KR20130006491A - 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리 - Google Patents

전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리 Download PDF

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Abstract

제1 및 제2 커플링 부재들, 및 코일이 전기를 공급받을 때 자속을 생성하는 전자기 유도 코일을 가지는 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 또는 클러치 및 제어 어셈블리가 제공된다. 자속에 의해 야기되는 제어 힘이 전기자 부재를 이동시키고 커플링 부재들이 스트럿들에 의해 서로 결합되거나 서로로부터 분리되게 하기 위해 서브어셈블리의 전기자 부재에 가해진다.

Description

전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리{OVERRUNNING COUPLING AND CONTROL ASSEMBLY INCLUDING AN ELECTROMECHANICAL ACTUATOR SUBASSEMBLY}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2010년 3월 26일 출원되었고 미국 일련 번호 61/317,787을 가지는 “전자기식 일 방향 클러치(OWC) 또는 클러치 어셈블리(ELECTROMAGNETIC ONE-WAY CLUTHCH(OWC) OR COUPLING ASSEMBLY)”를 명칭으로 하는 미국 가출원의 이익을 청구하고 있으며, 2011년 3월 17일 출원되었고 미국 일련 번호 13/050,377을 가지는 “전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리(OVERRUNNING COUPLING AND CONTROL ASSEMBLY INCLUDING AN ELECTROMECHANICAL ACTUATOR SUBASSEMBLY)”를 명칭으로 하는 미국 특허출원에 대한 우선권을 청구하고 있다.
본 발명은 일반적으로 제어 가능하거나 선택 가능한 오버러닝 클러치들 또는 커플링 어셈블리들에 관한 것이며, 특히, 차량의 자동 변속기에 사용하기 위한 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리들을 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리들에 관한 것이다.
일반적인 일 방향 클러치(즉, OWC)는 제1 부재, 제2 부재, 및 두 개의 부재들의 마주 보는 표면들 사이에 있는 하나 이상의 록킹 장치들로 구성된다. 일 방향 클러치는 일 방향으로 록킹하고 반대 방향으로 자유 회전을 허용하도록 설계된다. 차량의 자동 변속기에 종종 사용되는 두 개의 타입의 일 방향 클러치는 다음을 포함한다:
일 방향 클러치의 내부 레이스와 외부 레이스 사이에 있는 스프링 로딩된 롤러들을 포함하는 롤러 타입(롤러 타입은 몇몇의 적용들에 대해 스프링이 없이 또한 사용됨); 및
일 방향 클러치의 내부 레이스와 외부 레이스 사이에 위치되는 비대칭으로 형상화된 웨지들을 포함하는 스프래그(sprag) 타입.
일 방향 클러치는 특정한 기어 시프트 중에 구동 토크(즉, 파워 흐름)의 중단을 방지하고 타행 주행(coasting) 중에 엔진 제동을 허용하기 위해 변속기에 일반적으로 사용된다.
미국 특허번호 5,927,455는 양방향 오버러닝 폴 타입 클러치를 개시한다. 미국 특허번호 6,244,965는 토크의 전달을 위한 평평한 오버러닝 커플링을 개시한다. 미국 특허번호 6,290,044는 자동 변속기에 사용하기 위한 선택 가능한 일 방향 클러치 어셈블리를 개시한다. 미국 특허번호 7,258,214는 오버러닝 커플링 어셈블리를 개시한다. 미국 특허번호 7,344,010은 오버러닝 커플링 어셈블리를 개시한다. 미국 특허번호 7,484,605는 오버러닝 레이디얼 커플링 어셈블리 또는 클러치를 개시한다.
다른 관련된 미국 공개 특허는 2010/0252384; 2010/0230226; 2010/0200358; 2009/0211863; 2009/0159391; 2009/0098970; 2008/0223681; 2008/0110715; 2008/0169166; 2008/0185253; 2007/0278061; 2007/0056825; 2006/018957; 및 다음의 미국 특허: 7,491,151; 7,464,801; 7,349,010; 7,275,628; 7,256,510; 7,223,198; 7,198,587; 7,093,512; 6,953,409; 6,814,201; 6,503,167; 6,193,038; 4,050,560; 5,638,929; 5,362,293; 5,678,668; 및 5,918,715를 포함한다.
차량의 공기 조화기 압축기 클러치들은 미국 특허번호 3,082,933 및 3,205,989에 개시된다.
본 출원을 위해, 용어 “커플링”은 플레이트들 중의 하나가 변속기의 토크 전달 요소에 구동 가능하게 연결되고 다른 플레이트는 다른 토크 전달 요소에 구동 가능하게 연결되거나 변속기 하우징에 대해 고정되어 정지된 상태로 유지되는 클러치들 또는 브레이크들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 “커플링”, “클러치” 및 “브레이크”는 교환 가능하게 사용될 수 있다.
위의 선행 기술에도 불구하고, 제어 가능한 일 방향 클러치들 또는 커플링 어셈블리들의 제어 또는 조작을 단순화할 필요가 여전히 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예의 목적들, 특징들 및 기술적 이점들은 첨부된 도면들과 관련하여 그리고 선행 기술에 비추어 받아들여질 때 다음의 상세한 설명과 청구항들로부터 본 기술분야의 기술자에게 쉽게 명백하게 된다.
미국 특허번호 5,927,455, 미국 특허번호 6,244,965, 미국 특허번호 6,290,044, 미국 특허번호 7,258,214, 미국 특허번호 7,344,010, 미국 특허번호 7,484,605, 미국 공개 특허들 2010/0252384; 2010/0230226; 2010/0200358; 2009/0211863; 2009/0159391; 2009/0098970; 2008/0223681; 2008/0110715; 2008/0169166; 2008/0185253; 2007/0278061; 2007/0056825; 2006/018957; 미국 특허들: 7,491,151; 7,464,801; 7,349,010; 7,275,628; 7,256,510; 7,223,198; 7,198,587; 7,093,512; 6,953,409; 6,814,201; 6,503,167; 6,193,038; 4,050,560; 5,638,929; 5,362,293; 5,678,668; 및 5,918,715.
본 발명은, 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리가 제공된다. 어셈블리는 공통의 회전 축을 중심으로 서로에 대한 회전을 위해 지지되는 제1 및 제2 커플링 부재들을 포함한다. 제1 커플링 부재는 회전 축을 따라 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제1 면을 가진다. 제2 커플링 부재는 제1 면을 마주 보고 회전 축을 따라 제2 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제2 면을 가진다. 제2 커플링 부재는 제2 면으로부터 이격되고 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 제3 면을 가진다. 제2 면은 회전 축을 중심으로 이격되는 한 세트의 포켓들을 가진다. 이런 세트의 각각의 포켓은 이에 의해 받아들여지는 스트럿(strut)을 가진다. 제1 면은, 스트럿들이 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 제1 및 제2 커플링 부재들의 상대 회전을 방지하기 위해 이런 세트의 포켓들로부터 외측으로 돌출됨으로써, 스트럿들에 의해 맞물리는 한 세트의 록킹 구조들을 가진다. 제3 면은 회전 축을 중심으로 이격되고 이들의 각각의 포켓들과 연통되는 한 세트의 통로들을 가진다. 어셈블리는 또한 지지 부재와 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함한다. 서브어셈블리는 코일이 전기를 공급받을 때 자속을 생성하기 위해 전자기 유도 코일을 포함한다. 지지 부재와 제2 커플링 부재 중의 하나는 서브어셈블리의 전기자 부재이다. 전기자 부재는 어셈블리의 제1 모드에 상응하는 제1 위치와 어셈블리의 제2 모드에 상응하는 제2 위치 사이에서 제1 커플링 부재에 대하여 회전 축을 따라 제어된 시프팅 운동을 위해 설치된다. 서브어셈블리는 또한 지지 부재에 의해 지지되는 한 세트의 액추에이터들을 포함한다. 이런 세트의 통로들의 각각의 통로는 이의 각각의 포켓 내에서 이의 각각의 스트럿을 작동시키기 위해 이에 의해 받아들여지는 액추에이터를 가지며 그 결과로 이의 각각의 스트럿은 전기자 부재의 위치들 중의 하나에서 회전 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로 회전하기 위해 제1 및 제2 커플링 부재들을 결합시키기 위해 이동하여 록킹 구조들과 접촉된다. 서브어셈블리는 회전 축을 따라 전기자 부재에 편향력을 가하는 적어도 하나의 편향 부재를 더 포함한다. 제어 힘(control force)은, 전기자 부재가 적어도 하나의 편향 부재의 편향력에 대응하여 회전 축을 따라 이의 제1 위치로부터 이의 제2 위치까지 이동되게 하기 위해 코일이 전기를 공급받을 때, 전기자 부재에 가해진다. 제어 힘의 부재 시에, 적어도 하나의 편향 부재는 회전 축을 따라 제2 위치로부터 제1 위치까지 전기자 부재를 다시 이동시킨다.
