JP2024039639A - クラッチを伴う回転動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転動力伝達装置のクラッチ用アクチュエータを提供すること。【解決手段】動力伝達装置用のアクチュエータおよびクラッチ組立体は、第１のクラッチ部材および第２のクラッチ部材であって、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材と駆動可能に係合したときにクラッチの接続状態と、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材と駆動可能に係合していないときにクラッチの接続解除状態を選択的に画定する第１のクラッチ部材および第２のクラッチ部材を含む。電気モータは、軸を中心に回転させるために駆動される入力部材を駆動し、出力部材は、入力部材が回転するときに入力部材に対して軸方向に駆動され、第２のクラッチ部材は、出力部材と共に軸方向に動く。ばねは、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材に向けて動く方向に出力部材を偏向させる力を出力部材に提供する。ばねは、入力部材および出力部材と半径方向および軸方向に重なる。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、内容全体が参照により本明細書に事実上組み込まれる、２０２２年９月９日に提出された米国仮特許出願第６３／４０５，３１４号明細書の利益を主張する。

本開示は、一般に回転動力伝達装置のクラッチ用アクチュエータに関する。

一般に、車両動力伝達経路は、車両のエンジンから車両の車輪にトルクを伝達する。自動車の動力伝達経路は、場合によってはトルクを車輪に選択的に分配するための駆動ユニットを含む。駆動ユニットは、典型的にはギア、シャフト、および軸受を取り囲み支持する筐体から構成される。駆動用ニット内で分配されるトルクを選択的に修正するためにさまざまな構成要素（たとえば、ギア、シャフトなど）の係合の間で移動が行われてよい。差動装置を組み入れる、または差動装置に接続された駆動ユニットは、差動装置内でギアを選択的にロックおよびロック解除できてよい。

米国仮特許出願第６３／４０５，３１４号明細書

少なくともいくつかの実装形態では、動力伝達装置用のアクチュエータおよびクラッチ組立体は、第１のクラッチ部材と、第２のクラッチ部材であって、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材と駆動可能に係合したときにクラッチの接続状態を、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材と駆動可能に係合していないときにクラッチの接続解除状態を確定する、第１のクラッチ部材に対して移動可能であり第１のクラッチ部材と選択的に駆動可能に係合可能な第２のクラッチ部材とを含む。電気モータは、軸を中心に回転させるために駆動される入力部材を駆動し、出力部材は、入力部材が回転するときに入力部材に対して軸方向に駆動され、第２のクラッチ部材は、出力部材と共に軸方向に動く。ばねは、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材に向けて動く方向に出力部材を偏向させる力を出力部材に提供する。ばねは、入力部材および出力部材と半径方向および軸方向に重なる。

少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータスリーブは、ばねにより係合し偏向して出力部材と係合し、アクチュエータスリーブおよび第２のクラッチ部材が互いに対し動くのではなく一緒に動くように第２のクラッチ部材に連結する。少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータスリーブは、ばねの少なくとも一部と半径方向および軸方向に重なり、入力部材および出力部材は、スリーブの少なくとも一部と半径方向および軸方向に重なる。少なくともいくつかの実装形態では、入力部材は、半径方向外側表面、半径方向外側表面の半径方向内側にある中間表面、および中間表面の半径方向内側にある半径方向内側表面を含み、アクチュエータスリーブの少なくとも一部は、半径方向内側表面の半径方向内側に収容される。

少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータスリーブは、第２のクラッチ部材の中に形成されたスロットの中に収容された１つまたは複数の指状突起により第２のクラッチ部材に連結し、１つまたは複数の指状突起およびスロットは半径方向に配向される。少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータスリーブは、第２のクラッチ部材から間隔を置いて配置された場所に半径方向に伸展するリムを含み、出力部材は、入力部材とリムの間に位置する。少なくともいくつかの実装形態では、ばねはアクチュエータスリーブに力を提供し、出力部材が一方の軸方向に動くことにより、ばねの力に抗してスリーブを動かす。少なくともいくつかの実装形態では、入力部材は環状であり、出力部材は環状であり、アクチュエータスリーブは入力部材および出力部材を通って伸展する。

少なくともいくつかの実装形態では、出力部材は、入力部材の回転中に出力部材が軸方向に駆動されるように入力部材により係合した、軸に対して傾いたカム表面を含む。少なくともいくつかの実装形態では、出力部材は、カム表面の円周端部に非駆動表面を含み、非駆動表面は戻り止め、または出力部材の軸位置を保持するように配列された、軸に垂直で平坦な表面のうち、一方または両方により画定される。

