KR20150069995A - 액추에이터 커플링 메커니즘 - Google Patents

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KR20150069995A
KR20150069995A KR1020140113990A KR20140113990A KR20150069995A KR 20150069995 A KR20150069995 A KR 20150069995A KR 1020140113990 A KR1020140113990 A KR 1020140113990A KR 20140113990 A KR20140113990 A KR 20140113990A KR 20150069995 A KR20150069995 A KR 20150069995A
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KR
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linear motor
differential
shift element
coupling mechanism
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KR1020140113990A
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헨릭 지에리룩
Original Assignee
이-에이에이엠 드라이브라인 시스템스 에이비
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Publication date
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Abstract

구동 모듈에 채용될 수 있는 유형의 액추에이터를 위한 액추에이터 커플링 메커니즘(ACM). ACM은 두 부분 상의 맞물림 특징부가 공구 없는 방식으로 서로 맞물리도록 한 부분을 다른 한 부분 내로 투입함으로써 축 방향으로 결합되는 제1 및 제2 부분을 구비한다.

Description

액추에이터 커플링 메커니즘{ACTUATOR COUPLING MECHANISM}
본 개시는 액추에이터 커플링 메커니즘에 관한 것이다.
일 세트의 차량 휠에 추진력을 제공하기 위한 추진 모드 및 차량의 안정성을 개선하기 위해 일 세트의 차량 휠에 토크 차이가 인가되는 토크-벡터링(torque-vectoring) 모드로 채용될 수 있는 다중-모드 구동 모듈이 미국 특허 출원 공개 제2012/0058855호에 개시된다. 일 실시예에서, 슬리브를 제1 위치(구동 모듈을 추진 모드로 작동시키기 위한)와 제2 위치(구동 모듈을 토크 벡터링 모드로 작동시키기 위한) 사이에서 시프트 포크(shift fork)를 통해 이동시키기 위해 선형 액추에이터가 채용된다. 선형 액추에이터를 시프트 포크에 결합시키기 위한 종래의 방법이 시프트 포크를 제거하기 위해 구동 모듈의 실질적인 분해를 필요로 할 수 있는 것에 주목하였다. 그러한 구성이 그 의도된 목적에 효과가 있지만, 개선된 액추에이터 커플링 메커니즘의 필요성이 당업계에 여전히 존재한다.
본 섹션은 본 개시의 개요를 제공하고, 그 전체 범위 또는 그 특징 모두의 포괄적인 개시가 아니다.
일 형태에서, 본 교시는 모터, 변속기 및 차동 장치 조립체, 및 모드 액추에이터를 구비하는 구동 모듈을 제공한다. 변속기 및 차동 장치 조립체는 출력 샤프트에 의해 구동되고, 변속기 조립체와 차동 장치 조립체를 포함한다. 차동 장치 조립체는 차동 장치 케이스, 제1 차동 장치 출력부 및 제2 차동 장치 출력부를 구비한다. 모드 액추에이터는 시프트 요소, 리니어 모터 및 액추에이터 커플링 메커니즘을 구비한다. 시프트 요소는 제1 출력 부재, 제2 출력 부재 및 차동 장치 케이스 중 적어도 하나가 모터에 의해 구동되는 제1 모드로 변속기 및 차동 장치 조립체가 작동하게 하는 제1 위치와, 변속기 및 차동 장치 조립체가 상이한 제2 모드로 작동하게 하는 제2 위치 사이에서 병진 운동가능하다. 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 요소와 리니어 모터 사이의 링크 장치 내에 배치되고, 제1 로드의 단부 내에 형성되는 U자형 요홈(recess) 내로 연장되는 구동 러그와, 원주 방향으로 연장되는 홈이 내부에 형성되는 제2 로드를 포함한다. 제2 로드는 구동 러그가 원주 방향으로 연장되는 홈 내에 수용되어 공동 축방향 운동을 위해 제2 로드를 제1 로드에 결합시키도록 U자형 요홈 내에 수용된다.