각각의 스트럿들은 이의 각각의 포켓의 외측으로 회전 가능하게 이동 가능한 단부를 가질 수 있다.
어셈블리는 록킹 구조들을 향해 이들의 각각의 포켓들의 외부로 이들의 각각의 단부들의 회전 운동에 대응하여 이들의 각각의 스트럿들을 편향시키는 한 세트의 편향 부재들을 더 포함할 수 있다. 이런 세트의 액추에이터들은 회전 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로 회전하기 위해 제1 및 제2 커플링 부재들을 결합시키기 위해 이런 세트의 편향 부재들의 편향에 대응하며 록킹 구조들과 접촉하여 이들의 각각의 스트럿들의 단부들을 회전시킬 수 있다. 이런 세트의 편향 부재들은 회전 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 커플링 부재들의 상대 회전을 허용하도록 이들의 각각의 포켓들로 되돌아가게 각각의 스트럿의 단부들을 이동시키도록 구성될 수 있다.
지지 부재는 전기자 부재일 수 있으며 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 지지 부재를 유도하기 위해 제2 커플링 부재와 지지 부재 사이에 배치될 수 있다.
제1 위치는 오버런 위치일 수 있으며, 제1 모드는 오버런 모드일 수 있으며, 제2 위치는 록킹 위치일 수 있으며 제2 모드는 록킹 모드일 수 있다.
제1 위치는 록킹 위치일 수 있으며, 제1 모드는 록킹 모드일 수 있으며, 제2 위치는 오버런 위치일 수 있으며 제2 모드는 오버런 모드일 수 있다.
스트럿들은 적어도 하나의 포워드 스트럿을 포함할 수 있다.
이런 세트의 액추에이터들은 스프링 액추에이터들을 포함할 수 있다.
제1, 제2 및 제3 면들은 일반적으로 환형일 수 있으며 회전 축에 대하여 일반적으로 반경방향으로 연장될 수 있다.
서브어셈블리는 코일이 수용되는 캐비티를 가지는 고정된 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 제어 힘이 가해질 때 전기자 부재가 회전 축을 따라 이동되는 개구부(opening)를 가질 수 있다.
전기자 부재는 개구부에서 캐비티로 이동될 수 있거나 개구부를 가로질러 이동될 수 있다.
지지 부재는 전기자 부재일 수 있으며, 서브어셈블리는 지지 부재를 회전 가능하게 지지하기 위해 베어링을 더 포함할 수 있다.
제2 커플링 부재는 전기자 부재일 수 있으며, 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 제2 커플링 부재를 유도하기 위해 제2 커플링 부재와 지지 부재 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리가 제공된다. 어셈블리는 공통의 회전 축을 중심으로 서로에 대한 회전을 위해 지지되는 제1 및 제2 클러치 부재들을 포함한다. 제1 클러치 부재는 회전 축을 따라 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제1 면을 가지며, 제2 클러치 부재는 제1 면을 마주 보고 회전 축을 따라 제2 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제2 면을 가진다. 제2 클러치 부재는 제2 면으로부터 이격되고 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 제3 면을 가진다. 제2 면은 회전 축을 중심으로 이격되는 한 세트의 포켓들을 가진다. 이런 세트의 각각의 포켓은 이에 의해 받아들여지는 스트럿을 가진다. 제1 면은, 스트럿들이 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 제1 및 제2 클러치 부재들의 상대 회전을 방지하기 위해 이런 세트의 포켓들로부터 외측으로 돌출되면, 스트럿들에 의해 맞물리는 한 세트의 록킹 구조들을 가진다. 제3 면은 회전 축을 중심으로 이격되고 이들의 각각의 포켓들과 연통되는 한 세트의 통로들을 가진다. 어셈블리는 또한 지지 부재와 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함한다. 서브어셈블리는 코일이 전기를 공급받을 때 자속을 생성하기 위해 전자기 유도 코일을 포함한다. 지지 부재와 제2 클러치 부재 중의 하나는 서브어셈블리의 전기자 부재이다. 전기자 부재는 어셈블리의 제1 모드에 상응하는 제1 위치와 어셈블리의 제2 모드에 상응하는 제2 위치 사이에서 제1 클러치 부재에 대하여 회전 축을 따라 제어된 시프팅 운동을 위해 설치된다. 서브어셈블리는 또한 지지 부재에 의해 지지되는 한 세트의 액추에이터들을 포함한다. 이런 세트의 통로들의 각각의 통로는 이의 각각의 포켓 내에서 이의 각각의 스트럿을 작동시키기 위해 이에 의해 받아들여지는 액추에이터를 가지며, 그 결과로 이의 각각의 스트럿은 전기자 부재의 위치들 중의 하나에서 회전 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로 회전하기 위해 제1 및 제2 클러치 부재들을 결합시키기 위해 이동하여 록킹 구조들과 접촉된다. 서브어셈블리는 회전 축을 따라 전기자 부재에 편향력을 가하는 적어도 하나의 편향 부재를 더 포함한다. 제어 힘은, 전기자 부재가 적어도 하나의 편향 부재의 편향력에 대응하여 회전 축을 따라 이의 제1 위치로부터 이의 제2 위치까지 이동되게 하기 위해 코일이 전기를 공급받을 때, 전기자 부재에 가해진다. 제어 힘의 부재 시에, 적어도 하나의 편향 부재는 회전 축을 따라 제2 위치로부터 제1 위치까지 다시 전기자 부재를 이동시킨다.
도 1은 본 발명의 적어도 일 실시예의 도면이다.
도 2는 본 발명의 적어도 일 실시예의 도면이다.
도 3은 본 발명의 적어도 일 실시예의 도면이다.
도 4는 본 발명의 적어도 일 실시예의 도면이다.
도 5는 본 발명의 적어도 일 실시예의 도면이다.
도 6은 본 발명의 적어도 일 실시예의 도면이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성되는, 일반적으로 110으로 표시된, 제어 가능한 일 방향 클러치 또는 커플링 어셈블리의 일 실시예의 (대칭이기 때문에 단순화를 위해) 상부 절반의 부분적으로 절단되고 단면으로 도시된(그러나 어떤 크로스 해칭도 보이지 않는) 측면 개략도이다. 어셈블리(110)는 일반적으로 112로 표시된, 고정된 환형의 포켓 플레이트를 포함한다. 플레이트(112)의 외부 축방향 연장 표면(114)은 외부 스플라인들(116)을 가지며, 이에 의해 플레이트(112)가 고정된 변속기 케이스(117)의 스플라인이 형성된 내부면에 스플라인 결합된다.
플레이트(112)의 내부 반경방향 연장 표면(118)에는 스트럿들(122)(이들 중의 하나만 도시됨)이 통상적으로 받아들여지고 유지되는, 이격된 포켓들(120)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 형성된다. 각각의 스트럿(122)의 일 단부는 포켓(120)의 구멍(aperture)의 내부에 배치되는 코일 스프링(도시되지 않음)에 의해 외측으로 편향될 수 있으며, 그 결과로 각각의 스트럿(122)은 통상적으로 이의 포켓(120)에 유지된다. 스프링들(124)이 지지되는, 일반적으로 132로 표시되는, 환형 편향 전기자 플레이트가 스트럿(122)의 반대편 단부를 향해 (도 1에서 좌측으로) 이동될 때, 각각의 스트럿(122)의 반대편 단부는 스프링(124)의 일 단부에 의해 제어 가능하게 편향된다. 각각의 스프링(124)은 이들의 각각의 스트럿들(122)에 대한 코일 스프링들의 편향에 대응하기 위해 포켓 플레이트(112)를 통해 연장되는 이의 각각의 홀(hole)(119)에서 이동된다.