少なくともいくつかの実装形態では、出力部材は、円周方向に間隔を置いて離して配置された、軸に対して傾いた多数のカム表面を含み、カム表面は、入力部材の回転中に出力部材が軸方向位に駆動されるように入力部材により係合し、出力部材は、カム表面のうち隣接するカム表面の間に多数の非駆動表面を含み、非駆動表面は、出力部材の軸位置を保持するように配列される。

少なくともいくつかの実装形態では、入力部材は、入力部材の半径方向外側表面上に提供されたギアの歯部を含み、モータは、ギアの歯部とかみ合ったギアを回転させ、ばねは、入力部材の半径方向内側に位置する。少なくともいくつかの実装形態では、出力部材は、入力部材の回転中に出力部材が軸方向に駆動されるように入力部材により係合した、軸に対して傾いたカム表面を含み、カム表面は、ギアの歯部の半径方向内側に位置する。

少なくともいくつかの実装形態では、回転動力伝達装置は、中心軸を有する管状部分を有する筐体と、筐体により支持され、第１のクラッチ部材、および第１のクラッチ部材に対して移動可能であり第１のクラッチ部材と選択的に係合可能な第２のクラッチ部材を有するクラッチと、電気モータと、モータにより中心軸を中心に回転させるために駆動される、管状部分の半径方向外側に位置する入力部材と、入力部材が回転するときに入力部材に対して軸方向に駆動される出力部材と、アクチュエータスリーブと、ばねとを含む。アクチュエータスリーブは、第２のクラッチ部材に連結し、管状部分と入力部材の間で半径方向に収容される中間部分を有し、出力部材と半径方向に重なる、半径方向に伸展するリムを有する。ばねは、アクチュエータスリーブと管状部分の間で少なくとも部分的に収容され、スリーブと出力部材の両方を第１の軸方向に偏向させる力をアクチュエータスリーブに提供する。

少なくともいくつかの実装形態では、第１の軸方向は、第２のクラッチ部材が第１のクラッチ部材と係合する方向であり、電気モータは、入力部材を第１の方向に回転させて出力部材およびスリーブを第１の軸方向と反対の第２の軸方向に軸方向に駆動する。

少なくともいくつかの実装形態では、出力部材は、円周方向に間隔を置いて離して配置された、軸に対して傾いた多数のカム表面を含み、カム表面は、入力部材の回転中に出力部材が軸方向位に駆動されるように入力部材により係合し、出力部材は、カム表面のうち隣接するカム表面の間に多数の非駆動表面を含み、非駆動表面は、出力部材の軸位置を保持するように配列される。

少なくともいくつかの実装形態では、出力部材は、リムと入力部材の間で軸方向に位置する。

少なくともいくつかの実装形態では、軸受は管状部分により支持され、ばねの第１の端部は軸受と係合し、ばねの第２の端部はアクチュエータスリーブと係合する。

添付図面を参照して、好ましい実装形態および最良の様態について以下の詳細な記述を示す。

アクチュエータ組立体を介して選択的に係合するクラッチを有する差動装置を含む回転動力伝達装置の透視図である。 図１に示す装置の横断面図である。 図１に示す装置のある種の構成要素の分解図である。 クラッチを接続解除状態で示す、アクチュエータ組立体およびクラッチの一部を例示する部分的断面図である。 クラッチを接続状態で示す、アクチュエータ組立体およびクラッチの一部を例示する部分的断面図である。 クラッチを接続状態で示す、図１の装置の一部の横断面図である。 図５に類似する図である。 アクチュエータ入力部材および後に続く配列を含むアクチュエータ組立体の一部の分解図である。 図３に類似する分解図である。

図面をより詳細に参照すると、図１および図２は、電動アクスル（ｅ－ａｘｌｅ）（たとえば、電動モータ駆動最終駆動ユニット）または任意の動力伝達システムで使用されてよい差動装置１０として示されている回転動力伝達装置の一部分を例示する。図２に示すように、差動装置１０は外部筐体１２と、１対のピニオンギア１４、１６と、たとえば車両の車輪を駆動してよい回転シャフト２２、２４に連結されるように配列された１対のサイドギア１８、２０とを含む。その結果、サイドギア１８、２０は、シャフト軸２６を中心にシャフト２２、２４と共に回転し、図６に最もよく示されているように、ピニオンギア１４、１６は、ピニオンギア内の開口部３２を通って伸展するピニオン・ギア・シャフト３０により画定される軸２８を中心に回転可能である。図１および図２に示す実装形態では、環状ギア３１は、外部筐体１２と共に回転させるために外部筐体１２に固定される。ギア３１は、別の構成要素にトルクを伝達する半径方向外側に伸展する歯部３３を有する。

