JP2016529458A

JP2016529458A - カップリング組立体と共に使用する電気機械装置およびかかる装置を含む制御可能なカップリング組立体

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Publication number: JP2016529458A
Application number: JP2016538928A
Authority: JP
Inventors: ダブリュー．キメス，ジョン; オー．ヘンドリック，テリー
Original assignee: ミーンズインダストリーズ，インク．
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-09-23
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: US20140284167A1; EP3039309A4; US9127724B2; WO2015030983A1; EP3039309A1; JP6514700B2

Abstract

カップリング組立体と共に使用する電気機械装置およびかかる装置を含む制御可能なカップリング組立体が提供される。装置は、端壁の内面と連通した状態にある、耐荷重肩部を画定する単一のポケットを備えた外側カップリング面を有する端壁を含むハウジング部を含む。電磁波源は、ハウジング部により少なくとも部分的に取り囲まれる少なくとも１つの励磁コイルを含む。要素は、非カップリング位置においてポケット内に受け入れられると共に、ポケットから外方に、耐荷重肩部と要素との当接係合により特徴付けられるカップリング位置へ移動可能である。往復運動するアーマチュアは、少なくとも１つの励磁コイルに対して同心状に配設されると共に、少なくとも１つの励磁コイルに電流が供給されるときに軸方向に移動可能である。アーマチュアは、要素をカップリング位置と非カップリング位置との間で移動させるために要素に接続される。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年８月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／８７０，４３４号明細書および２０１４年２月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／９４１，７４１号明細書の利益を主張する、２０１４年６月１０日に出願された米国特許出願第１４／３００，２７５号明細書の優先権を主張するものであり、それらの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、概して、電気機械装置を含む制御可能または選択可能な一方向クラッチ組立体を得るためにカップリング組立体と共に使用する電気機械装置に関する。

クラッチなどのカップリング組立体は、駆動ディスクまたは駆動プレートなどの、第１の回転可能な駆動部材からの動力を、被駆動ディスクまたは被駆動プレートなどの、第２の独立に回転可能な被駆動部材に選択的に連結するために、多種多様な用途に使用される。「一方向」クラッチまたは「オーバーランニング」クラッチと一般的に称される、１つの既知の種類のクラッチでは、クラッチは、駆動部材が被駆動部材に対して第１の方向に回転するときにのみ、駆動部材を被駆動部材に機械的に連結するように係合する。一旦そのように係合すると、クラッチは、駆動部材が被動部材に対して反対の第２の方向に回転するときにのみ、被駆動部材を駆動部材から解放する、すなわち切り離す。更に、クラッチは、係合していなければ、駆動部材を被駆動部材に対して第２の方向に自由に回転させる。このような被駆動部材に対する駆動部材の第２の方向への「フリーホイーリング」はまた、「オーバーランニング」状態として知られている。

１つのタイプの一方向クラッチは、同軸の駆動プレートおよび被駆動プレートを含み、これらプレートは、近接離間した並置関係をなすほぼ板状のクラッチ面を有する。複数の凹部またはポケットが、駆動プレートの面に、軸線を中心に角度をなして離間した位置に形成され、ポケットの各々には爪または支柱が配置される。複数の凹部またはノッチは、被駆動プレートの面に形成され、駆動プレートが第１の方向に回転しているときに支柱の１つまたは複数と係合可能である。駆動プレートが第１の方向と反対の第２の方向に回転するときに、支柱がノッチから外れ、それにより、被駆動プレートに対する駆動プレートのフリーホイーリング運動を可能にする。

駆動プレートが第２の方向から第１の方向に方向を反転すると、駆動プレートは通常、クラッチが係合するまで被駆動プレートに対して回転する。相対回転量が増加するにつれて、係合騒音の可能性も増加する。

制御可能または選択可能な一方向クラッチ（すなわち、ＯＷＣ）は、従来型の一方向クラッチの設計から逸脱している。選択可能なＯＷＣには、摺動プレートと併せて第２の組の係止部材が追加される。摺動プレートを加えた追加の組の係止部材はＯＷＣに複数の機能を加える。設計上の要求に応じて、制御可能なＯＷＣは、回転軸または固定軸間に機械的接続を一方向または両方向にもたらすことができる。また、設計に応じて、ＯＷＣは、一方向または両方向にオーバーランニングすることができる。制御可能なＯＷＣは、外部制御される選択機構または制御機構を収容する。この選択機構は、異なる動作モードに対応する２つ以上の位置間で移動することができる。

米国特許第５，９２７，４５５号明細書は、双方向オーバーランニング爪型クラッチを開示しており、米国特許第６，２４４，９６５号明細書は、板状のオーバーランニングカップリングを開示しており、かつ米国特許第６，２９０，０４４号明細書は、自動変速機に使用する選択可能な一方向クラッチ組立体を開示している。