환형 편향 플레이트(132)는 플레이트(132)의 외부 축방향 연장 표면(135)의 위에 형성되는 스플라인들(113)을 가지며, 이에 의해 플레이트(132)는 플레이트(132)의 회전 운동을 방지하지만 이의 축방향 운동을 허용하기 위해 고정된 케이스(117)에 스플라인 결합된다. 플레이트(132)는 또한 스프링들(124)의 일 단부가 받아들여지고 유지되는 복수의 이격된 원형 구멍들(134)을 가진다. 스프링들(124)은 플레이트(112)의 외부 반경방향 연장 표면(138)을 통과해 플레이트(112)의 홀들(119)로 연장된다. 또는, 복수의 스프링 지지대들은 스프링들(124)의 단부들을 지지하기 위해 플레이트(132)의 내부 표면(142)의 위에 형성될 수 있다. 편향 플레이트(132)는 또한 구멍들(143) 내에서 복수의 편향 코일 스프링들(144)을 지지한다. 스프링들(144)은 플레이트(132)와 하우징(148)을 떨어지게 편향시키기 위해 플레이트(132)의 외부 표면(145)에 있는 구멍들(143)과 일반적으로 148로 표시되는 코일 하우징의 내부 표면(146)의 위에 형성되는 스프링 지지대들(147) 사이에서 연장된다. 하우징(148)의 일 부분(152)의 외부 표면(150)은 또한 스플라인들(133)에 의해 케이스(117)의 내부 표면에 스플라인 결합되며, 그 결과로 하우징(148)과 하우징(148)의 내에 형성되는 캐비티(156)의 내에 배치되는 전기자 또는 전자기 코일(154)이 고정된다.
코일(154)은 많은 감김 수를 가지며 바람직하게는 적당한 수지의 내부에 매립되며 이에 의해 둘러싸인다. 코일 하우징(148)은 강철 또는 가단 철과 같은 상자성 재료로 제조된다. 코일(154)은 코일(154)이 스위치(162)의 형태의 제어기의 제어 하에 DC 전압 소스(160)에 의해 전기를 공급받을 때 스프링들(144)의 편향 작용에 대응하여 편향 전기자 플레이트(132)의 일 부분을 하우징(148)으로 끌어당긴다. 코일(154)에 대한 배선(164)은 하우징(148)을 통과해 형성되는 통로(166)를 통해 소스(160)와 스위치(162)로부터 연장된다.
스트럿들(122)이 (스프링들(124)의 편향 작용에 의해) 이들의 포켓들(120)에서 회전될 때, 스트럿들(122)은 일반적으로 174로 표시되는 회전 가능한 노치 플레이트의 반경방향 연장 표면(172)에 형성되는 이격된 록킹 구조들 또는 노치들(170)을 맞문다. 스트럿들(122)은 플레이트(112)를 향한 플레이트(132)의 운동 중에 록킹 구조들(170)을 맞문다. 노치 플레이트(174)는 회전의 축을 중심으로 플레이트(112)에 대하여 이의 내부에서 회전되기 위해 노치 플레이트(174)의 축방향 연장 표면(175)의 위에 형성되는 내부 스플라인들(178)에 의해 스플라인이 형성된 회전 가능한 허브(176)에 결합된다.
스냅 링(180)은 플레이트(112)에 대해 노치 플레이트(174)를 유지하기 위해 플레이트(112)의 내부 축방향 연장 표면(165)에 형성되는 홈(182)의 내부에 배치된다. 링(180)은 플레이트들(174 및 112)을 함께 고정시키고 (도 1의 좌측으로) 플레이트(174)의 축방향 운동을 방지한다.
스트럿들(122)은 회전 축을 중심으로 상대 회전 운동의 일 방향으로 포켓 플레이트(112)에 대해 노치 플레이트(174)를 록킹하지만 회전 축을 중심으로 반대 방향으로 프리 휠링(free-wheeling)을 허용한다. 본 발명의 다른 실시예들에서와 같이, 코일(154)의 전기 공급 상태에 따라 클러치 록킹이 양 방향으로 일어날 수 있고/일어날 수 있거나 프리 휠링이 양 방향으로 일어날 수 있는 다른 작동 형태들이 또한 가능하다.
스트럿들(122)은 코일(154)이 스프링들(124)의 편향 작동 하에 전기를 공급받지 않을 때 노치 플레이트(174)를 록킹한다. 전기자 코일(154)이 전기를 공급받아서 환형 플레이트(132)와 이의 지지된 스프링들(124)이 코일 하우징(148)을 향해 이동될 때, 스트럿들(122)은 노치 플레이트(174)의 록킹을 해제한다. 전기가 공급된 코일(154)은 플레이트(132)의 일 부분(137)을 통과하고, 코일 하우징(148)과 전기자 플레이트(132) 사이의 작은 에어 갭들을 가로질러, 코일 하우징(148)을 통해 흐르는 것으로서 생각될 수 있는 자속 또는 자기장을 발생시킨다. 자속 밀도는 플레이트(132)의 일 부분(137)을 캐비티(156)로 끌어 당기도록 하우징(148)과 플레이트(132) 사이에 인력을 제공하기 위해 생성된다.
도 2는 본 발명에 따라 구성되는, 일반적으로 210으로 표시되는, 제어 가능한 일 방향 클러치 또는 커플링 어셈블리의 제2 실시예의 (대칭이기 때문에 단순화를 위해) 상부 절반의 부분적으로 절단되고 단면으로 도시된(그러나 어떤 크로스 해칭도 도시하지 않은) 측면 개략도이다. 어셈블리(210)는 어셈블리(110)와 많은 동일한 부분들과 이들의 부수적인 기능들을 가진다. 결과적으로, 어셈블리들(110 및 210)의 부분들의 참조 번호들은 각각 “100” 또는 “200” 지정을 제외하고 동일하다. 도 3 내지 6의 다른 네 개의 실시예들이 이런 숫자 체계를 대체로 따르게 된다.
어셈블리(210)는 일반적으로 212로 표시되는 환형 포켓 플레이트를 포함한다. 플레이트(212)의 외부 축방향 연장 표면(214)은 외부 스플라인들(216)을 가지며, 이에 의해 플레이트(212)가 이와 회전되도록 회전 가능한 허브(217)에 스플라인 결합된다. 플레이트(212)의 내부 반경방향 연장 표면(218)에는 스트럿들(222)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 통상적으로 받아들여지고 유지되는, 이격된 포켓들(220)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 형성된다. 각각의 스트럿(222)의 일 단부는 포켓(220)의 구멍의 내부에 배치되는 코일 스프링(도시되지 않음)에 의해 외측으로 편향될 수 있으며, 그 결과로 각각의 스트럿(222)은 통상적으로 이의 포켓(220)에 유지된다. 일반적으로 232로 표시되고, 스프링들(224)이 (지지대들(240)에 의해) 지지되는 U자형 편향 전기자 플레이트 또는 부재가 스트럿(222)의 반대편 단부를 향해 이동될 때, 각각의 스트럿(222)의 반대편 단부는 스프링(224)의 일 단부에 의해 제어 가능하게 편향된다. 각각의 스프링(224)은 이들의 각각의 스트럿들(222)에 대한 이전에 언급된 코일 스프링들의 편향에 대응하기 위해 포켓 플레이트(212)를 통해 연장되는 홀(219)에서 이동된다.
환형 편향 플레이트(232)는 플레이트(232)의 내부 축방향 연장 표면(235)의 위에 형성되는 스플라인들(213)을 가지며, 이에 의해 플레이트(232)가 이와 회전되도록 플레이트(212)와 스플라인 결합된다. 베어링(290)이 플레이트(232)를 회전 가능하게 지지하므로 플레이트(232)는 일반적으로 248로 표시되는 고정된 하우징에 대하여 회전된다. 복수의 스프링 지지대들(240)이 홀들(219)로 연장되는 스프링들(224)을 지지하도록 플레이트(232)의 내부 표면(246)의 위에 형성된다. 편향 플레이트(232)는 또한 플레이트(232)의 외부 표면(246)과 플레이트(212)의 표면(238)에 형성되는 구멍들(243) 사이에서 연장되는 복수의 편향 코일 스프링들(244)을 (지지대들(247)에서) 지지한다. 스프링들(244)은 플레이트들(212 및 232)을 떨어지게 편향시킨다.