差動装置１０はまた、アクチュエータ組立体３６により駆動されるクラッチ３４を含む。少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータ組立体３６は電気モータ３８、アクチュエータ入力部材４０、およびアクチュエータ出力部材４２を有する。モータ３８は、後でより詳細に論じるように、アクチュエータ入力部材４０を回転させ、アクチュエータ入力部材４０は、アクチュエータ出力部材４２を駆動してクラッチ３４の状態を接続解除状態と接続状態の間で変更する。

少なくともいくつかの実装形態では、クラッチ３４は、かみ合いクラッチなどの係合するクラッチであり、（シャフト２２、２４の軸２６により画定される）軸方向に移動不可能な第１のクラッチ部材４４、および第１のクラッチ部材４４に対して軸方向に移動可能な第２のクラッチ部材４６を含む。

少なくともいくつかの実装形態では、クラッチ３４は、たとえばそこを通るトルク伝達を選択的に遮断および許可するいわゆるフリー・ランニング・デファレンシャル（ｆｒｅｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）１０の形で使用されてよい。この装置では、第１の回転体は差動装置の外部筐体１２であり、第２の回転体は第１のクラッチ部材４４であり、第１の回転体および第２の回転体は共通の回転軸２６を中心に回転する。図示する実装形態では、第１のクラッチ部材４４は、ピンまたはボルトによるなどピニオン・ギア・シャフト３０に連結され、第２のクラッチ部材４６に対して軸方向の動きに抗して束縛される。

図３～図７を参照すると、第２のクラッチ部材４６は、シャフト２２、２４の軸２６と同軸であってよく、ピニオンギア１４、１６の外部に（すなわち、ピニオンギア１４、１６よりも軸２６から遠く離れて）収容されてよい。第２のクラッチ部材４６は、前面５２よりもアクチュエータ組立体３６に近い後面５０を含んでよく、前面５２は、第１のクラッチ部材４４上に形成された対応する係合特徴（たとえば、ギアまたはかみ合いクラッチ歯部５６）に係合するように構成された、ギアまたはクラッチ歯部５４（たとえば、かみ合いクラッチ歯部）などの少なくとも１つの係合特徴を有する。

少なくともいくつかの実装形態では、図４および他の図に示すように、第２のクラッチ部材４６は、アクチュエータ出力部材に連結した、または他の方法でアクチュエータ出力部材と共に軸方向に動くアクチュエータスリーブ５８に接続されてよい。スリーブ５８は、望み通りに、適切なセンサ６４（図１および図２）により検出されて第２のクラッチ部材４６の位置の検出（およびしたがってクラッチ３４の状態の決定）を可能にする、スリーブ５８の第１の端部６２で半径方向に伸展するリム６０などの表面を提供してよい。図示する実装形態では、スリーブ５８は環状であり、アクチュエータ入力部材４０およびアクチュエータ出力部材４２を収容する外部筐体１２の管状部分６８を介して収容される中央開口部６６を含む。スリーブ５８を第２のクラッチ部材４６に連結するのを容易にするために、スリーブ５８は、軸方向に重なる、第２のクラッチ部材４６の内側表面７２の半径方向内側に収容された、１つまたは複数の半径方向に伸展するアーム７０を含んでよい。アーム７０は、第２のクラッチ部材４６の内側表面７２内に形成されたスロット７６内に収容された、半径方向外側に伸展する指状突起７４を含んでよい。図示する実装形態では、スリーブ５８は、スリーブ５８の第２の端部７８を中心に円周方向に間隔を置いて離して配置された多数のアーム７０を含む。そのように配列されると、第２のクラッチ部材４６はスリーブ５８に連結し、第２のクラッチ部材４６が動く両方向にスリーブ５８と共に動く。