米国特許第７，２５８，２１４号明細書および米国特許第７，３４４，０１０号明細書は、オーバーランニングカップリング組立体を開示しており、かつ米国特許第７，４８４，６０５号明細書は、オーバーランニングラジアルカップリング組立体またはクラッチを開示している。

適切に設計された制御可能なＯＷＣは、「オフ」状態における寄生損失をほぼゼロとすることができる。ＯＷＣはまた電気機構により作動させることができ、かつＯＷＣには、複雑さも油圧ポンプおよび弁の寄生損失もどちらもない。

パワーシフト変速機において、チップイン衝撃音は、トルクコンバータが存在しないために最も困難な課題の１つである。運転者がチップインした（すなわち、惰性走行状態の後にアクセルペダルを押し下げた）ときに、エンジンとパワーシフト変速機入力との間の流体カップリングなしの機械的リンク機構により、ギヤシフトの荒さおよび騒音（衝撃音と呼ばれる）が車室内で聞かれ感じられる。チップイン衝撃音は、低速で惰性走行する車両を駐車スペース内へと操縦するために加速させる、駐車場での操縦において特に深刻である。

良好な変速品質を達成しかつチップイン衝撃音を排除するために、パワーシフト変速機は、従来の自動変速機の制御方式と異なる制御方式を採用するべきである。制御システムは、パワーシフト変速機の特有の動作特性に対処するべきであり、かつ好ましくない荒さを回避するが、運転者の期待およびパワーシフト変速機の性能要件を妨げない改善ステップを含むべきである。パワーシフト変速機におけるシフトの荒さとチップイン衝撃音に伴う騒音とを排除する必要がある。

本開示の目的では、用語「カップリング」は、プレートの一方が変速機のトルク伝達要素に駆動可能に接続され、かつ他方プレートが、別のトルク伝達要素に駆動可能に接続されるか、または変速機ハウジングに対して固定され静止状態に保持されるクラッチまたはブレーキを含むものと解釈されるべきである。用語「カップリング」、「クラッチ」および「ブレーキ」は交換可能に使用される場合がある。

ポケットプレートには、一方向クラッチの軸線の周りに角度をなして配置される凹部またはポケットを設けてもよい。ポケットは、ポケットプレートの平面状表面に形成される。各ポケットはトルク伝達支柱を受け入れ、このトルク伝達支柱の一方の端部が、ポケットプレートのポケット内の固定点に係合する。以下、能動縁部と称される場合もある、支柱の対向する縁部は、ポケット内の位置から、能動縁部がポケットプレートの平面状表面から外方に延びる位置へ移動可能である。支柱を個々のばねによりポケットプレートから離れる方向に付勢してもよい。

ノッチプレートには、ポケットプレートのポケットのほぼ湾曲部に位置する複数の凹部またはノッチを形成してもよい。ノッチは、ノッチプレートの平面状表面に形成される。

オーバーランニング板状クラッチの別の例が米国特許第５，５９７，０５７号明細書に開示されている。

本発明に関係するいくつかの米国特許としては、米国特許第５，０５２，５３４号明細書、米国特許第５，０７０，９７８号明細書、米国特許第５，４４９，０５７号明細書、米国特許第５，６７８，６６８号明細書、米国特許第５，８０６，６４３号明細書、米国特許第５，８７１，０７１号明細書、米国特許第５，９１８，７１５号明細書、米国特許第５，９６４，３３１号明細書、米国特許第５，９７９，６２７号明細書、米国特許第６，０６５，５７６号明細書、米国特許第６，１１６，３９４号明細書、米国特許第６，１２５，９８０号明細書、米国特許第６，１２９，１９０号明細書、米国特許第６，１８６，２９９号明細書、米国特許第６，１９３，０３８号明細書、米国特許第６，３８６，３４９号明細書、米国特許第６，４８１，５５１号明細書、米国特許第６，５０５，７２１号明細書、米国特許第６，５７１，９２６号明細書、米国特許第６，８１４，２０１号明細書、米国特許第７，１５３，２２８号明細書、米国特許第７，２７５，６２８号明細書、米国特許第８，０５１，９５９号明細書、米国特許第８，１９６，７２４号明細書、および米国特許第８，２８６，７７２号明細書が挙げられる。

なお更に他の関連する米国特許としては、米国特許第４，２００，００２号明細書、米国特許第５，９５４，１７４号明細書、および米国特許第７，０２５，１８８号明細書が挙げられる。

米国特許第６，８５４，５７７号明細書は、係合の衝撃音を減衰するためにプラスチック／鋼製の支柱の対を含む騒音減衰型の一方向クラッチを開示している。プラスチック製支柱は、鋼製支柱よりも僅かに長い。このパターンを２重にして２重係合にすることができる。この手法はある程度成功している。しかしながら、プラスチック部品が一定期間にわたって熱油にさらされたときに減衰機能が停止した。