다른 형태에서, 본 교시는 모터, 변속기 및 차동 장치 조립체, 및 모드 액추에이터를 포함하는 구동 모듈을 제공한다. 변속기 및 차동 장치 조립체는 모터에 의해 구동되고, 변속기 조립체와 차동 장치 조립체를 포함한다. 차동 장치 조립체는 차동 장치 케이스, 제1 차동 장치 출력부 및 제2 차동 장치 출력부를 구비한다. 모드 액추에이터는 시프트 요소, 리니어 모터 및 액추에이터 커플링 메커니즘을 구비한다. 시프트 요소는 제1 출력 부재, 제2 출력 부재 및 차동 장치 케이스 중 적어도 하나가 모터에 의해 구동되는 제1 모드로 변속기 및 차동 장치 조립체가 작동하게 하는 제1 위치와, 변속기 및 차동 장치 조립체가 상이한 제2 모드로 작동하게 하는 제2 위치 사이에서 병진 운동가능하다. 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 요소와의 병진 운동을 위해 시프트 요소에 결합되는 제1 부분과, 리니어 모터의 출력부와의 병진 운동을 위해 리니어 모터의 출력부에 결합되는 제2 부분을 구비한다. 제1 및 제2 부분 중 하나는 홈을 한정하고, 홈 내에 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 수용된다. 액추에이터 커플링 메커니즘은 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 제1 및 제2 부분 중 하나 내로 투입되도록 허용하여 시프트 요소를 리니어 모터의 출력부에 공구 없는 방식으로 결합시키는 한 쌍의 맞물림 구동 러그를 더 포함한다.
또 다른 형태에서, 본 교시는 시프트 요소, 리니어 모터, 및 액추에이터 커플링 메커니즘을 포함하는 모드 액추에이터를 제공한다. 시프트 요소는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 병진 운동 축을 따라 병진 운동가능하다. 리니어 모터는 출력부를 구비한다. 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 요소와의 병진 운동을 위해 시프트 요소에 결합되는 제1 부분과, 리니어 모터의 출력부와의 병진 운동을 위해 리니어 모터의 출력부에 결합되는 제2 부분을 구비한다. 제1 및 제2 부분 중 하나는 요홈을 한정하고, 요홈 내에 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 수용된다. 요홈은 병진 운동 축을 따라 연장된다. 액추에이터 커플링 메커니즘은 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 제1 및 제2 부분 중 하나 내로 투입되도록 허용하여 시프트 요소를 리니어 모터의 출력부에 공구 없는 방식으로 결합시키는 한 쌍의 맞물림 구동 러그를 또한 포함한다.
또 다른 형태에서, 본 교시는 커플링 메커니즘을 갖춘 링크 장치를 제공한다. 링크 장치는 제1 및 제2 로드를 포함한다. 커플링 메커니즘은 제1 로드의 단부 내에 형성되는 U자형 요홈을 포함한다. 구동 러그가 제1 로드에 결합될 수 있고, U자형 요홈 내로 연장될 수 있다. 원주 방향으로 연장되는 홈이 제2 로드의 단부 내에 형성될 수 있다. 제2 로드의 단부는 구동 러그가 원주 방향으로 연장되는 홈 내에 수용되어 공동 축방향 운동을 위해 제2 로드를 제1 로드에 결합시키도록 제1 로드의 단부 내의 U자형 요홈 내에 수용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 홈은 제1 로드의 단부 내에 형성될 수 있으며, 구동 러그는 제2 로드에 결합되고 제2 로드로부터 반경 방향 외향으로 연장될 수 있다.
본 명세서에 제공된 설명으로부터 또 다른 적용 분야가 명백해질 것이다. 본 개요의 설명과 특정 예는 단지 예시의 목적으로 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 명세서에 기술된 도면은 모든 가능한 구현예가 아닌 단지 선택된 실시예의 예시적인 목적을 위한 것이고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은 본 개시의 교시에 따라 구성된 구동 모듈을 갖춘 예시적인 차량의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 모듈의 개략도이다.
도 3은 모드 액추에이터의 일부분을 예시한, 도 1에 도시된 구동 모듈의 일부분의 분해 사시도이다.
도 4는 포크 로드의 단부를 통해 종방향으로 취해진 모드 액추에이터의 일부분의 단면도이다.
도 5는 솔레노이드 로드의 단부를 통해 종방향으로 취해진 모드 액추에이터의 일부분의 단면도이다.
도 6은 포크 로드 및 솔레노이드 로드를 통해 종방향으로 취해진 모드 액추에이터의 일부분의 단면도이다.