図示する実装形態では、アクチュエータ組立体３６は主に筐体１２の外側にあり、クラッチ３４、ピニオンギア１４、１６、およびサイドギア１８、２０を伴う筐体の内側にない。その結果、アクチュエータ組立体３６はクラッチ３４を作動させてクラッチ３４の状態を変更し、筐体１２は（図１および図２でラベルの付いた）開口部７７を含み、第２のクラッチ部材４６は、スロット７６が形成される足部７９を含んでよい。足部７９は、開口部７７の中に半径方向に伸展し、第２のクラッチ部材４６は筐体１２に回転可能に連結され、スリーブ５８に連結することによって、以下でさらに記述するように、クラッチ３４の作動を可能にする。さらに、足部７９内のスロット７６は、足部７９の半径方向内側を向く表面７２に向けられてよく、指状突起７４は、それに対応してアーム７０から半径方向外側に伸展してよい。さらに、スロット７６に隣接して、足部７９は、スリーブ５８のアーム７０に重なる、半径方向内側に伸展する停止面８３（図９）を含んでよい。そのように配列されると、第２のクラッチ部材４６の隣接する足部７９に隣接し、かつ足部７９の間で各アーム７０を用いて位置決めでき、次いで、アーム７０が足部７９の停止面８３に接触してスリーブ５８と第２のクラッチ部材４６の間に、いくつかの実装形態ではどんな締結具、接着剤、溶接、または他の接続もなしに行われてよい回転する差し込みピン型インターロック接続を提供するまで、スリーブ５８を回転させて指状突起７４をスロット７６の中に挿入できる。スリーブ５８は第２のクラッチ部材４６と共に回転するので、指状突起７４はスロット７６の中にとどまって、スリーブ５８が第２のクラッチ部材４６に連結したままに保つ。さらに、指状突起７４と足部７９の間の半径方向の重なりは、スリーブ５８および第２のクラッチ部材４６が一体として軸方向に一緒に動くことを確実にする。

アクチュエータ組立体３６を再度参照すると、モータ３８は、ブラシを用いる、またはブラシを用いないを含む、任意の適切なタイプの電気モータであってよく、所望であればステップモータであってよい。図２に示すように、モータ３８は、ギア、または１つまたは複数のギアとかみ合って所望の回転速度およびトルク能力を提供するギアの歯部８４を有する、または含む、軸８２を中心に回転する出力シャフト８０を含む。図示する例では、出力シャフト８０は、出力シャフト８０の回転が平歯車８６を介してアクチュエータ入力部材４０の回転を生じさせるように、アクチュエータ入力部材４０上のギアまたはギアの歯部８８とさらにまたかみ合う平歯車８６を駆動する。当然のことながら、限定することなくウォームギア配列またはかさ歯車など、他の配列を使用してアクチュエータ入力部材４０を回転させてよい。アクチュエータ組立体３６は、シャフト２２、２４のうち一方を収容する開口部９２を有する管状部分６８の外側表面９０の周囲など、外部筐体１２により支持されてよい。

図５および図６に示すように、アクチュエータ入力部材４０は環状であってよく、クラッチ３４およびスリーブ５８と同軸に配列されてよく、リム６０から第２のクラッチ部材４６まで軸方向に伸展するスリーブ５８の中間部分９７の外側表面９５を介して収容される半径方向内側表面９３を有してよい。アクチュエータ入力部材４０は、スリーブ５８に対してシャフト２２、２４の軸２６を中心にして回転可能である。回転可能ではあるが、アクチュエータ入力部材４０は、締結具９８（図１）または他の方法により外部筐体１２に固定されてよい環状端部プレート９６によるなど、軸方向の動きに対して固定または束縛されてよい。少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータ入力部材４０は、アクチュエータ入力部材４０の第１の端部１０２から、半径方向外側に伸展する環状中間表面１０４まで軸方向に伸展するフランジ１００を含む。中間表面１０４は、端部プレート９６の方を向いてよく、フランジ１００は、端部プレート９６の開口部１０６を通して収容されてよい。中間表面１０４は、ギア８６との係合を駆動するために歯部８８が提供されるアクチュエータ入力部材４０の半径方向外側表面まで伸展してよい。