金属射出成形（ＭＩＭ）は、射出成形として知られるプロセスを通して塑性加工設備で取り扱うことが可能な「原料」を構成するように、微粉状金属が測定された量のバインダ材料と混合される金属加工プロセスである。成形プロセスは、複雑な部品が単一の作業でかつ大量に形状決めされることを可能にする。最終製品は、一般的に、種々の産業および用途で使用される構成部品である。ＭＩＭ原料の流れの性質は、レオロジーと呼ばれる物理学により定義される。現在の設備能力は、加工が「１ショット」毎に１００グラム以下の典型的な容量を使用して金型内に成形できる製品に限定されることを必要とする。レオロジーは、この「ショット」が複数の空洞内に分配されることを可能にし、これにより、さもなければ代替方法または古典的方法による製造が非常に高価である小さく複雑な大量の製品に対するコスト効率が高くなる。ＭＩＭ原料において具現化可能な各種金属は粉末冶金と称され、これら金属は、共通／特殊金属用途に関する工業規格に見られる同じ合金成分を含む。その後の調整作業が成形形状に対して実施され、この調整作業では、バインダ材料が除去されかつ金属粒子が金属合金の所望の状態に合一化される。

本発明の少なくとも１つの態様に関係する他の米国特許文献としては、米国特許第８，４９１，４４０号明細書、米国特許第８，４９１，４３９号明細書、米国特許第８，２７２，４８８号明細書、米国特許第８，１８７，１４１号明細書、米国特許第８，０７９，４５３号明細書、米国特許第８，００７，３９６号明細書、米国特許第７，９４２，７８１号明細書、米国特許第７，６９０，４９２号明細書、米国特許第７，６６１，５１８号明細書、米国特許第７，４５５，１５７号明細書、米国特許第７，４５５，１５６号明細書、米国特許第７，４５１，８６２号明細書、米国特許第７，４４８，４８１号明細書、米国特許第７，３８３，９３０号明細書、米国特許第７，２２３，１９８号明細書、米国特許第７，１００，７５６号明細書、および米国特許第６，２９０，０４４号明細書、ならびに米国特許出願公開第２０１３／００６２１５１号明細書、米国特許出願公開第２０１２／０１５２６８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／０１４９５１８号明細書、米国特許出願公開第２０１２／０１５２６８７号明細書、米国特許出願公開第２０１２／０１４５５０５号明細書、米国特許出願公開第２０１１／０２３３０２６号明細書、米国特許出願公開第２０１０／０１０５５１５号明細書、米国特許出願公開第２０１０／０２３０２２６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０２３３７５５号明細書、米国特許出願公開第２００９／００６２０５８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１１０７１５号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１８８３３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１８５２５３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０１８５９５７号明細書、および米国特許出願公開第２００６／００２１８３８号明細書が挙げられる。

本発明の少なくとも１つの実施形態の目的は、制御可能なカップリング組立体を得るためにカップリング組立体と共に使用する電気機械装置を提供することであり、更に言えば、得られる組立体は、ポケットプレートまたは摺動プレートを必要としない。

本発明の少なくとも１つの実施形態の上記の目的および他の目的を達成するために、制御可能なカップリング組立体に使用する電気機械装置が提供される。装置は、閉鎖された軸方向端部を有し、かつ、端壁の内面と連通した状態にある、耐荷重肩部を画定する単一のポケットを備えた外側カップリング面を有する端壁を含むハウジング部を含む。電磁波源は、ハウジング部により少なくとも部分的に取り囲まれる少なくとも１つの励磁コイルを含む。要素は、非カップリング位置においてポケット内に受け入れられると共に、ポケットから外方に、耐荷重肩部と要素との当接係合により特徴付けられるカップリング位置へ移動可能である。往復運動するアーマチュアは、少なくとも１つの励磁コイルに対して同心状に配設されると共に、少なくとも１つの励磁コイルに電流が供給されるときに軸方向に移動可能である。アーマチュアは、要素をカップリング位置と非カップリング位置との間で移動させるために要素に接続される。

要素は、カップリング組立体の動作モードを制御する係止要素であってもよい。

要素は、カップリング組立体の動作モード間の移行により生じる望ましくない騒音および接触応力を低減するために衝撃エネルギーを吸収および蓄積するための衝撃エネルギー蓄積要素であってもよい。