대응하는 도면 부호는 도면의 여러 도면 전반에 걸쳐 대응하는 부품을 가리킨다.
도면의 도 1을 참조하면, 예시적인 차량(10)이 본 개시의 교시에 따라 구성되는 구동 모듈(12)을 구비하는 것으로 예시된다. 구동 모듈(12)은 한 쌍의 차량 휠(14a, 14b)을 구동시키기 위해 채용될 수 있다. 특히 제공된 예에서, 구동 모듈(12)은 후방 차량 휠(14a, 14b)을 선택적으로 구동시키기 위해 채용되는 한편(즉, 구동 모듈은 파트-타임(part-time) 방식으로 작동되는 2차 동력 전달 장치의 일부일 수 있음), 종래의 내연 기관(16)과 변속기(18)는 일 세트의 전방 차량 휠(20)을 풀-타임(full-time) 방식으로 구동시키기 위해 채용된다. 그러나, 본 개시의 교시가 다양한 구성에 적용되는 것이 인식될 것이며, 따라서 본 명세서에서 논의되고 첨부 도면에 예시되는 특정 예가 단지 예시적인 것이 이해될 것이다.
도 2에서, 구동 모듈(12)은 하우징(30), 모터(32), 변속기 및 차동 장치 조립체(34), 감속 구동 장치(36), 모드 액추에이터(38), 제1 및 제2 출력 부재(40, 42), 및 파크 록(park lock)(44)을 포함할 수 있다. 하우징(30)은 모터(32)와 변속기 및 차동 장치 조립체(34)를 내장하도록 구성될 수 있다.
모터(32)는 전기 모터 또는 유압 모터와 같은, 회전력을 제공하기 위한 임의의 유형의 장치일 수 있다. 모터(32)는 변속기 및 차동 장치 조립체(34)를 추진 모드 및/또는 토크 벡터링 모드와 같은 하나 이상의 모드로 구동시키도록 구성될 수 있다.
변속기 및 차동 장치 조립체(34)는 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)에 회전력을 출력하도록 구성될 수 있고, 변속기 조립체(50)와 차동 장치 조립체(52)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 출력 부재(14a, 14b)는 변속기 및 차동 장치 조립체(34)로부터 각각 후방 차량 휠(14a, 14b)로 회전력을 전달할 수 있다.
변속기 조립체(50)는 제1 및 제2 출력 부재(40, 42) 및/또는 차동 장치 조립체(52)에 대해 동축으로 장착될 수 있다. 변속기 조립체(50)는 제1 유성 기어 세트(56)와 제2 유성 기어 세트(58)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 유성 기어 세트(56, 58)는 동일한 기어비를 가질 수 있고, 제1 유성 기어 세트(56)의 구성요소 중 하나 이상이 제2 유성 기어 세트(58)의 관련 구성요소(들)와 호환가능하도록 구성될 수 있다.
제1 유성 기어 세트(56)는 제1 태양 기어(60), 복수의 제1 유성 기어(62), 제1 링 기어(64), 및 제1 유성 캐리어(66)를 포함할 수 있다. 제1 태양 기어(60)는 제1 출력 부재(40) 주위에 동심으로 장착될 수 있는 대체로 중공형 구조체일 수 있다. 제1 유성 기어(62)는 제1 유성 기어(62)의 치형부가 제1 태양 기어(60)의 치형부와 치합되도록 제1 태양 기어(60) 주위로 원주 방향으로 이격될 수 있다. 마찬가지로, 제1 링 기어(64)는 제1 유성 기어(62)의 치형부가 제1 링 기어(64) 상의 치형부와 치합되도록 제1 유성 기어(62) 주위에 동심으로 배치될 수 있다. 제1 링 기어(64)는 변속기 하우징(30) 내에 회전가능하게 배치될 수 있다. 변속기 하우징(30)은 차동 장치 조립체(52)를 내장하는 차동 장치 하우징(30)에 회전불가하게 결합될 수 있다. 제1 유성 캐리어(66)는 제1 캐리어 몸체(72)와 제1 캐리어 몸체(72)에 확고하게 결합될 수 있는 복수의 제1 핀(74)을 포함할 수 있다. 제1 캐리어 몸체(72)는 제1 캐리어 몸체(72)와 제1 출력 부재(40)가 동시 회전하도록 제1 출력 부재(40)에 결합될 수 있다. 용접 및 맞물림 치형부 또는 스플라인을 비롯한 임의의 적합한 수단이 제1 캐리어 몸체(72)를 제1 출력 부재(40)에 결합시키기 위해 채용될 수 있다. 제1 핀(74) 각각은 제1 유성 기어(62) 중 관련 제1 유성 기어 내에 수용될 수 있고, 제1 핀(74)의 종축을 중심으로 하는 회전을 위해 제1 유성 기어(62) 중 관련 제1 유성 기어를 지지할 수 있다.