図８に示すように、アクチュエータ出力部材４２を軸方向に駆動するために、アクチュエータ入力部材４０は、アクチュエータ入力部材の第２の端部１１２に、またはその近くに、アクチュエータ出力部材４２の方を向く、またはアクチュエータ出力部材４２が接触するように配列された、アクチュエータ入力部材４０の半径方向に伸展する表面１１０の中に形成されてよい、または半径方向に伸展する表面１１０により支持されてよい１つまたは複数の駆動表面１０８を含む。図８および図９に最もよく示されるように、駆動表面１０８は、入力部材４０が出力部材４２に対して回転するときにローラ１１４が入力部材４０に対して回転して入力部材４０と出力部材４２の間の摩擦を低減するように、入力部材４０のポケット１１６の中に収容されたローラ１１４により画定される。少なくともいくつかの実装形態では、多数のローラ１１４は、表面１１０の周囲に円周方向に間隔を置いて離して配置され、ローラ１１４の外側表面は、同じ軸方向の範囲にあってよい（たとえば、軸２６に垂直な仮想平面は、ローラ１１４の外側表面に接して描かれてよい）。これにより、入力部材４０に対する出力部材４２の傾きまたは傾斜を制限または防止する、出力部材４２との一様な係合が容易になってよい。図４～図７に最もよく示されているように、同様に配置され配列されたローラ１１８は、中間表面１０４から突出して提供され、入力部材４０が端部プレート９６に対して回転するときに端部プレート９６の端面１２０に接触して摩擦を低減するように配列されてよい。

少なくともいくつかの実装形態では、出力部材４２は環状であり、入力部材４０と同軸に配列されてよく、スリーブ５８の外側表面９５の全面にわたり配列された半径方向内側表面１２２を有する。出力部材４２は、入力部材４０に隣接する第１の端面１２４、および対向する第２の端面１２６を含み、内側表面１２２は、端面１２４、１２６の間で伸展する。出力部材４２が入力部材４０と共に回転するのを防止するために、出力部材４２は、回転に抗して束縛される。図示する例では、出力部材４２は、図４に概略的に示すように、出力部材４２の上に重なる外側を覆う二次筐体１３３の内側表面１３１の中に形成された（図４でラベルの付いた）軸方向位に伸展するスロット１２９内部に収容された、外側に伸展するタブ１２７を含む。あるいは、出力部材４２は、スリーブ５８内で軸方向に伸展するスロット内部に収容できる、または任意の他の所望の手法で回転に抗して束縛される、半径方向内側に伸展するタブを含むことができる。

その結果、出力部材４２は、モータ３８により入力部材４０の回転に応答して軸方向に動き、図８でラベルを付けるように、ローラ１１４が接触する、軸方向に傾いたカム表面１２８（またはローラ１１４が提供されない場合、入力部材４０の他の係合表面または特徴）を含む。カム表面１２８は、曲がることができるように出力部材４２を偏向させて入力部材４０と係合させるばね１３０の力によりローラ４０と接触したままに保たれる。他の図の中でもとりわけ図６に示すように、ばね１３０は、筐体１２、またはローラ軸受組立体１３４など筐体１２に連結した構成要素により画定される停止面１３２とスリーブ５８の間に配列されてよい。そのように配列されると、ばね１３０は、スリーブリム６０を力強く動かして出力部材４２の第２の端面１２６と係合させ、それにより次に出力部材４２を力強く動かして入力部材４０と係合させる。またはばね１３０は、直接にスリーブリム６０と出力部材４２の間に配列できる。

スリーブリム６０と出力部材４２の間の摩擦を低減するために、スリーブリム６０と出力部材４２の間に環状ディスク軸受１３６を提供してよい、および／または出力部材４２の第２の端面１２６は、出力部材４２の限られた表面領域が軸受１３６またはスリーブリム６０と係合するように軸方向に調整できてよい。図示する実装形態では、第２の端面１２６は、第２の端面１２６の傾きを禁止または防止する出力部材４２への荷重または力さえ確実にするように円周方向に間隔を置いて離して配置されてよい、軸方向に最も外側の端面１２６の一部分を画定する多数の接触表面１３８（図８）を含む。所望であれば、カム表面１２８として類似のいくつかの接触表面１３８を提供してよい。

モータ３８が入力部材４０を出力部材４２に対して第１の方向に回転させるとき、ローラはカム表面１２８に沿って動き、出力部材４２は第１のクラッチ部材４４に向けて軸方向に変位する。この動く方向では、ばね１３０は、第１のクラッチ部材４４に向けてスリーブ５８および第２のクラッチ部材４６の動きを支援して第１のクラッチ部材４４とかみ合う接触にして、クラッチ３４を接続状態にする。クラッチ３４のこの接続状態では、第１のクラッチ部材４４は外部筐体１２に連結し、外部筐体１２と共に回転し、トルクはシャフト２２、２４に伝達される。モータ３８が入力部材４０を出力部材４２に対して第２の方向に回転させるとき、ローラはカム表面１２８に沿って動き、出力部材４２は第１のクラッチ部材４４から離れて軸方向に変位する。この動く方向では、出力部材４２は、ばね１３０の力に抗して動き、ばねは、出力部材４２がスリーブ５８および第２のクラッチ部材４６を第１のクラッチ部材４４から離して動かしてクラッチ３４を接続解除状態にするときに圧縮される。クラッチ３４の接続解除状態では、シャフト／アクスル２２、２４は能動的に駆動されず、第２のクラッチ部材４６および外部筐体１２に対して回転してよい。