要素は、アーマチュアの先端部に枢動可能に接続されてもよく、アーマチュアはアーマチュアの往復運動に応じてポケット内において要素を枢動させてもよい。

少なくとも１つのコイル、ハウジング部およびアーマチュアは、薄型のソレノイドを備えてもよい。

係止要素は射出成形された支柱であってもよい。

蓄積要素は、剛性インサートと、インサートを取り囲みかつインサートに結合されたエラストマー外側被覆層とを含んでもよい。

外側被覆層は、インサートを覆うように成形された耐高温層であってもよい。

蓄積要素は、蓄積要素の互いに対向する端部部分を画定するエラストマー材料を有してもよい。端部部分の一方は肩部との当接係合時に撓むように構成されてもよい。

装置は、要素の非カップリング位置に対応する復帰位置にアーマチュアを付勢する少なくとも１つの復帰付勢部材を含んでもよい。

ハウジング部は、装置をカップリング組立体のカップリング部材に取り付けるための少なくとも１つの取付フランジを有してもよい。

端壁の外側カップリング面は、軸方向に面する向きに配置されてもよい。

ポケットはＴ字形状を有してもよい。

要素は、アーマチュアの先端部のための取付位置を提供する少なくとも１つの突出する脚部分を含んでもよい。各脚部分は開口を有してもよく、装置は、アーマチュアの往復運動に応じて要素の回転運動を可能にするために各開口内に受け入れられる枢支ピンを更に含んでもよい。アーマチュアの先端部は、枢支ピンを介して要素に接続されてもよい。

各開口は、アーマチュアの往復運動に応じて要素の回転運動と並進運動との両方を可能にするために枢支ピンを受け入れる長円形開口であってもよい。

更に、本発明の少なくとも１つの実施形態の上記の目的および他の目的を達成するために、複数の動作モードを有する制御可能なカップリング組立体が提供される。組立体は、共通回転軸線の周りを互いに対して回転するように支持された第１のカップリング部材および第２のカップリング部材を含む。第１のカップリング部材は、複数の凹部を備えた第１のカップリング面を有する。凹部の各々は、第１の耐荷重肩部を画定する。電気機械装置は、第２のカップリング部材に取り付けられ、かつ、第１のカップリング面に近接離間して対向した状態にある外側カップリング面を有する端壁であって、端壁の内面と連通した状態にある、第２の耐荷重肩部を画定する単一のポケットを有する端壁を含む閉鎖された軸方向端部を有するハウジング部を含む。少なくとも１つの励磁コイルを含む電磁波源は、ハウジング部により少なくとも部分的に取り囲まれる。要素は、非カップリング位置においてポケット内に受け入れられると共に、カップリング部材を互いに連結するためにポケットから外方にカップリング位置へ移動可能である。カップリング位置は、第１の部材および端壁のそれぞれの肩部と要素との当接係合により特徴付けられる。往復運動するアーマチュアは、少なくとも１つの励磁コイルに対して同心状に配設されると共に、少なくとも１つの励磁コイルに電流が供給されるときに軸方向に移動可能である。アーマチュアは、要素をカップリング位置と非カップリング位置との間で移動させるために要素に接続される。

要素は係止要素であってもよく、または要素は、衝突エネルギーを吸収および蓄積するための衝撃エネルギー蓄積要素であってもよい。

要素は、アーマチュアの先端部に枢動可能に接続されてもよく、アーマチュアはアーマチュアの往復運動に応じてポケット内において要素を枢動させる。

係止要素は射出成形された支柱であってもよい。

蓄積要素は、蓄積要素の互いに対向する端部部分を画定するエラストマー材料を有してもよい。各端部部分は、第１のカップリング部材および端壁のそれぞれの肩部との当接係合時に撓むように構成される。

組立体は、要素の非カップリング位置に対応する復帰位置にアーマチュアを付勢する少なくとも１つの復帰付勢部材を更に含んでもよい。

ハウジング部は、装置を第２のカップリング部材に取り付けるための少なくとも１つの取付フランジを有してもよい。

ポケットはＴ字形状を有してもよい。

要素は、アーマチュアの先端部のための取付位置を提供する少なくとも１つの突出する脚部分を含んでもよい。

各脚部分は開口を有してもよく、装置は、アーマチュアの往復運動に応じてポケット内における要素の回転運動を可能にするために各開口内に受け入れられる枢支ピンを更に含み、アーマチュアの先端部を、枢支ピンを介して要素に接続してもよい。

例示的な実施形態について上で説明してきたが、これらの実施形態で本発明の全ての可能な形態を説明することは意図していない。むしろ、本明細書で使用する語句は限定的なものではなく説明的な語句であり、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく種々の変更形態をなすことができることを理解されたい。加えて、種々の実行する実施形態の特徴を組み合せて本発明の更なる実施形態を形成してもよい。

