne sich von der Idee der vorliegenden Offenbarung zu entfernen.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen und die hier beschriebenen Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet zudem verschiedene Variationen und Variationen innerhalb des äquivalenten Bereichs. Zudem sind verschiedene Kombinationen und Gestalten bzw. Formen sowie andere Kombinationen und Gestalten bzw. Formen, die nur ein Element, mehrere oder weniger beinhalten, in dem Umfang und Gedankengut der vorliegenden Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021108818 [0001]
JP 2022013266 [0001]
JP 2021023092 A [0005]

Claims

Kupplungsaktuator für eine Kupplungsvorrichtung (1), die eine Kupplung (70) beinhaltet, die zwischen einem ersten Getriebeelement (61) und einem zweiten Getriebeelement (62) installiert ist, welche dazu konfiguriert sind, eine relative Drehung zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement zu realisieren, wobei die Kupplung dazu konfiguriert ist, einen Zustand zwischen den Folgenden zu schalten: einem gekoppelten Zustand, in welchem eine Übertragung eines Drehmoments zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement möglich ist; und einem entkoppelten Zustand, in welchem die Übertragung des Drehmoments zwischen dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement blockiert ist, wobei der Kupplungsaktuator Folgendes aufweist: ein Gehäuse (12), das an einem Innenraum einer Einhausung (11) platziert ist, welche derart konfiguriert ist, dass diese an einem Fahrzeug installiert ist, wobei das Gehäuse Folgendes beinhaltet: einen Gehäuse-Plattenabschnitt (122), der dazu konfiguriert ist, einen Einhausungs-Plattenabschnitt (112) der Einhausung zu kontaktieren; und einen Aufnahmeraum (120), der sich auf einer Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts befindet, welche gegenüber dem Einhausungs-Plattenabschnitt angeordnet ist; einen Elektromotor (20), der an dem Aufnahmeraum platziert ist und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Zufuhr einer elektrischen Leistung zu dem Elektromotor ein Drehmoment einer Drehung auszugeben; und einen Drehung-zu-Translations-Wandler (2), der dazu konfiguriert ist, eine Drehbewegung, welche durch das Drehmoment erzeugt wird, das ausgehend von dem Elektromotor übertragen wird, in eine Translationsbewegung umzuwandeln, um den Zustand der Kupplung zu dem gekoppelten Zustand oder dem entkoppelten Zustand zu schalten, wobei: das Gehäuse Folgendes beinhaltet: einen Gehäusevorsprung (172), der ausgehend von einer Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts hervorragt, die sich auf einer anderen Seite des Gehäuse-Plattenabschnitts befindet, an welcher der Einhausungs-Plattenabschnitt platziert ist, wobei der Gehäusevorsprung dazu konfiguriert ist, in eine Einhausungs-Aussparung (183) der Einhausung zu passen; und eine Gehäuseaussparung (173), die ausgehend von einer anderen Oberfläche des Gehäuse-Plattenabschnitts ausgespart ist, welche gegenüber dem Gehäusevorsprung angeordnet ist.
Kupplungsaktuator nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse Folgendes beinhaltet: ein Gehäuse-Belüftungsloch (175), das eine Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung und eine Endoberfläche des Gehäusevorsprungs verbindet, und den Aufnahmeraum und einen Außenraum, der sich an einer Außenseite des Gehäuses befindet, in Verbindung setzt; und einen luftdurchlässigen Filter (6), der an der Gehäuseaussparung platziert ist, um das Gehäuse-Belüftungsloch abzudecken, wobei der luftdurchlässige Filter dazu konfiguriert ist, zuzulassen, dass ein Gas durch den luftdurchlässigen Filter durchtritt.
Kupplungsaktuator nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Abstand (T1) zwischen einer Bodenoberfläche der Gehäuseaussparung und einer Endoberfläche des Gehäusevorsprungs gleich einer Plattendicke (T2) eines Teils des Gehäuse-Plattenabschnitts ist, welcher sich auf einer radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs befindet.
Kupplungsaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Gehäuse-Plattenabschnitt in einer ringförmigen Form geformt ist; und die Einhausungs-Aussparung in einer Form eines Langlochs geformt ist, wobei ein Innendurchmesser (R1) der Einhausungs-Aussparung, welcher in einer radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts gemessen wird, größer ist als ein anderer Innendurchmesser (R2) der Einhausungs-Aussparung, welcher in einer Richtung gemessen wird, die senkrecht zu der radialen Richtung des Gehäuse-Plattenabschnitts verläuft.
Kupplungsaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der ein Dichtungsbauteil (7) aufweist, das in einer ringförmigen Form geformt ist und zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt und dem Einhausungs-Plattenabschnitt an einer Stelle platziert ist, welche aus einer Plattendickenrichtung des Gehäuse-Plattenabschnitts betrachtet auf einer radial äußeren Seite des Gehäusevorsprungs angeordnet ist, wobei das Dichtungsbauteil dazu konfiguriert ist, eine gasdichte oder flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gehäuse-Plattenabschnitt und dem Einhausungs-Plattenabschnitt aufrecht zu erhalten.
Verfahren zur Herstellung des Kupplungsaktuators eines der Ansprüche 1 bis 5, das einen Kunststoff-Bearbeitungsschritt aufweist, der durch Kunststoff-Bearbeitung gleichzeitig den Gehäusevorsprung und die Gehäuseaussparung ausbildet.