제2 유성 기어 세트(58)는 제2 태양 기어(80), 복수의 제2 유성 기어(82), 제2 링 기어(84), 및 제2 유성 캐리어(86)를 포함할 수 있다. 제2 태양 기어(80)는 제1 출력 부재(40) 주위에 동심으로 장착될 수 있는 대체로 중공형 구조체일 수 있다. 제2 태양 기어(80)는 제1 태양 기어(60)에 회전불가하게 결합될 수 있다(예컨대, 제1 및 제2 태양 기어(60, 80)는 일체로 하나로 형성될 수 있음). 제2 유성 기어(82)는 제2 유성 기어(82) 상의 치형부가 제2 태양 기어(80)의 치형부와 치합되도록 제2 태양 기어(80) 주위로 원주 방향으로 이격될 수 있다. 제2 링 기어(84)는 제2 유성 기어(82)의 치형부가 제2 링 기어(84) 상의 치형부와 치합되도록 제2 유성 기어(82) 주위에 동심으로 배치될 수 있다. 제2 링 기어(84)는 변속기 하우징(30)에 회전불가하게 결합될 수 있다. 제2 유성 캐리어(86)는 제2 캐리어 몸체(92)와 제2 캐리어 몸체(92)에 확고하게 결합될 수 있는 복수의 제2 핀(94)을 포함할 수 있다. 제2 캐리어 몸체(92)는 제2 캐리어 몸체(92)와 차동 장치 케이스(96)가 동시 회전하도록 차동 장치 조립체(52)의 차동 장치 하우징 또는 케이스(96)에 결합될 수 있다. 제2 핀(94) 각각은 제2 유성 기어(82) 중 관련 제2 유성 기어 내에 수용될 수 있고, 제2 핀(94)의 종축을 중심으로 하는 회전을 위해 제2 유성 기어(82) 중 관련 제2 유성 기어를 지지할 수 있다.
제1 및 제2 유성 기어 세트(56, 58)는 공통 종축(98)(즉, 제1 및 제2 태양 기어(60, 80)를 통해 연장될 수 있는 축)을 중심으로 함께 정렬될 수 있고, 공통 종축(98)을 따라 축방향으로 서로 편위될 수 있다.
차동 장치 케이스(96)에 더하여, 차동 장치 조립체(52)는 차동 장치 케이스(96)로부터 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)로 회전력을 전달하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 회전력 전달 수단은 제1 차동 장치 출력부(100)와 제2 차동 장치 출력부(102)를 포함할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 회전력 전달 수단은 차동 장치 케이스(96) 내에 내장되는 그리고 제1 사이드 기어(106), 제2 사이드 기어(108), 크로스-핀(110) 및 복수의 피니언 기어(112)를 구비하는 차동 기어 세트(104)를 포함한다. 제1 및 제2 사이드 기어(106, 108)는 차동 장치 케이스(96)의 회전축(98)을 중심으로 회전가능하게 배치될 수 있고, 각각 제1 및 제2 차동 장치 출력부(100, 102)를 포함할 수 있다. 제1 출력 부재(40)는 공동 회전을 위해 제1 사이드 기어(106)에 결합될 수 있는 한편, 제2 출력 부재(42)는 공동 회전을 위해 제2 사이드 기어(108)에 결합될 수 있다. 크로스-핀(110)은 차동 장치 케이스(96)의 회전축(98)에 대체로 수직하게 차동 장치 케이스(96)에 장착될 수 있다. 피니언 기어(112)는 크로스-핀(110) 상에 회전가능하게 장착될 수 있고, 제1 및 제2 사이드 기어(106, 108)와 치합될 수 있다.