図１は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従って作られた例示的な板状の制御可能または選択可能な一方向クラッチまたはカップリング組立体の正面斜視図である。図２は、装置を支持するカップリング部材に対する電気機械装置の位置を示すためにノッチプレートおよび係止リングもしくはスナップリングが除去された図１の組立体の正面斜視図である。図３は、カップリング部材および支持された装置の、一部を切り欠いた拡大背面斜視図である。図４は、カップリング部材および装置の係止支柱がカップリング位置にある支持された装置の、一部を切り欠いた拡大正面斜視図である。図５は、係止支柱が非カップリング位置にある図１の組立体の、一部を切り欠いた拡大側断面図である。図６は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従って作られた装置の上面斜視図である。図７は、図６の装置の底面斜視図である。図８は、係止支柱が格納された非カップリング位置にある図６および図７の装置の側面斜視断面図である。図９は、係止支柱が展開されたカップリング位置にある、図８の図と同様の図である。図１０は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従って作られた衝撃エネルギー蓄積要素または支柱の底面斜視断面図である。図１１は、突出する脚部分が示されていないエネルギー蓄積要素または支柱の上面斜視図である。図１２は、電気機械装置の係止要素が展開されたカップリング位置にある、本発明の第２の実施形態に従って作られた電気機械装置の側断面図である。図１３は、図１２の図と同様であるが、係止要素が格納された非カップリング位置にある図である。図１４は、図１２および図１３の装置の分解上面斜視図である。図１５は、図１２〜図１４の装置の分解側面図である。

必要に応じて、本発明の詳細な実施形態が本明細書に開示される。しかしながら、開示される実施形態は、種々の代替形態で具体化され得る本発明の単なる代表例であることが理解されるべきである。図面は必ずしも原寸に比例したものではなく、いくつかの特徴は、特定の構成部品の詳細を示すために誇張または最小化されている場合がある。それゆえ、本明細書に開示される特定の構造的および機能的な詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に本発明を様々に用いるために当業者に教示するための代表的な根拠として解釈されるべきである。

図１〜図５を参照すると、全体として１１で表される、板状の制御可能なカップリング組立体が図示されている。組立体１１は、全体として１０で表される第１のカップリング部材と、全体として１２で表されるノッチプレートまたはノッチ部材と、全体として１５で表される電気機械装置とを含む。カップリング組立体１１は、ラチェット式の一方向クラッチ組立体であってもよい。第２の部材１２は、部材１０および１２が、図１および図５に示すように、係止リングまたはスナップリング１８により互いに組み立てられ保持されたときに装置１５のハウジング部１３の外側カップリング面１４に対して近接離間して対向した状態にある第２のカップリング面１６を含む。部材１０および１２の少なくとも一方は、共通回転軸線２０の周りを回転するように装着される。

ハウジング部１３の外側カップリング面１４は、図５および図６に最も良く示すように、単一のＴ字状の凹部またはポケット２２を有する。凹部２２は、第１の耐荷重肩部２４を画定する。ノッチプレート１２の第２のカップリング面１６は、複数の凹部またはノッチ（図示しないが、当技術分野で周知である）を有する。ノッチの各ノッチは、第２の耐荷重肩部を画定する。

図２、図４、図５、図６、図８および図９を参照すると、電気機械装置１５は、部材１０と１２が互いに組み立てられ保持されたときに、ハウジング部１３のカップリング面１４と部材１２のカップリング面１６との間に配置される、全体として２６に含まれる係止支柱または係止要素を含んでもよい。

要素２６は、第１の位置と第２の位置との間で移動可能な金属製の係止要素または係止支柱を備えてもよい。第１の位置（図４および図９）は、部材１２の耐荷重肩部（図示せず）およびハウジング部１３の端壁２８に形成されたポケット２２の肩部２４と係止要素２６との当接係合により特徴付けられる。第２の位置（図２、図５、図６および図８）は、部材１２および端壁２８の少なくとも一方の耐荷重肩部と係止要素２６とが当接係合しないことにより特徴付けられる。

代替的に、装置１５は、部材１０と１２との間の回転を抑制するための、図１０および図１１に全体として３０で表される、衝撃エネルギー蓄積要素または合成ゴム製支柱を含んでもよい。

前述のように、かつ図５〜図９を参照すると、電気機械装置１５は、端壁２８を含む閉鎖された軸方向端部を有するハウジング部１３を含む。端壁２８は、端壁２８の内面２９と連通した状態にある、耐荷重肩部２８を画定する単一のポケット２２を備えた外側カップリング面１４を有する。ハウジング部１３は、粉末状金属またはアルミニウムの（ＭＩＭ）部品であってもよい。

図５、図８および図９を参照すると、装置１５はまた、ハウジング部１５により少なくとも部分的に取り囲まれる少なくとも１つの励磁コイル３３を含む、全体として３１で表される電磁波源を含む。

要素または支柱２６は、格納された非カップリング位置においてポケット２２内に受け入れられるものとして図２、図５、図６および図８に示されている。支柱２６は、ポケット２２から外方に、ノッチプレート１２の耐荷重肩部と支柱２６との当接係合により特徴付けられる展開されたカップリング位置（図４および図９）へ移動可能である。