전자기 코일(254)은 코일 하우징(248)에 형성되는 캐비티(256)의 내부에 배치되며, 그 결과로 코일(254)은 고정된다. 코일(254)은 많은 감김 수를 가지며, 바람직하게는 적당한 수지의 내부에 매립되고 이에 의해 둘러싸인다. 코일 하우징(248)은 강철 또는 가단 철과 같은 상자성 재료로 제조된다. 코일(254)이 스위치(262)의 형태의 제어기의 제어 하에 DC 전압 소스(260)에 의해 전기를 공급받을 때, 코일(254)은 스프링들(244)의 편향 작용에 대응하여 편향 전기자 플레이트(232)의 일 부분을 하우징(248)으로 끌어당긴다. 코일(254)에 대한 배선(264)은 하우징(248)을 통과해 형성되는 통로(266)를 통해 소스(260)와 스위치(262)로부터 연장된다.
스트럿들(222)은 일반적으로 274로 표시되는 회전 가능한 노치 플레이트의 반경방향 연장 표면(272)에 형성되는 이격된 록킹 구조들 또는 노치들(270)을 맞물기 위해 (스프링들(224)의 편향 작용에 의해) 이들의 포켓들(220)에서 회전된다. 스트럿들(222)은 플레이트(212)를 향한 플레이트(232)의 운동 중에 록킹 구조들(270)을 맞문다. 노치 플레이트(274)는 회전 축을 중심으로 플레이트(212)에 대하여 이의 내부에서 회전되도록 노치 플레이트(274)의 내부 축방향 연장 표면(275)의 위에 형성되는 내부 스플라인들(278)에 의해 스플라인이 형성된 회전 가능한 허브(276)에 결합된다. 허브들(217 및 276)은 동일한 RPM으로 회전될 수 있거나 회전되지 않을 수 있다.
스냅 링(280)은 플레이트(212)에 대해 노치 플레이트(274)를 유지하기 위해 플레이트(212)의 내부 축방향 연장 표면(265)에 형성되는 홈(282)의 내부에 배치된다. 링(280)은 플레이트들(274 및 212)을 함께 고정시키며 (도 2의 좌측으로) 플레이트(274)의 축방향 운동을 방지한다.
스트럿들(222)은 회전 축을 중심으로 상대 회전 운동의 일 방향으로 포켓 플레이트(212)에 대해 노치 플레이트(274)를 록킹하지만 회전 축을 중심으로 반대 방향으로 프리 휠링을 허용한다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 작동 구성들이 또한 가능하다. 스트럿들(222)은 코일이 “오프”될 때 노치 플레이트(274)의 록킹을 해제한다. 스트럿들(222)은 코일(254)이 “온”될 때 노치 플레이트(274)를 록킹한다. 스트럿들(222)은 플레이트(232)와 지지된 스프링들(244)이 전기자 코일(254)의 전기 공급 중에 코일 하우징(248)으로부터 멀어지게 이동될 때 노치 플레이트(274)를 록킹한다. 전기가 공급된 코일(254)은 플레이트(232)의 일 부분(237)을 통과하고, 코일 하우징(248)과 전기자 플레이트(232)의 일 부분(237) 사이의 작은 에어 갭들을 가로질러, 코일 하우징(248)을 통해 흐르는 것으로서 생각될 수 있는 자속 또는 자기장을 발생시킨다. 자속 밀도는 플레이트(232)의 일 부분(237)을 캐비티(256)로 끌어 당기도록 하우징(248)과 플레이트(232) 사이에 인력을 제공하기 위해 생성된다.
도 3은 본 발명에 따라 구성되는, 일반적으로 310으로 표시되는, 제어 가능한 일 방향 클러치 또는 커플링 어셈블리의 제3 실시예의 (대칭이기 때문에 단순화를 위해) 상부 절반의 부분적으로 절단되고 단면으로 도시된(그러나 어떤 크로스 해칭도 도시하지 않은) 측면 개략도이다. 어셈블리(310)는 일반적으로 312로 표시되는 환형 포켓 플레이트를 포함한다. 플레이트(312)의 외부 축방향 연장 표면(314)은 외부 스플라인들(316)을 가지며, 이에 의해 플레이트(312)가 고정된 변속기 케이스(317)의 내부 표면에 스플라인 결합된다.
플레이트(312)의 내부 반경방향 연장 표면(318)은 스트럿들(322)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 받아들여지고 유지되는, 이격된 포켓들(320)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 형성된다. 각각의 스트럿(322)의 일 단부는 포켓(320)의 구멍의 내부에 배치되는 코일 스프링(도시되지 않음)에 의해 외측으로 편향될 수 있으며, 그 결과로 스트럿(322)은 이의 포켓(320)에 유지된다. 일반적으로 332로 표시되고, 스프링들(324)이 (지지대들(340)에 의해) 지지되는 환형 (알루미늄과 같은) 비상자성 편향 플레이트 또는 부재가 이들의 각각의 코일 스프링들의 편향에 대응하기 위해 포켓 플레이트(312)를 통해 연장되는 홀들(319)의 내부에서 스트럿(322)의 반대편 단부를 향해 이동될 때, 각각의 스트럿(322)의 반대편 단부는 스프링(324)에 의해 제어 가능하게 편향되고 회전된다.
스프링들(324)은 플레이트(312)의 외부 반경방향 연장 표면(338)을 통해서 홀들(319)로 연장된다. 복수의 스프링 지지대들(340)은 스프링들(324)을 지지하기 위해 플레이트(332)의 내부 표면(346)의 위에 형성된다. 편향 플레이트(332)는 또한 플레이트(332)의 외부 표면(346)과 플레이트(312)의 표면(338)에 형성되는 구멍들(343) 사이에서 연장되는 복수의 편향 코일 스프링들(344)을 (지지대들(347)에 의해) 지지한다.
일반적으로 348로 표시되는 코일 하우징 부재는 부재(348)의 일 부분(352)의 외부 축방향 연장 표면(350)의 위에 형성되는 스플라인들(333)을 가지며, 이에 의해 고정된 하우징(348)이 고정된 케이스(317)에 스플라인 결합된다. 전자기 코일(354)은 하우징 부재(348)의 내부에 있는 캐비티(356)의 내부에 배치되며 그 결과로, 또한 고정된다. 코일(354)은 많은 감김 수를 가지며, 바람직하게는 적당한 수지의 내부에 매립되고 이에 의해 둘러싸인다. 코일 하우징(348)은 강철 또는 가단 철과 같은 상자성 재료로 이루어진다. 코일(354)이 전기를 공급받을 때, 코일(354)은 스프링들(344)의 편향 작용에 대응하여 표면(345)으로부터 하우징(348)까지 연장되는 플레이트(312)의 일 부분들(337)을 끌어 당긴다. 코일(354)은 스위치(362)의 형태의 제어기에 의해 제어되는 DC 전압 소스(360)에 의해 전기를 공급받는다. 코일(354)에 대한 배선(364)은 하우징(348)을 통과해 형성되는 통로(366)를 통해 소스(360)와 스위치(362)로부터 연장된다.
스트럿들(322)은 일반적으로 374로 표시되는 회전 가능한 노치 플레이트의 반경방향 연장 표면(372)에 형성되는, 이격된 록킹 구조들 또는 노치들(370)을 맞물기 위해 (스프링들(324)의 편향 작용에 의해) 이들의 포켓들(320)에서 회전된다. 스트럿들(322)은 플레이트(312)를 향한 플레이트(332)와 지지된 스프링들(324)의 운동 중에 록킹 구조들(370)을 맞문다. 노치 플레이트(374)는 회전의 축을 중심으로 플레이트(312)에 대하여 이의 내부에서 회전되도록 노치 플레이트(374)의 내부 축방향 연장 표면(375)의 위에 형성되는 내부 스플라인들(378)에 의해 스플라인이 형성된 회전 가능한 허브(376)에 결합된다.