차동 장치 조립체(52)가 베벨 피니언 및 사이드 기어를 채용하는 것으로 예시되었지만, 헬리컬 피니언 및 사이드 기어 또는 유성 기어 세트를 채용하는 차동 메커니즘을 비롯한 다른 유형의 차동 메커니즘이 채용될 수 있는 것이 인식될 것이다. 또한, 대안에서 차동 장치 케이스(96)로부터 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)로 회전력을 전달하기 위한 다른 수단이 채용될 수 있는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)로의 회전력의 전달을 제어하기 위해 하나 이상의 클러치(예컨대, 마찰 클러치)가 채용될 수 있다. 다른 예로서, 제1 및 제2 출력 부재(40, 42) 사이의 속도 차이를 허용하는 메커니즘 대신에 중실형 샤프트가 채용될 수 있다.
감속 구동 장치(36)는 모터(32)와 제1 유성 기어 세트(56) 사이에서 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 감속 구동 장치(36)는 감속 입력 부재(120)와 감속 출력 부재(122)를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 다양한 기어가 감속 입력 및 출력 부재(120, 122) 사이에 배치될 수 있지만, 제공된 특정 예에서, 감속 입력 부재(120)는 감속 출력 부재(122)에 치합된다(그리고 감속 출력 부재를 직접 구동시킴). 감속 입력 부재(120)는 모터(32)의 출력 샤프트(126)와의 회전을 위해 모터의 출력 샤프트에 결합될 수 있는 피니언일 수 있다. 감속 출력 부재(122)는 제1 출력 부재(40) 및 제1 유성 기어 세트(56) 주위에 회전가능하게 장착될 수 있는 링 기어일 수 있다.
모드 액추에이터(38)는 변속기 조립체(50)에 회전력을 투입할 수 있는 시프트 요소(152)를 포함할 수 있다. 시프트 요소(152)는 감속 출력 부재(122)의 맞물림 치형(toothed) 내부 표면(156)에 회전불가하게 그러나 축방향으로 활주가능하게 맞물릴 수 있는 치형 외부 표면(154), 제1 링 기어(64) 상에 형성되는 대응하는 치형부(162)에 선택적으로 맞물릴 수 있는 일 세트의 제1 내부 치형부(160), 및 제2 유성 캐리어(86) 상에 형성되는 대응하는 치형부(166)에 선택적으로 맞물릴 수 있는 일 세트의 제2 내부 치형부(164)를 갖춘 슬리브일 수 있다.
모드 액추에이터(38)는 또한 리니어 모터(180), 클러치 포크(182), 포크 로드(184), 및 액추에이터 커플링 메커니즘(186)을 포함할 수 있다. 리니어 모터(180)는 공압 실린더, 유압 실린더, 볼 스크류 또는 잭 스크류와 같은 임의의 유형의 리니어 모터일 수 있다. 제공된 특정 예에서, 리니어 모터(180)는 솔레노이드 몸체(192)와 솔레노이드 로드(194)를 갖춘 솔레노이드를 포함한다. 솔레노이드 몸체(192)는 하우징(30)에 확고하게 결합될 수 있다. 솔레노이드 로드(194)는 축방향으로 이동가능하다. 클러치 포크(182)는 클러치 포크(182)의 운동이 시프트 요소(152)의 대응하는 축방향 운동을 유발하도록 종래의 방식으로 시프트 요소(152)에 장착된다.
추가로 도 3 내지 도 6을 참조하면, 액추에이터 커플링 메커니즘(186)은 시프트 요소(152)와 솔레노이드 로드(194)와 같은, 리니어 모터(180)의 출력부 사이의 링크 장치일 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 커플링 메커니즘(186)은 솔레노이드 로드(194)를 포크 로드(184)에 결합시킬 수 있고, 제1 부분(200)과 제2 부분(202)을 포함할 수 있다. 제1 부분(200)은 포크 로드(184) 및 솔레노이드 로드(194) 중 첫 번째 것에 결합될 수 있는 한편, 제2 부분(202)은 포크 로드(184) 및 솔레노이드 로드(194) 중 다른 하나의 것에 결합될 수 있다. 제공된 예에서, 제1 부분(200)은 포크 로드(184)에 결합되고, 제2 부분(202)은 솔레노이드 로드(194)에 결합된다.