クラッチ３４の接続状態でも接続解除状態でも、モータ３８への電気供給を終えても依然としてクラッチのそのときの最新の状態の（すなわち、係合した、または切り離された）位置を保つことができることが望ましいことがある。少なくともいくつかの実装形態では、これは、カム表面１２８の円周方向反対側端部に平坦な表面１４０を含んでよい非駆動表面を提供することにより達成される。平坦な表面１４０は軸２６に垂直に配向するので、ばね１３０の力は平坦な表面１４０の法線に（すなわち、垂直に）作用し、その結果、入力部材４０を逆に駆動する／回転させる傾向がなく、ローラ１１４は平坦な表面と係合したままである。所望であれば、非駆動表面は、平坦な表面内の戻り止めにより画定されても、平坦な表面の代わりに戻り止めを含んでもよく、ローラは、モータにエネルギー／動力が供給されないときにアクチュエータ組立体３６の動きにさらに抵抗するクラッチ３４の状態に対応するアクチュエータ組立体３６のいずれかの位置または両方の位置で、隣接するカム表面１２８と反対方向の傾きを有する表面に沿って、または戻り止めの中に収容されてよい。このようにして、アクチュエータ組立体３６は両方の位置に保つことができ、クラッチ３４は、モータ３８に動力を提供することなく、対応する接続状態および接続解除状態に保つことができる。

少なくともいくつかの実装形態では、アクチュエータ組立体は、軸方向内側に位置し入力部材４０と半径方向および軸方向に重なったばね１３０と、出力部材４２と、スリーブ５８とを含む。入力部材４０および出力部材４２が搭載されるスリーブ５８はまた、入力部材４０および出力部材４２だけではなく、少なくともいくつかの実装形態では端部プレート９６とも半径方向および軸方向位に重なる。さらに、少なくともいくつかの実装形態では、差動装置１０のローラ軸受１３４は、図４に示すように、スリーブ５８の少なくとも一方の位置で少なくともスリーブと重なってよい。少なくともいくつかの実装形態では、軸受組立体１３４は、軸方向にさらにより小型の配列を提供することを望むとき、一般にスリーブおよびアクチュエータ組立体３６とさらに重なってよい。

選択的な接続およびトルク伝達を可能にするかみ合いクラッチを有する差動装置を参照して記述したが、アクチュエータ組立体は、限定しない例として、ロッキングデファレンシャル（ｌｏｃｋｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）および動力伝達装置（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｕｎｉｔ、ＰＴＵ）切断組立体を伴う摩擦継手を含む装置を含む、多くの他の装置で使用されてよい。

本明細書で開示する本発明の形態は、現在好ましい実施形態を構成し、他の多くの形態および実施形態が可能である。本明細書ではすべての可能な均等形態または本発明の派生物について言及するつもりはない。本明細書で使用する用語は、限定するのではなくむしろ記述するためだけのものであること、ならびに本発明の精神および範囲を逸脱することなくさまざまな変更を行ってよいことが理解される。

特許請求の範囲で使用するすべての用語は、本明細書で反対に明示的指示が行われない限り、当業者が理解するような、用語の最も広い合理的構成および用語の通常の意味を与えられることが意図される。詳細には、「ａ」、「ｔｈｅ」、「ｓａｉｄ（前記）」などのような単数の冠詞を使用することは、請求項がそれとは反対に明示的限定を記載しない限り、示す要素の１つまたは複数について記載すると読み取るべきである。