스냅 링(380)은 노치 플레이트(374)와 플레이트(312)를 함께 유지하기 위해 플레이트(312)의 내부 축방향 연장 표면(365)에 형성되는 홈(382)의 내부에 배치된다. 링(380)은 (도 3의 좌측으로) 플레이트(374)의 축방향 운동을 방지하기 위해 플레이트들(374 및 312)을 함께 고정시킨다.
스트럿들(322)은 회전 축을 중심으로 상대 회전 운동의 일 방향으로 포켓 플레이트(312)에 대해 노치 플레이트(374)를 록킹하지만 회전 축을 중심으로 반대 방향으로 프리 휠링을 허용한다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 작동 구성들이 또한 가능하다. 스트럿들(322)은 코일(354)이 “온”될 때 노치 플레이트(374)를 록킹한다. 플레이트(312)가 전기자 코일(354)의 전기 공급이 중지된 후에 하우징(348)으로부터 멀어지게 이동될 때, 스트럿들(322)은 노치 플레이트(374)의 록킹을 해제한다. 전기가 공급된 코일(354)은 플레이트(312)의 일 부분(337)을 통과하고, 코일 하우징(348)과 플레이트(312)의 일 부분들(337) 사이의 작은 에어 갭들을 가로질러, 코일 하우징(348)을 통해 흐르는 것으로서 생각될 수 있는 자속 또는 자기장을 발생시킨다. 자속 밀도는 하우징(348)과 플레이트(312) 사이에 인력을 제공하기 위해 생성된다.
도 4는 본 발명에 따라 구성되는, 일반적으로 410으로 표시되는, 제어 가능한 일 방향 클러치 또는 커플링 어셈블리의 제4 실시예의 (대칭이기 때문에 단순화를 위해) 상부 절반의 부분적으로 절단되고 단면으로 도시된(그러나 어떤 크로스 해칭도 도시하지 않은) 측면 개략도이다. 어셈블리(410)는 일반적으로 412로 표시되는 환형 포켓 플레이트를 포함한다. 플레이트(412)의 외부 축방향 연장 표면(414)은 플레이트(412)를 회전 가능한 허브(417)와 일반적으로 415로 표시되는 회전 가능한 외부 하우징 부재에 결합시키기 위해 외부 스플라인들(416)을 가진다.
플레이트(412)의 내부 반경방향 연장 표면(418)에는 스트럿들(422)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 통상적으로 받아들여지고 유지되는 이격된 포켓들(420)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 형성된다. 각각의 스트럿(422)의 일 단부는 포켓(420)의 구멍의 내부에 배치되는 코일 스프링(도시되지 않음)에 의해 외측으로 편향될 수 있으며, 그 결과로 스트럿(422)은 통상적으로 이의 포켓(420)에 유지된다. 일반적으로 432로 표시되며 스프링들(424)이 지지되는 L자형 편향 전기자 플레이트 또는 부재가 스트럿(422)의 반대편 단부를 향해 이동될 때, 각각의 스트럿(422)의 반대편 단부는 스프링(424)에 의해 제어 가능하게 편향된다. 스프링들(424)은 코일 스프링들의 편향에 대응하기 위해 포켓 플레이트(412)를 통해 연장되는 홀들(419)의 내부에서 이동된다.
스프링들(424)은 플레이트(412)의 외부 반경방향 연장 표면(438)을 통해서 홀들(419)로 그리고 포켓(420)으로 연장된다. 복수의 스프링 지지대들은 스프링들(424)을 지지하기 위해 플레이트(432)의 내부 표면(442)의 위에 형성될 수 있다. 그러나, 이 실시예에서, 스프링들(424)은 플레이트(432)에 형성되는 구멍들(434)의 내부에서 지지된다. 편향 플레이트(432)는 또한 플레이트(432)의 외부 표면(445)과 부재(415)의 표면(446)의 위에 형성되는 지지대들(447) 사이에서 연장되는 복수의 편향 코일 스프링들(444)을 (지지대들(443)에 의해) 지지한다. 하우징 부재(415)의 일 부분(452)의 표면(450)은 플레이트(412)의 외부 표면(414)에 스플라인 결합되며, 그 결과로 부재(415), 포켓 플레이트(412) 및 허브(417)가 함께 회전된다.
많은 감김 수를 가지는 코일(454)은 바람직하게는 일반적으로 448로 표시되는 고정된 코일 하우징의 캐비티(456)의 내부에서 적당한 수지의 내부에 매립되고 이에 의해 둘러싸인다. 코일 하우징(448)은 강철 또는 가단 철과 같은 상자성 재료로 만들어진다. 코일(454)이 스위치(462)의 형태의 제어기에 의해 제어되는 DC 전압 소스(460)에 의해 전기를 공급받을 때, 코일(454)은 스프링들(444)의 편향 작용에 대응하여 편향 전기자 플레이트(432)의 일 부분(437)을 하우징(448)까지 끌어 당긴다. 코일(454)에 대한 배선(464)은 전압 소스(460)와 스위치(462)로부터 하우징(448)을 통과해 형성되는 통로(466)를 통해 연장된다.
스트럿들(422)은 일반적으로 474로 표시되는 회전 가능한 노치 플레이트의 반경방향 연장 표면(472)에 형성되는, 이격된 록킹 구조들 또는 노치들(470)을 맞물기 위해 (스프링들(424)의 편향 작용에 의해) 이들의 포켓들(420)에서 회전된다. 스트럿들(422)은 플레이트(412)를 향한 플레이트(432)의 운동 중에 록킹 구조들(470)을 맞문다. 노치 플레이트(474)는 회전 축을 중심으로 플레이트(412)에 대하여 이의 내부에서 회전되도록 노치 플레이트(474)의 내부 축방향 연장 표면(475)의 위에 형성되는 내부 스플라인들(478)에 의해 스플라인이 형성된 회전 가능한 허브(476)에 결합된다. 허브들(417 및 476)은 동일한 각속도로 회전될 수 있거나 회전되지 않을 수 있다.
스냅 링(480)은 플레이트(412)에 대해 노치 플레이트(474)를 유지하기 위해 플레이트(412)의 내부 축방향 연장 표면(465)에 형성되는 홈(482)의 내부에 배치된다. 링(480)은 (도 4의 좌측으로) 플레이트(474)의 축방향 운동을 방지하기 위해 플레이트들(474 및 412)을 함께 고정시킨다.
스트럿들(422)은 회전 축을 중심으로 상대 회전 운동의 일 방향으로 포켓 플레이트(412)에 대해 노치 플레이트(474)를 록킹하지만 회전 축을 중심으로 반대 방향으로 프리 휠링을 허용한다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 작동 구성들이 또한 가능하다. 스프링들(444)의 편향 작용 때문에 코일(454)이 “오프”될 때, 스트럿들(422)은 노치 플레이트(474)를 록킹한다. 플레이트(432)와 이의 지지된 스프링들(424)이 전기자 코일(454)의 전압 공급 중에 코일 하우징(448)을 향해 이동될 때, 스트럿들(422)은 노치 플레이트(474)의 록킹을 해제한다. 전압이 공급된 코일(454)은 플레이트(412)의 일 부분(437)을 통과하고, 코일 하우징(448)과 전기자 플레이트(432)의 일 부분(437) 사이의 작은 에어 갭들을 가로질러, 코일 하우징(448)을 통해 흐르는 것으로서 생각될 수 있는 자속 또는 자기장을 발생시킨다. 자속 밀도는 하우징(448)과 플레이트(432) 사이에 인력을 제공하기 위해 증가된다.
도 5는 본 발명에 따라 구성되는, 일반적으로 510으로 표시되는, 제어 가능한 일 방향 클러치 또는 커플링 어셈블리의 제5 실시예의 (대칭이기 때문에 단순화를 위해) 상부 절반의 부분적으로 절단되고 단면으로 표시된(그러나 어떤 단면 해칭도 도시하지 않은) 측면 개략도이다. 어셈블리(510)는 일반적으로 512로 표시되는 환형 포켓 플레이트를 포함한다. 플레이트(512)의 외부 축방향 연장 표면(514)은 변속기 케이스 또는 회전 가능한 허브(517’)에 플레이트(512)를 결합시키기 위해 외부 스플라인들(516)을 가진다. 그 결과로, 포켓 플레이트(512)는 이 실시예에서 고정되거나 회전될 수 있다.