제1 부분(200)은 포크 로드(184)의 종축(즉, 포크 로드(184)가 병진 운동하는 축)을 따라 연장될 수 있는 요홈(206)과, 포크 로드(184)에 고정될 수 있는 그리고 요홈(206) 내로 연장될 수 있는 구동 러그(208)를 포함할 수 있다. 요홈(206)은 솔레노이드 로드(194)의 단부(210)를 수용하도록 크기지어질 수 있다. 제2 부분(202)은, 솔레노이드 로드(194)의 단부(210)에 확고하게 결합되고 구동 러그(208)와 맞물리도록 구성될 수 있는 맞물림 구동 러그(212)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 맞물림 구동 러그(212)는 포크 단부(184)가 솔레노이드 로드(194)와의 축방향 운동을 위해 솔레노이드 로드에 결합되도록 공구 없는 확고한 방식으로 구동 러그(208)와 맞물리도록 구성된다. 제공된 특정 예에서, 구동 러그(208)는 한 쌍의 제1 벽 부재(222)를 한정하는 리브(220)를 포함하는 한편, 맞물림 구동 러그(212)는 홈(226)에 의해 한정되는 한 쌍의 제2 벽 부재(224)를 포함한다. 리브(220)는 요홈(206)의 일부분 주위로 원주 방향 방식으로 연장될 수 있고, 포크 로드(184)의 종축에 대체로 수직하게 배향될 수 있다. 홈(226)은 솔레노이드 로드(194)의 원주 주위로 연장될 수 있고, 제1 벽 부재(222) 각각이 제2 벽 부재(224) 중 관련 제2 벽 부재에 인접하도록 리브(220)를 수용하게 구성될 수 있다.
구동 러그(208)와 맞물림 구동 러그(212)에 대해 도시된 이러한 특정 구성은 그 기계 가공의 비교적 용이함 때문에 그리고 포크 로드(184)에 대한 솔레노이드 로드(194)의 회전을 허용하도록 선택되었다. 그러나, 구동 러그(208)와 맞물림 구동 러그(212)가 상이하게 구성될 수 있는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 구동 러그(208) 및 맞물림 구동 러그(212) 중 하나가 구멍(미도시)을 포함할 수 있고, 구동 러그(208) 및 맞물림 구동 러그(212) 중 다른 하나가 구멍 내에 수용될 수 잇는 포스트(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 방식의 구성은 포크 로드(184)가 솔레노이드 로드(194)에 축방향으로 결합되도록 허용할 것이지만, 그것들 사이의 상대 회전을 허용하지 않을 것이다.
제2 커플링 부분이 제1 커플링 부분 내에 수용된 후(구동 러그(208)가 맞물림 구동 러그(212)에 맞물리도록), 솔레노이드 로드(194)의 종축이 포크 로드(184)의 종축에 정렬되도록 리니어 모터(180)가 하우징(30)에 확고하게 고정될 수 있는 것이 인식될 것이다. 이러한 방식의 구성은 리니어 모터(80)의 "드롭-인(drop-in)" 장착을 허용하고, 시프트 포크 로드(84)와 솔레노이드 로드(194)가 하우징(30)에 장착되는 동안 포크 로드(184)가 솔레노이드 로드(194)로부터 맞물림 해제되도록 허용하지 않는다.
구동 모듈(12)은 감속 출력 부재(122), 시프트 요소(152) 및 제1 링 기어(64)가 동시 회전하도록 감속 출력 부재(122)를 제1 링 기어(64)에 결합시키기 위한(제1 링 기어(64) 상의 치형부(162)에 대한 일 세트의 제1 내부 치형부(160)의 맞물림을 통해) 제1 위치에 시프트 요소(152)가 위치되는 토크 벡터링 모드로 작동될 수 있다. 시프트 요소(152)가 제1 위치에 있을 때 일 세트의 제2 내부 치형부(164)가 제2 유성 캐리어(86) 상의 치형부(166)로부터 맞물림 해제되는 것이 인식될 것이다.