装置１５はまた、少なくとも１つの励磁コイル３３に対して同心状に配設されると共に、少なくとも１つの励磁コイル３３に電流が供給されるときに軸方向に移動可能である、全体として３５で表される往復運動するアーマチュアを含む。アーマチュア３５は、要素２６をそのカップリング位置と非カップリング位置との間で移動させるために、アーマチュア３５の先端部３７において要素２６に接続される。

装置１５の要素が剛性の係止要素２６である場合に、要素２６は、カップリング組立体１１の動作モードを制御する。装置１５の要素が図１０および図１１の衝撃エネルギー蓄積要素３０である場合に、要素３０は、カップリング組立体１１の動作モード間の移行により生じる望ましくない騒音および接触応力を低減するために、衝撃エネルギーを吸収および蓄積する。

要素または支柱が係止要素であれエネルギー蓄積要素であれ、要素２６または３０は、アーマチュア３５の先端部３７に枢動可能に接続され、アーマチュア３５はアーマチュア３５の往復運動に応じてポケット２２内における要素２６または３０を枢動させる。

装置１５はまた、好ましくは、復帰ばね４１と、反応プレート４３と、コイル３３が巻き付けられかつアーマチュアが通過する中空管４５とを含む。ばね４１および（アーマチュア３５の対向する端部に固定される）プレート４３は、コイル３３への通電が停止されたときにアーマチュア３５を定位置に戻し、それにより、要素２６または３０を非カップリング位置に戻す。換言すれば、復帰ばね４１の形態の少なくとも１つの復帰付勢部材は、要素３０または２６の非カップリング位置に対応する復帰位置にプレート４３を通してアーマチュア３５を付勢する。

ハウジングはまた、好ましくは油がハウジング内を循環することを可能にする孔を有するプレス加工された金属カップ３９を含んでもよい。好ましくは、少なくとも１つのコイル３３、ハウジング部１３、カップ３９およびアーマチュア３５は、薄型のソレノイドを備える。係止要素２６は、金属射出成形（すなわち、ＭＩＭ）された支柱であってもよい。

図１０および図１１を参照すると、蓄積要素３０は、剛性インサート４０と、インサート４０に結合された、全体として４７に含まれる、エラストマー外側被覆層とを含んでもよい。熱硬化性射出成形法でインサート４０を覆うように外側被覆層４７を成形してもよい。

蓄積要素３０は、蓄積要素３０の互いに対向する端部部分３４および３６を画定する耐高熱エラストマー材料を有する。端部部分の一方３４は、肩部２４との当接係合時に撓むように構成され、かつ、他方の端部部分３６は、ノッチプレート１２の肩部との係合時に撓む。

ハウジング部１５は、装置１５をカップリング組立体１１のカップリング部材１０に取り付けるための少なくとも１つの開口付き取付フランジ４９、好ましくは、２つの開口付き取付フランジ４９を有する。

各要素、３０または２６のいずれかは、アーマチュア３５の先端部３７のための取付位置を提供する少なくとも１つの、好ましくは、２つの突出する脚部分５１を含む。各脚部分５１は開口５３を有する。装置１５は、アーマチュア３５の往復運動に応じて要素３０または２６の回転運動を可能にするために各開口５３内に受け入れられる枢支ピン５５を更に備え、アーマチュア３５の先端部３７は、枢支ピン５５を介して要素３０または２６に接続される。

好ましくは、各開口５３は、アーマチュア３５の往復運動に応じて要素３０または２６の回転運動と並進運動との両方を可能にするために枢支ピン５５を受け入れる長円形開口である。

各係止支柱２６は、金属（すなわち、鋼）などの任意の適切な剛性材料を含んでもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態によれば、各蓄積支柱３０（すなわち、図１０および図１１）は、限定されるものではないが、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）などのニトリルゴムを含む不飽和または飽和ゴム材料などの、ゴム状弾性を呈する任意の適切なベースポリマーを含んでもよい。蓄積支柱３０は、クラッチ組立体１１の回転ひいては係合騒音を抑制するように構成される。例えば、各蓄積支柱３０の端部分３４、３６および／または中央部分３８などの各蓄積支柱３０の一部分または複数の部分は、１つまたは複数のエラストマー材料を含んでもよく、かつ、各蓄積支柱３０の残り部分は、金属鋼インサート４０などの金属を含んでもよい。

一般に、蓄積要素３０の各々は、蓄積要素３０の互いに対向する端部部分３４および３６を画定する弾性材料を有する。各蓄積要素３０は、部材１２とハウジング部１３の端壁２８との間のカップリング位置と非カップリング位置との間で移動可能である。カップリング位置は、部材１２および端壁２８のそれぞれの肩部と互いに対向する端部部分３４および３６との当接係合により特徴付けられる。非カップリング位置は、部材１２および端壁２８の少なくとも一方と端部部分３４および３６の１つとが当接係合しないことにより特徴付けられる。各端部部分３４または３６は、部材１２および端壁２８のそれぞれの肩部との当接係合時に撓むかまたは圧縮するように構成される。