플레이트(512)의 내부 반경방향 연장 표면(518)에는 스트럿들(522)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 통상적으로 받아들여지고 유지되는 이격된 포켓들(520)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 형성된다. 각각의 스트럿(522)의 일 단부는 포켓(520)의 구멍의 내부에 배치되는 코일 스프링(도시되지 않음)에 의해 외측으로 편향될 수 있으며, 그 결과로 스트럿(522)은 이의 포켓(520)에 유지된다. 각각의 스트럿(522)의 반대편 단부는 일반적으로 532로 표시되고 스프링들(524)이 (지지대들(540)에서) 지지되는 L자형 편향 전기자 플레이트 또는 부재가 코일 스프링들의 편향에 대응하기 위해 포켓 플레이트(512)를 통해 형성되는 홀들(519)의 내부에서 스트럿(522)의 반대편 단부를 향해 이동될 때 스프링(524)에 의해 제어 가능하게 편향된다.
일반적으로 548로 표시되는 코일 하우징 부재는 부재(548)의 일 부분(552)의 내부 축방향 연장 표면(550)의 위에 형성되는 스플라인들을 가지며, 이에 의해 하우징(548)이 변속기 케이스(517)에 스플라인 결합된다. 하우징(548)의 내부에 있는 캐비티(556)의 내부에 배치되는 전자기 코일(554)이 고정된다.
스프링들(524)은 플레이트(512)의 외부 반경방향 연장 표면(538)을 통해서 홀들(519)로 그리고 포켓(520)으로 연장된다. 복수의 스프링 지지대들(540)은 스프링들(524)의 단부들을 지지하기 위해 플레이트(532)의 내부 표면(542)의 위에 형성된다. 편향 플레이트(532)는 또한 스프링 지지대들(547)에서 코일 스프링 지지 부재(549)의 내부 표면(546)과 플레이트(532)의 외부 표면(545) 사이에서 연장되는 복수의 편향 코일 스프링들(544)을 (지지대들(543)에 의해) 지지한다. 스냅 링(551)은 플레이트(512)의 축방향 연장 표면(555)에 형성되는 홈(553)의 내부에 배치된다. 플레이트(532)와 부재(549)는 만약 플레이트(512)가 회전 가능하다면 플레이트(532)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(590)에 의해 하우징(548)에 대하여 플레이트(512)의 일 부분(555)과 함께 회전되도록 플레이트(512)의 일 부분(555)에 스플라인 결합된다.
코일(554)은 많은 감김 수를 가지며 바람직하게는 적당한 수지의 내부에 매립되고 이에 의해 둘러싸인다. 코일 하우징(548)은 강철 또는 가단 철과 같은 상자성 재료로 만들어진다. 코일(554)은 스위치(562)의 형태의 제어기에 의해 제어되는 DC 전압 소스(560)에 의해 전기를 공급받을 때 스프링들(544)의 편향 작용에 대응하여 도 5의 우측으로 이동되도록 편향 전기자 플레이트(532)를 끌어 당긴다. 코일(554)에 대한 배선(564)은 소스(560)와 스위치(562)로부터 하우징(548)을 통과해 형성되는 통로(566)를 통해 연장된다.
스트럿들(522)은 일반적으로 574로 표시되는 회전 가능한 노치 플레이트의 반경방향 연장 표면(572)에 형성되는, 이격된 록킹 구조들 또는 노치들(570)을 맞물기 위해 (스프링들(524)의 편향 작용에 의해) 이들의 포켓들(520)에서 회전된다. 스트럿들(522)은 플레이트(512)를 향한 플레이트(532)의 운동 중에 록킹 구조들(570)을 맞문다. 노치 플레이트(574)는 회전 축을 중심으로 플레이트(512)에 대하여 이의 내부에서 회전되도록 노치 플레이트(574)의 내부 축방향 연장 표면(575)의 위에 형성되는 내부 스플라인들(578)에 의해 스플라인이 형성된 회전 가능한 허브(도시되지 않음)에 결합된다.
스냅 링(580)은 플레이트(512)에 대해 노치 플레이트(574)를 유지하기 위해 플레이트(512)의 내부 축방향 연장 표면(565)에 형성되는 홈(582)의 내부에 배치된다. 링(580)은 (도 5의 좌측으로) 플레이트(574)의 축방향 운동을 방지하기 위해 플레이트들(574 및 512)을 함께 고정시킨다.
스트럿들(522)은 회전 축을 중심으로 상대 회전 운동의 일 방향으로 포켓 플레이트(512)에 대해 노치 플레이트(574)를 록킹하지만 회전 축을 중심으로 반대 방향으로 프리 휠링을 허용한다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 작동 구성들이 또한 가능하다. 스트럿들(522)은 코일(554)이 “오프”될 때 노치 플레이트(574)를 록킹한다. 스트럿들(522)은 플레이트(532)와 지지된 스프링들(524)이 전기자 코일(554)의 전기 공급 중에 도 5에 도시된 바와 같이 우측으로 이동될 때 노치 플레이트(574)의 록킹을 해제한다. 전기가 공급된 코일(554)은 플레이트(532)의 일 부분(537)을 통과하고, 코일 하우징(548)과 전기자 플레이트(532) 사이의 작은 에어 갭들을 가로질러, 코일 하우징(548)을 통해 흐르는 것으로서 생각될 수 있는 자속 또는 자기장을 발생시킨다. 자속 밀도는 도 5에 도시된 바와 같이 우측으로 플레이트(532)를 이동시키도록 하우징(548)과 플레이트(532) 사이에 인력을 제공하기 위해 생성된다.
도 6은 본 발명에 따라 구성되는, 일반적으로 610으로 표시되는, 제어 가능한 일 방향 클러치 또는 커플링 어셈블리의 제6 실시예의 (대칭이기 때문에 단순화를 위해) 상부 절반의 부분적으로 절단되고 단면으로 도시된(그러나 어떤 크로스 해칭도 도시하지 않은) 측면 개략도이다. 어셈블리(610)는 일반적으로 612로 표시되는 환형 포켓 플레이트를 포함한다. 플레이트(612)의 외부 축방향 연장 표면(614)은 외부 스플라인들(616)을 가지며, 이에 의해 플레이트(612)가 변속기 케이스 또는 회전 가능한 허브일 수 있는 부재(617’)에 결합되거나 스플라인 결합된다. 그 결과로, 플레이트(612)는 이 실시예에서 고정되거나 회전될 수 있다. 스플라인들(616)은 또한 플레이트(632)를 회전 가능하게 지지하는 부싱(690)에 의해 플레이트(612)와 회전되는, 일반적으로 632로 표시되는 T자형 편향 플레이트에 플레이트(612)를 결합시킨다.
플레이트(612)의 내부 반경방향 연장 표면(618)에는 스트럿들(622)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 받아들여지고 유지되는, 이격된 포켓들(620)(이들 중의 단지 하나만 도시됨)이 형성된다. 각각의 스트럿(622)의 일 단부는 포켓(620)의 구멍의 내부에 배치되는 코일 스프링(도시되지 않음)에 의해 외측으로 편향될 수 있으며, 그 결과로 스트럿(622)은 통상적으로 이의 포켓(620)에 유지된다. 각각의 스트럿(622)의 반대편 단부는 스프링들(624)이 지지되는 환형 편향 전기자 플레이트 또는 부재(632)가 스트럿(622)의 반대편 단부를 향해 이동될 때 스프링(624)에 의해 제어 가능하게 편향된다. 스프링들(624)은 코일 스프링들의 편향에 대응하기 위해 포켓 플레이트(612)를 통과하여 홀들(619)을 통해 그리고 이의 내부로 연장된다.