１０ 差動装置、フリー・ランニング・デファレンシャル
１２ 外部筐体
１４、１６ １対のピニオンギア
１８、２０ １対のサイドギア
２２、２４ 回転シャフト、シャフト、アクスル
２６ シャフト軸、共通の回転軸
２８ ピニオン・ギア・シャフトにより画定される軸
３０ ピニオン・ギア・シャフト
３１ 環状ギア
３２ ピニオンギア内の開口部
３３ 半径方向外側に伸展する歯部
３４ クラッチ
３６ アクチュエータ組立体
３８ 電気モータ
４０ アクチュエータ入力部材
４２ アクチュエータ出力部材
４４ 第１のクラッチ部材
４６ 第２のクラッチ部材
５０ 後面
５２ 前面
５４ ギアまたはクラッチ歯部
５６ ギアまたはかみ合いクラッチ歯部
５８ アクチュエータスリーブ
６０ 半径方向に伸展するリム、スリーブリム
６２ スリーブの第１の端部
６４ センサ
６６ 中央開口部
６８ 外部筐体の管状部分
７０ 半径方向に伸展するアーム
７２ 第２のクラッチ部材の内側表面、足部の半径方向内側を向く表面
７４ 半径方向外側に伸展する指状突起
７６ クラッチ部材の内側表面内に形成されたスロット、足部内のスロット
７７ 開口部
７８ スリーブの第２の端部
７９ 足部
８０ 出力シャフト
８２ 軸
８３ 半径方向内側に伸展する停止面
８４ ギアの歯部
８６ ギア、平歯車
８８ アクチュエータ入力部材上のギアまたはギアの歯部
９０ 管状部分の外側表面
９２ 開口部
９３ 半径方向内側表面
９５ スリーブの中間部分の外側表面
９６ 環状端部プレート
９７ スリーブの中間部分
９８ 締結具
１００ フランジ
１０２ アクチュエータ入力部材の第１の端部
１０４ 環状中間表面
１０６ 端部プレートの開口部
１０８ 駆動表面
１１０ アクチュエータ入力部材の半径方向に伸展する表面
１１２ アクチュエータ入力部材の第２の端部
１１４ ローラ
１１６ 入力部材のポケット
１１８ ローラ
１２０ 端部プレートの端面
１２２ 半径方向内側表面
１２４ 出力部材の第１の端面
１２６ 出力部材の第２の端面
１２７ 外側に伸展するタブ
１２８ カム表面
１２９ 軸方向位に伸展するスロット
１３０ ばね
１３１ 二次筐体の内側表面
１３２ 停止面
１３３ 二次筐体
１３４ ローラ軸受、軸受組立体
１３６ 環状ディスク軸受
１３８ 接触表面
１４０ 平坦な表面

Claims (18)