모터(32)가 작동될 때(즉, 제공된 예에서 모터(32)의 출력 샤프트(126)가 회전할 때), 모터(32), 감속 구동 장치(36) 및 시프트 요소(152)는 제1 유성 기어 세트(56)의 제1 링 기어(64)에 회전력을 인가하도록 협동할 수 있다. 제1 링 기어(64)에 의해 수용된 회전력은 제1 유성 기어(62)와 제1 유성 캐리어(66)를 통해 제1 출력 부재(40)로 전달되는 한편, 반작용이 제1 태양 기어(60)에 인가되어, 제1 태양 기어(60)가 제1 유성 캐리어(66)와 반대되는 방향으로 회전한다. 제1 태양 기어(60)의 회전은 제2 태양 기어(80)의 대응하는 회전을 유발하여, 제2 유성 기어(82)를 구동시킨다. 제2 링 기어(84)가 변속기 하우징(30)에 회전가능하게 고정되기 때문에, 제2 유성 기어(82)의 회전은 제1 유성 캐리어(66)의 회전 방향과 반대되는 방향으로의 제2 유성 캐리어(86)의 회전을 유발한다. 따라서, 제2 유성 캐리어(86)로부터 차동 장치 케이스(96)로(그리고 차동 장치 조립체(52)를 통해 제2 출력 부재(42)로) 전달되는 회전력(즉, 토크)의 크기는 제1 유성 캐리어(66)로부터 제1 출력 부재(40)로 전달되는 회전력(즉, 토크)의 크기와 동일하지만 반대이다.
따라서, 결과적으로, 모터(32)에 의해 각각 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)에 유도되는 토크는 반대 방향이다. 또한, 제1 및 제2 유성 기어 세트(56, 58)가 차동 장치 조립체(52)를 통해 작동가능하게 결합되기 때문에, 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)에서의 유도된 토크의 크기는 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 정방향 토크가 제1 출력 부재(40)로 전달되면(제1 회전 방향으로의 모터(32)의 출력 샤프트(126)의 회전을 통해), 동일한 역방향 토크가 제2 출력 부재(42)로 전달된다. 유사하게, 역방향 토크가 제1 출력 부재(40)로 전달되면(제1 회전 방향과 반대되는 제2 회전 방향으로의 모터(32)의 출력 샤프트(126)의 회전을 통해), 동일한 정방향 토크가 제2 출력 부재(42)로 전달된다. 바꾸어 말하면, 변속기 및 차동 장치 조립체(34)는 가각 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)를 통해 각각 후방 차량 휠(14a, 14b)로 전달되는, 제1 및 제2 차동 장치 출력부(100, 102) 사이의 토크 차이를 생성하기 위해 채용될 수 있다.
구동 모듈(12)은 모터(32)에 의해 제공되는 회전력이 차동 장치 케이스(96)에 투입되고 차동 장치 조립체(52)를 통해 제1 및 제2 출력 부재(40, 42)에 인가되도록 감속 출력 부재(122)를 제2 유성 캐리어(86)에 결합시키기 위한(제2 유성 캐리어(86) 상의 치형부(166)와 일 세트의 제2 내부 치형부(164)의 맞물림을 통해) 제2 위치에 시프트 요소(152)가 위치되는 구동 모드로 작동될 수 있다. 시프트 요소(152)가 제2 위치에 있을 때 시프트 요소(152) 상의 일 세트의 제1 내부 치형부(160)가 제1 링 기어(64) 상의 치형부(162)로부터 맞물림 해제될 수 있는 것이 인식될 것이다. 또한, 변속기 및 차동 장치 조립체(34)가 구동 모드로 작동될 때 모터(32)에 의해 제공되는 회전력이 차량(10)(도 1)을 추진시키기(또는 추진시키는 것을 돕기) 위한 추진력을 위해 채용되는 것이 인식될 것이다.
구동 모듈(12)은 또한 감속 출력 부재(122)가 제1 유성 기어 세트(56), 제2 유성 기어 세트(58) 및 차동 장치 케이스(96)로부터 분리되도록 시프트 요소(152)가 감속 출력 부재(122)를 제1 링 기어(64) 및 제2 유성 캐리어(86) 둘 모두로부터 분리시킬 수 있는 중립 모드에 놓일 수 있다. 제공된 예에서, 시프트 요소(152)는 일 세트의 제1 내부 치형부(160) 및 일 세트의 제2 내부 치형부(164)가 축방향으로 제1 링 기어(64) 상의 치형부(162)와 제2 유성 캐리어(86) 상의 치형부(166) 사이에 배치되고 그로부터 맞물림 해제되도록 제1 및 제2 위치 사이의 제3 위치에 위치될 수 있다. 따라서, 시프트 요소(152)를 제3 위치에 배치하는 것은 모터(32)를 제1 유성 기어 세트(56), 제2 유성 기어 세트(58) 및 차동 장치 케이스(96)로부터 분리시킨다.