일반적으로 648로 표시되는 코일 하우징 부재는 부재(648)의 일 부분(652)의 내부 축방향 연장 표면(650)의 위에 형성되는 스플라인들(633)을 가지며, 이에 의해 하우징(648)이 변속기 케이스(617)에 스플라인 결합된다. 전자기 코일(654)은 하우징(648)의 내부에 있는 캐비티(656)의 내부에 배치되며, 그 결과로 전자기 코일(654)이 고정된다.
스프링들(624)은 플레이트(612)의 외부 반경방향 연장 표면(638)을 통해서 홀들(619)로 연장된다. 복수의 스프링 지지대들(640)은 스프링들(624)을 지지하기 위해 플레이트(632)의 내부 표면(642)의 위에 형성된다. 편향 플레이트(632)는 또한 플레이트(632)의 외부 표면(646)과 플레이트(612)의 표면(638)에 형성되는 구멍들(643) 사이에서 연장되는 복수의 편향 코일 스프링들(644)을 지지한다.
코일(654)은 많은 감김 수를 가지며 바람직하게는 적당한 수지의 내부에 매립되고 이에 의해 둘러싸인다. 코일 하우징(648)은 강철 또는 가단 철과 같은 상자성 재료로 만들어진다. 코일(654)은 DC 전압 소스(660)에 의해 전기를 공급받을 때 스프링들(644)의 편향 작용에 대응하여 (도 6에 도시된 바와 같이) 하우징(648)에 대해 좌측으로 이동되도록 편향 전기자 플레이트(632)의 일 부분(637)을 끌어 당긴다. 소스(660)는 스위치(662)의 형태의 제어기에 의해 제어된다. 코일(654)에 대한 배선(664)은 하우징(648)을 통과해 형성되는 통로(666)를 통해 소스(660)와 스위치(662)로부터 연장된다.
스트럿들(622)은 일반적으로 674로 표시되는 회전 가능한 노치 플레이트의 반경방향 연장 표면(672)에 형성되는, 이격된 록킹 구조들 또는 노치들(670)을 맞물기 위해 (스프링들(624)의 편향 작용에 의해) 이들의 포켓들(620)에서 회전된다. 스트럿들(622)은 플레이트(612)를 향한 플레이트(632)의 운동 중에 록킹 구조들(670)을 맞문다. 노치 플레이트(674)는 회전 축을 중심으로 플레이트(612)에 대하여 이의 내부에서 회전되도록 노치 플레이트(674)의 내부 축방향 연장 표면(675)의 위에 형성되는 내부 스플라인들(678)에 의해 스플라인이 형성된 회전 가능한 허브(676)에 결합된다.
스냅 링(680)은 플레이트(612)에 대해 노치 플레이트(674)를 유지하기 위해 플레이트(612)의 내부 축방향 연장 표면(665)에 형성되는 홈(682)의 내부에 배치된다. 링(680)은 (도 6의 좌측으로) 플레이트(674)의 축방향 운동을 방지하기 위해 플레이트들(674 및 612)을 함께 고정시킨다.
스트럿들(622)은 회전 축을 중심으로 상대 회전 운동의 일 방향으로 포켓 플레이트(612)에 대해 노치 플레이트(674)를 록킹하지만 회전 축을 중심으로 반대 방향으로 프리 휠링을 허용한다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 작동 구성들이 또한 가능하다. 스트럿들(622)은 코일(654)이 “온”되거나 전기를 공급받을 때 노치 플레이트(674)를 록킹한다. 스트럿들(622)은 전기자 코일(654)이 “오프”로 변경되어 플레이트(632)와 지지된 스프링들(624)이 스프링들(644)에 의해 도 6의 우측으로 이동될 때 노치 플레이트(674)의 록킹을 해제한다. 전기가 공급된 코일(654)은 플레이트(632)의 일 부분(637)을 통과하고, 코일 하우징(648)과 전기자 플레이트(632) 사이의 작은 에어 갭들을 가로질러, 코일 하우징(648)을 통해 흐르는 것으로서 생각될 수 있는 자속 또는 자기장을 발생시킨다. 자속 밀도는 도 6의 좌측으로 플레이트(632)를 이동시키도록 하우징(648)과 플레이트(632)의 일 부분(637) 사이에 인력을 제공하기 위해 생성된다.
예시적인 실시예들이 위에서 설명되지만, 이 실시예들이 본 발명의 모든 가능한 형태들을 설명하려고 의도되지는 않는다. 오히려, 명세서에서 사용되는 단어들은 제한을 하기 보다는 오히려 설명하기 위한 단어이며, 다양한 변경들이 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다고 이해된다. 게다가, 다양한 구현하는 실시예들의 특징들은 본 발명의 다른 실시예들을 형성하기 위해 결합될 수 있다.

Claims (30)

  1. 공통의 회전 축을 중심으로 서로에 대한 회전을 위해 지지되는 제1 및 제2 커플링 부재들로서, 상기 제1 커플링 부재는 상기 회전 축을 따라 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제1 면을 가지고 상기 제2 커플링 부재는 상기 제1 면을 마주 보고 상기 회전 축을 따라 제2 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제2 면을 가지며, 상기 제2 커플링 부재는 상기 제2 면으로부터 이격되고 상기 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 제3 면을 가지며; 상기 제2 면은 상기 회전 축을 중심으로 이격되는 한 세트의 포켓들을 가지며, 상기 세트의 각각의 포켓은 이에 의해 받아들여지는 스트럿을 가지며; 상기 스트럿들이 상기 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 상기 제1 및 제2 커플링 부재들의 상대 회전을 방지하기 위해 상기 세트의 포켓들로부터 외측으로 돌출되면 상기 제1 면은 상기 스트럿들에 의해 맞물리는 한 세트의 록킹 구조들을 가지며; 상기 제3 면은 상기 회전 축을 중심으로 이격되고 이들의 각각의 포켓들과 연통되는 한 세트의 통로들을 가지는 상기 제1 및 제2 커플링 부재들;
    지지 부재; 및
    전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리로서;
    상기 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리는:
    전자기 유도 코일이 전기를 공급받을 때 자속을 생성하기 위한 상기 전자기 유도 코일로서, 상기 지지 부재와 상기 제2 커플링 부재 중의 하나는 상기 서브어셈블리의 전기자 부재이며, 상기 전기자 부재는 상기 어셈블리의 제1 모드에 상응하는 제1 위치와 상기 어셈블리의 제2 모드에 상응하는 제2 위치 사이에서 상기 제1 커플링 부재에 대하여 상기 회전 축을 따라 제어된 시프팅 운동을 위해 설치되는 상기 전자기 유도 코일;
    상기 지지 부재에 의해 지지되는 한 세트의 액추에이터들로서, 상기 세트의 통로들의 각각의 통로는 이의 각각의 포켓 내에서 이의 각각의 스트럿을 작동시키도록 이에 의해 받아들여지는 액추에이터를 가지며, 그 결과로 이의 각각의 스트럿은 상기 전기자 부재의 위치들 중의 하나에서 상기 회전 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 회전을 위해 상기 제1 및 제2 커플링 부재들을 결합시키기 위해서 이동하여 상기 록킹 구조들과 접촉되는 상기 한 세트의 액추에이터들; 및
    상기 회전 축을 따라 상기 전기자 부재에 편향력을 가하는 적어도 하나의 편향 부재로서, 제어 힘은 상기 전기자 부재가 상기 적어도 하나의 편향 부재의 편향력에 대응하여 상기 회전 축을 따라 이의 제1 위치로부터 이의 제2 위치까지 이동되게 하기 위해 상기 코일이 전기를 공급받을 때 상기 전기자 부재에 가해지며, 상기 제어 힘의 부재 시에, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 상기 회전 축을 따라 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치까지 상기 전기자 부재를 다시 이동시키는 상기 적어도 하나의 편향 부재를 포함하는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 스트럿들은 이의 각각의 포켓의 외측으로 회전 가능하게 이동 가능한 단부를 가지는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 록킹 구조들을 향한 이들의 각각의 포켓들의 외부로의 이들의 각각의 단부들의 회전 운동에 대응하여 이들의 각각의 스트럿들을 편향시키는 한 세트의 편향 부재들을 더 포함하며,
    상기 세트의 액추에이터들은 상기 회전 축을 중심으로 상기 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 회전을 위해 상기 제1 및 제2 커플링 부재들을 결합시키기 위해서 상기 세트의 편향 부재들의 편향에 대응하고 상기 록킹 구조들과 접촉하여 이들의 각각의 스트럿들의 상기 단부들을 회전시키며,
    상기 세트의 편향 부재들은 상기 회전 축을 중심으로 상기 적어도 하나의 방향으로 상기 커플링 부재들의 상대 회전을 허용하기 위해 이들의 각각의 포켓들로 다시 각각의 스트럿의 상기 단부들을 이동시키도록 구성되는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 상기 지지 부재를 유도하기 위해 상기 제2 커플링 부재와 상기 지지 부재 사이에 배치되는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치는 오버런 위치이고, 상기 제1 모드는 오버런 모드이며, 상기 제2 위치는 록킹 위치이고, 상기 제2 모드는 록킹 모드인, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치는 록킹 위치이고, 상기 제1 모드는 록킹 모드이며, 상기 제2 위치는 오버런 위치이고, 상기 제2 모드는 오버런 모드인, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스트럿들은 적어도 하나의 포워드 스트럿을 포함하는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세트의 액추에이터들은 스프링 액추에이터들을 포함하는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 면들은 일반적으로 환형이고 상기 회전 축에 대하여 일반적으로 반경방향으로 연장되는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 서브어셈블리는 상기 코일이 수용되는 캐비티를 가지는 고정된 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 상기 제어 힘이 가해질 때 상기 전기자 부재가 상기 회전 축을 따라 이동되는 개구부를 가지는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전기자 부재는 상기 개구부에서 상기 캐비티로 이동되는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전기자 부재는 상기 개구부를 가로질러 이동되는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 서브어셈블리는 상기 지지 부재를 회전 가능하게 지지하기 위해 베어링을 더 포함하는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커플링 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 상기 제2 커플링 부재를 유도하기 위해 상기 제2 커플링 부재와 상기 지지 부재 사이에 배치되는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 상기 지지 부재를 유도하는, 오버러닝 커플링 및 제어 어셈블리.