換言すれば、蓄積要素３０の各々は、剛性インサート４０と、インサート４０を取り囲みかつインサート４０に結合されたエラストマー外側被覆層４７とを含んでもよい。インサート４０は、金属射出成形（ＭＩＭ）法で形成されたダイカストであってもよい。そして、外側被覆層４７は、インサート４０を覆うように成形される。成形品は、熱硬化性エラストマーのゴム状特性と熱可塑性材料の加工特性とを組み合わせた熱硬化性エラストマーまたは熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であってもよい。

上記の概念では、金属インサート４０と共に単一の金属支柱もしくは剛性支柱２６または合成ゴム製支柱３０のいずれかを使用する。ゴムの材料特性は、高温の変速機流体中または高温の変速機油中において不変である。流体または油の典型的な作動温度範囲は、−３０℃〜１５５℃である。

電気機械装置の第２の実施形態は、図１２〜図１５に全体として１５’で表されている。装置１５の対応する部品に形状または機能が類似している装置１５’の各部品は、同じ参照番号を有するが、シングルダッシュの記号表示を有する。

本発明の例示的な実施形態を例示し説明してきたが、これらの実施形態で本発明の全ての可能な形態を例示し説明することは意図していない。むしろ、本明細書で使用する語句は限定的なものではなく説明的な語句であり、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく種々の変更形態をなすことができることを理解されたい。例えば、クラッチ組立体の駆動部材またはその組立体の被駆動部材により、例示的なクラッチ組立体の電気機械装置１５または１５’を支えてもよい。その上、例示的なクラッチ組立体の支柱は、組立体が本明細書に示すような板状のカップリング組立体であるかロッカカップリング組立体（図示せず）であるかに応じて任意の適切な構成を有してもよい。また、（ラジアルカップリング組立体における）各支柱またはロッカは、支柱またはロッカの各端部分よりも肉厚である中央部分を有してもよい。

上述の設計では、より低い応力（より高い耐久性）につながる低バックラッシュを維持する必要性を排除することができ、このことが、アルミニウムまたはＦＣ２０８ＰＭなどのより低コストのレース材料につながる。

また、好適なベースポリマーはＨＮＢＲと上記で見なされているが、他の許容可能な材料としては、限定されるものではないが、フルオロエラストマー、カルボキシル化ニトリルブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンアクリルゴムが挙げられる。