1. 動力伝達装置用のアクチュエータおよびクラッチ組立体であって、
   第１のクラッチ部材と、
   第２のクラッチ部材であって、前記第２のクラッチ部材が前記第１のクラッチ部材と駆動可能に係合したときに前記クラッチの接続状態と、前記第２のクラッチ部材が前記第１のクラッチ部材と駆動可能に係合していないときに前記クラッチの接続解除状態を画定する、前記第１のクラッチ部材に対して移動可能であり前記第１のクラッチ部材と選択的に駆動可能に係合可能な第２のクラッチ部材と、
   電気モータと、
   前記モータにより軸を中心に回転させるために駆動される入力部材と、
   前記入力部材が回転するときに前記入力部材に対して軸方向に駆動される出力部材であって、前記第２のクラッチ部材は前記出力部材と共に軸方向に動く出力部材と、
   前記第２のクラッチ部材が前記第１のクラッチ部材に向けて動く方向に前記出力部材を偏向させる力を前記出力部材に提供し、前記入力部材および前記出力部材と半径方向および軸方向に重なるばねと
   を備えるアクチュエータおよびクラッチ組立体。
2. ばねにより係合し偏向して前記出力部材と係合するアクチュエータスリーブをさらに備え、前記アクチュエータスリーブおよび前記第２のクラッチ部材が互いに対しではなく一緒に動くように前記第２のクラッチ部材に連結する、請求項１に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
3. 前記アクチュエータスリーブは、前記ばねの少なくとも一部と半径方向および軸方向に重なり、前記入力部材および前記出力部材は、前記スリーブの少なくとも一部と半径方向および軸方向に重なる、請求項２に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
4. 前記入力部材は、半径方向外側表面、前記半径方向外側表面の半径方向内側にある中間表面、および前記中間表面の半径方向内側にある半径方向内側表面を含み、前記アクチュエータスリーブの少なくとも一部は、前記半径方向内側表面の半径方向内側に収容される、請求項３に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
5. 前記出力部材は、前記出力部材が前記入力部材の回転中に軸方向に駆動されるように前記入力部材により係合した、軸に対して傾いたカム表面を含む、請求項１に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
6. 前記出力部材は、前記カム表面の円周端部に非駆動表面を含み、前記非駆動表面は戻り止め、または前記出力部材の軸位置を保持するように配列された、前記軸に垂直で平坦な表面のうち、一方または両方により画定される、請求項５に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
7. 前記出力部材は、円周方向に間隔を置いて離して配置された、前記軸に対して傾いた多数のカム表面を含み、前記カム表面は、前記入力部材の前記回転中に前記出力部材が軸方向位に駆動されるように前記入力部材により係合し、前記出力部材は、前記カム表面のうち隣接する前記カム表面の間に多数の非駆動表面を含み、前記非駆動表面は、前記出力部材の前記軸位置を保持するように配列される、請求項１に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
8. 前記入力部材は、前記入力部材の半径方向外側表面上に提供されたギアの歯部を含み、前記モータは、前記ギアの歯部とかみ合ったギアを回転させ、前記ばねは、前記入力部材の半径方向内側に位置する、請求項１に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
9. 前記出力部材は、前記入力部材の前記回転中に前記出力部材が軸方向に駆動されるように前記入力部材により係合した、前記軸に対して傾いたカム表面を含み、前記カム表面は、前記ギアの歯部の半径方向内側に位置する、請求項８に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
10. 前記アクチュエータスリーブは、前記第２のクラッチ部材の中に形成されたスロットの中に収容された１つまたは複数の指状突起により前記第２のクラッチ部材に連結し、前記１つまたは複数の指状突起および前記スロットは半径方向に配向される、請求項２に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
11. 前記アクチュエータスリーブは、前記第２のクラッチ部材から間隔を置いて配置された場所に半径方向に伸展するリムを含み、前記出力部材は、前記入力部材と前記リムの間に位置する、請求項２に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
12. 前記ばねは、前記アクチュエータスリーブに力を提供し、前記出力部材が一方の軸方向に動くことにより、前記ばねの前記力に抗して前記スリーブを動かす、請求項３に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
13. 前記入力部材は環状であり、前記出力部材は環状であり、前記アクチュエータスリーブは、前記入力部材および前記出力部材を通って伸展する、請求項３に記載のアクチュエータおよびクラッチ組立体。
14. 回転動力伝達装置であって、
    中心軸を伴う管状部分を有する筐体と、
    第１のクラッチ部材、および前記第１のクラッチ部材に対して移動可能で前記第１のクラッチ部材と選択的に係合可能な第２のクラッチ部材を有する、前記筐体により支持されたクラッチと、
    電気モータと、
    前記モータにより前記中心軸を中心に回転させるために駆動され、前記管状部分の半径方向外側に位置する入力部材と、
    前記入力部材が回転するときに前記入力部材に対して軸方向に駆動される出力部材と、
    前記第２のクラッチ部材に連結し、前記管状部分と前記入力部材の間で半径方向に収容された中間部分を有し、前記出力部材と半径方向に重なる、半径方向に伸展するリムを有するアクチュエータスリーブと、
    前記アクチュエータスリーブと前記管状部分の間に少なくとも部分的に収容され、第１の軸方向に前記スリーブと前記出力部材の両方を偏向させる力を前記アクチュエータスリーブに提供するばねと
    を備える回転動力伝達装置。
15. 前記第１の軸方向は、前記第２のクラッチ部材が前記第１のクラッチ部材と係合する方向であり、前記電気モータは、前記入力部材を第１の方向に回転させて、前記第１の軸方向と反対の第２の軸方向に前記出力部材および前記スリーブを軸方向に駆動する、請求項１４に記載の回転動力伝達装置。
16. 前記出力部材は、円周方向に間隔を置いて離して配置された、前記軸に対して傾いた多数のカム表面を含み、前記カム表面は、前記入力部材の回転中に前記出力部材が軸方向位に駆動されるように前記入力部材により係合し、前記出力部材は、前記カム表面のうち隣接する前記カム表面の間に多数の非駆動表面を含み、前記非駆動表面は、前記出力部材の軸位置を保持するように配列される、請求項１４に記載の回転動力伝達装置。
17. 前記出力部材は、前記リムと前記入力部材の間で軸方向に位置する、請求項１４に記載の回転動力伝達装置。
18. 管状部分により支持された軸受を含み、前記ばねの第１の端部は前記軸受と係合し、前記ばねの第２の端部は前記アクチュエータスリーブと係合する、請求項１４に記載の回転動力伝達装置。

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