  16. 공통의 회전 축을 중심으로 서로에 대한 회전을 위해 지지되는 제1 및 제2 클러치 부재들로서, 상기 제1 클러치 부재는 상기 회전 축을 따라 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제1 면을 가지며, 상기 제2 클러치 부재는 상기 제1 면을 마주 보고 상기 회전 축을 따라 제2 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 커플링 제2 면을 가지며, 상기 제2 클러치 부재는 상기 제2 면으로부터 이격되고 상기 제1 방향으로 축방향으로 대면되도록 배향되는 제3 면을 가지며; 상기 제2 면은 상기 회전 축을 중심으로 이격되는 한 세트의 포켓들을 가지며, 상기 세트의 각각의 포켓은 이에 의해 받아들여지는 스트럿을 가지며; 상기 스트럿들이 상기 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 상기 제1 및 제2 클러치 부재들의 상대 회전을 방지하기 위해 상기 세트의 포켓들로부터 외측으로 돌출되면 상기 제1 면은 상기 스트럿들에 의해 맞물리는 한 세트의 록킹 구조들을 가지며; 상기 제3 면은 상기 회전 축을 중심으로 이격되고 이들의 각각의 포켓들과 연통되는 한 세트의 통로들을 가지는 상기 제1 및 제2 클러치 부재들;
    지지 부재; 및
    전기기계식 액추에이터 서브어셈블리를 포함하는 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리로서;
    상기 전기기계식 액추에이터 서브어셈블리는:
    전자기 유도 코일이 전기를 공급받을 때 자속을 생성하기 위한 상기 전자기 유도 코일로서, 상기 지지 부재와 상기 제2 클러치 부재 중의 하나는 상기 서브어셈블리의 전기자 부재이며, 상기 전기자 부재는 상기 어셈블리의 제1 모드에 상응하는 제1 위치와 상기 어셈블리의 제2 모드에 상응하는 제2 위치 사이에서 상기 제1 클러치 부재에 대하여 상기 회전 축을 따라 제어된 시프팅 운동을 위해 설치되는 상기 전자기 유도 코일;
    상기 지지 부재에 의해 지지되는 한 세트의 액추에이터들로서, 상기 세트의 통로들의 각각의 통로는 이의 각각의 포켓 내에서 이의 각각의 스트럿을 작동시키기 위해 이에 의해 받아들여지는 액추에이터를 가지며, 그 결과로 이의 각각의 스트럿은 상기 전기자 부재의 위치들 중의 하나에서 상기 회전 축을 중심으로 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 회전을 위해 상기 제1 및 제2 클러치 부재들을 결합시키기 위해 이동하여 상기 록킹 구조들과 접촉되는 상기 한 세트의 액추에이터들; 및
    상기 회전 축을 따라 상기 전기자 부재에 편향력을 가하는 적어도 하나의 편향 부재로서, 제어 힘은 상기 전기자 부재가 상기 적어도 하나의 편향 부재의 편향력에 대응하여 상기 회전 축을 따라 이의 제1 위치로부터 이의 제2 위치까지 이동되게 하기 위해 상기 코일이 전기를 공급받을 때 상기 전기자 부재에 가해지며, 상기 제어 힘의 부재 시에 상기 적어도 하나의 편향 부재는 상기 회전 축을 따라 상기 제2 위치로부터 다시 상기 제1 위치까지 상기 전기자 부재를 이동시키는 상기 적어도 하나의 편향 부재를 포함하는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    각각의 상기 스트럿들은 이의 각각의 포켓의 외측으로 회전 가능하게 이동 가능한 단부를 가지는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 록킹 구조들을 향해 이들의 각각의 포켓들의 외부로 이들의 각각의 단부들의 회전 운동에 대응하여 이들의 각각의 스트럿들을 편향시키는 한 세트의 편향 부재들을 더 포함하며,
    상기 세트의 액추에이터들은 상기 회전 축을 중심으로 상기 적어도 하나의 방향으로 서로에 대한 회전을 위해 상기 제1 및 제2 클러치 부재들을 결합시키기 위해서 상기 세트의 편향 부재들의 편향에 대응하고 상기 록킹 구조들과 접촉하여 이들의 각각의 스트럿들의 상기 단부들을 회전시키며,
    상기 세트의 편향 부재들은 상기 회전 축을 중심으로 상기 적어도 하나의 방향으로 상기 클러치 부재들의 상대 회전을 허용하기 위해 이들의 각각의 포켓들로 각각의 상기 스트럿의 상기 단부들을 다시 이동시키도록 구성되는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 상기 지지 부재를 유도하기 위해 상기 제2 클러치 부재와 상기 지지 부재 사이에 배치되는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1 위치는 오버런 위치이고, 상기 제1 모드는 오버런 모드이며, 상기 제2 위치는 록킹 위치이고, 상기 제2 모드는 록킹 모드인, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 제1 위치는 록킹 위치이고, 상기 제1 모드는 록킹 모드이며, 상기 제2 위치는 오버런 위치이고, 상기 제2 모드는 오버런 모드인, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 스트럿들은 적어도 하나의 포워드 스트럿을 포함하는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 세트의 액추에이터들은 스프링 액추에이터들을 포함하는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 면들은 일반적으로 환형이고 상기 회전 축에 대하여 일반적으로 반경방향으로 연장되는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 서브어셈블리는 상기 코일이 수용되는 캐비티를 가지는 고정된 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 상기 제어 힘이 가해질 때 상기 전기자 부재가 상기 회전 축을 따라 이동되는 개구부를 가지는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 전기자 부재는 상기 개구부에서 상기 캐비티로 이동되는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 전기자 부재는 상기 개구부를 가로질러 이동되는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 서브어셈블리는 상기 지지 부재를 회전 가능하게 지지하기 위해 베어링을 더 포함하는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 제2 클러치 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 상기 제2 클러치 부재를 유도하기 위해 상기 제2 클러치 부재와 상기 지지 부재 사이에 배치되는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
  30. 제16항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 전기자 부재이며, 상기 적어도 하나의 편향 부재는 이의 제1 위치를 향해 상기 지지 부재를 유도하는, 오버러닝 클러치 및 제어 어셈블리.
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