Claims

制御可能なカップリング組立体に使用する電気機械装置において、
端壁の内面と連通した状態にある、耐荷重肩部を画定する単一のポケットを備えた外側カップリング面を有する前記端壁を含む閉鎖された軸方向端部を有するハウジング部と、
前記ハウジング部により少なくとも部分的に取り囲まれる少なくとも１つの励磁コイルを含む電磁波源と、
非カップリング位置において前記ポケット内に受け入れられる要素であって、前記ポケットから外方に、前記耐荷重肩部と前記要素との当接係合により特徴付けられるカップリング位置へ移動可能である要素と、
前記少なくとも１つの励磁コイルに対して同心状に配設されると共に、前記少なくとも１つの励磁コイルに電流が供給されるときに軸方向に移動可能である往復運動するアーマチュアであって、前記要素を前記カップリング位置と前記非カップリング位置との間で移動させるために前記要素に接続されるアーマチュアと
を備えることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記要素が、前記カップリング組立体の動作モードを制御する係止要素であることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記要素が、前記カップリング組立体の動作モード間の移行により生じる望ましくない騒音および接触応力を低減するために衝撃エネルギーを吸収および蓄積するための衝撃エネルギー蓄積要素であることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記要素が前記アーマチュアの先端部に枢動可能に接続され、前記アーマチュアが前記アーマチュアの往復運動に応じて前記ポケット内において前記要素を枢動させることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記少なくとも１つのコイル、前記ハウジング部および前記アーマチュアが、薄型のソレノイドを備えることを特徴とする、装置。
請求項２に記載の装置において、前記係止要素が射出成形された支柱であることを特徴とする、装置。
請求項３に記載の装置において、前記蓄積要素が、剛性インサートと、前記インサートを取り囲みかつ前記インサートに結合されたエラストマー外側被覆層とを含むことを特徴とする、装置。
請求項７に記載の装置において、前記外側被覆層が、前記インサートを覆うように成形された耐高温層であることを特徴とする、装置。
請求項３に記載の装置において、前記蓄積要素が、前記蓄積要素の互いに対向する端部部分を画定するエラストマー材料を有し、前記端部部分の一方が前記肩部との当接係合時に撓むように構成されることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記要素の前記非カップリング位置に対応する復帰位置に前記アーマチュアを付勢する少なくとも１つの復帰付勢部材を更に備えることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記ハウジング部が、前記装置を前記カップリング組立体のカップリング部材に取り付けるための少なくとも１つの取付フランジを有することを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記端壁の前記外側カップリング面が、軸方向に面する向きに配置されることを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記ポケットがＴ字形状を有することを特徴とする、装置。
請求項１に記載の装置において、前記要素が、前記アーマチュアの先端部のための取付位置を提供する少なくとも１つの突出する脚部分を含むことを特徴とする、装置。
請求項１４に記載の装置において、各脚部分が開口を有し、前記装置が、前記アーマチュアの往復運動に応じて前記要素の回転運動を可能にするために各開口内に受け入れられる枢支ピンを更に備え、前記アーマチュアの前記先端部が、前記枢支ピンを介して前記要素に接続されることを特徴とする、装置。
請求項１５に記載の装置において、各開口が、前記アーマチュアの往復運動に応じて前記要素の回転運動と並進運動との両方を可能にするために前記枢支ピンを受け入れる長円形開口であることを特徴とする、装置。
複数の動作モードを有する制御可能なカップリング組立体において、
共通回転軸線の周りを互いに対して回転するように支持された第１のカップリング部材および第２のカップリング部材であって、前記第１のカップリング部材が複数の凹部を備えた第１のカップリング面を有し、前記凹部の各々が第１の耐荷重肩部を画定する、第１のカップリング部材および第２のカップリング部材と、
前記第２のカップリング部材に取り付けられる電気機械装置であって、
前記第１のカップリング面に近接離間して対向した状態にある外側カップリング面を有する端壁であって、前記端壁の内面と連通した状態にある、第２の耐荷重肩部を画定する単一のポケットを有する端壁を含む閉鎖された軸方向端部を有するハウジング部と、
前記ハウジング部により少なくとも部分的に取り囲まれる少なくとも１つの励磁コイルを含む電磁波源と、
非カップリング位置において前記ポケット内に受け入れられると共に、前記カップリング部材を互いに連結するために前記ポケットから外方にカップリング位置へ移動可能である要素であって、前記カップリング位置が、前記第１の部材および前記端壁のそれぞれの肩部と前記要素との当接係合により特徴付けられる、要素と、
前記少なくとも１つの励磁コイルに対して同心状に配設されると共に、前記少なくとも１つの励磁コイルに電流が供給されるときに軸方向に移動可能である往復運動するアーマチュアであって、前記要素を前記カップリング位置と前記非カップリング位置との間で移動させるために前記要素に接続されるアーマチュアと
を含む電気機械装置と
を備えることを特徴とする、制御可能なカップリング組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記要素が係止要素であることを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記要素が、衝突エネルギーを吸収および蓄積するための衝撃エネルギー蓄積要素であることを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記要素が前記アーマチュアの先端部に枢動可能に接続され、前記アーマチュアが前記アーマチュアの往復運動に応じて前記ポケット内において前記要素を枢動させることを特徴とする、組立体。
請求項１８に記載の組立体において、前記係止要素が射出成形された支柱であることを特徴とする、組立体。
請求項１９に記載の組立体において、前記蓄積要素が、剛性インサートと、前記インサートを取り囲みかつ前記インサートに結合されたエラストマー外側被覆層とを含むことを特徴とする、組立体。
請求項２２に記載の組立体において、前記外側被覆層が、前記インサートを覆うように成形された耐高温層であることを特徴とする、組立体。
請求項１９に記載の組立体において、前記蓄積要素が、前記蓄積要素の互いに対向する端部部分を画定するエラストマー材料を有し、各端部部分が、前記第１のカップリング部材および前記端壁のそれぞれの肩部との当接係合時に撓むように構成されることを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記少なくとも１つのコイル、前記ハウジング部および前記アーマチュアが、薄型のソレノイドを備えることを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記要素の前記非カップリング位置に対応する復帰位置に前記アーマチュアを付勢する少なくとも１つの復帰付勢部材を更に備えることを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記ハウジング部が、前記装置を前記第２のカップリング部材に取り付けるための少なくとも１つの取付フランジを有することを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記端壁の前記外側カップリング面が、軸方向に面する向きに配置されることを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記ポケットがＴ字形状を有することを特徴とする、組立体。
請求項１７に記載の組立体において、前記要素が、前記アーマチュアの先端部のための取付位置を提供する少なくとも１つの突出する脚部分を含むことを特徴とする、組立体。
請求項３０に記載の組立体において、各脚部分が開口を有し、前記装置が、前記アーマチュアの往復運動に応じて前記ポケット内における前記要素の回転運動を可能にするために各開口内に受け入れられる枢支ピンを更に含み、前記アーマチュアの前記先端部が、前記枢支ピンを介して前記要素に接続されることを特徴とする、組立体。
請求項３１に記載の組立体において、各開口が、前記アーマチュアの往復運動に応じて前記要素の回転運動と並進運動との両方を可能にするために前記枢支ピンを受け入れる長円形開口であることを特徴とする、組立体。