전술한 실시예의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 그것은 완전하거나 본 개시를 제한하도록 의도되지 않는다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징부가 일반적으로 특정 실시예로 제한되지 않으며, 해당되는 경우, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도, 호환가능하고 선택된 실시예에 사용될 수 있다. 그것은 또한 많은 방식으로 변할 수 있다. 그러한 변화는 본 개시로부터의 이탈로 간주되지 않아야 하며, 모든 그러한 변경은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (16)

  1. 구동 모듈이며,
    모터;
    모터에 의해 구동되는 변속기 및 차동 장치 조립체 - 상기 변속기 및 차동 장치 조립체는 변속기 조립체와 차동 장치 조립체를 구비하고, 차동 장치 조립체는 차동 장치 케이스, 제1 차동 장치 출력부 및 제2 차동 장치 출력부를 구비함 - ; 및
    시프트 요소, 리니어 모터 및 액추에이터 커플링 메커니즘을 구비하는 모드 액추에이터 - 상기 시프트 요소는 제1 출력 부재, 제2 출력 부재 및 차동 장치 케이스 중 적어도 하나가 모터에 의해 구동되는 제1 모드로 변속기 및 차동 장치 조립체가 작동하게 하는 제1 위치와, 변속기 및 차동 장치 조립체가 상이한 제2 모드로 작동하게 하는 제2 위치 사이에서 병진 운동가능하고, 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 요소와 리니어 모터 사이의 링크 장치이며, 액추에이터 커플링 메커니즘은 제1 로드의 단부 내에 형성되는 U자형 요홈 내로 연장되는 구동 러그와, 원주 방향으로 연장되는 홈이 내부에 형성되는 제2 로드를 포함하고, 제2 로드는 구동 러그가 원주 방향으로 연장되는 홈 내에 수용되어 공동 축방향 운동을 위해 제2 로드를 제1 로드에 결합시키도록 U자형 요홈 내에 수용됨 -
    를 포함하는 구동 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    구동 러그는 서로 이격되는 한 쌍의 제1 벽을 갖춘 리브를 포함하는 구동 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    홈은 한 쌍의 제2 벽을 한정하고, 제1 벽 각각은 제2 벽들 중 관련 제2 벽에 인접하는 구동 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    리니어 모터는 솔레노이드를 포함하는 구동 모듈.
  5. 제5항에 있어서,
    시프트 요소는 슬리브를 포함하는 구동 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    슬리브에 시프트 포크가 맞물리고, 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 포크와 리니어 모터의 출력부 사이에 배치되는 구동 모듈.
  7. 구동 모듈이며,
    모터;
    모터에 의해 구동되는 변속기 및 차동 장치 조립체 - 상기 변속기 및 차동 장치 조립체는 변속기 조립체와 차동 장치 조립체를 포함하고, 차동 장치 조립체는 차동 장치 케이스, 제1 차동 장치 출력부 및 제2 차동 장치 출력부를 구비함 - ; 및
    시프트 요소, 리니어 모터 및 액추에이터 커플링 메커니즘을 구비하는 모드 액추에이터 - 상기 시프트 요소는 제1 출력 부재, 제2 출력 부재 및 차동 장치 케이스 중 적어도 하나가 모터에 의해 구동되는 제1 모드로 변속기 및 차동 장치 조립체가 작동하게 하는 제1 위치와, 변속기 및 차동 장치 조립체가 상이한 제2 모드로 작동하게 하는 제2 위치 사이에서 병진 운동가능하고, 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 요소와의 병진 운동을 위해 시프트 요소에 결합되는 제1 부분과, 리니어 모터의 출력부와의 병진 운동을 위해 리니어 모터의 출력부에 결합되는 제2 부분을 구비하며, 제1 및 제2 부분 중 하나는 홈을 한정하고, 홈 내에 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 수용되고, 액추에이터 커플링 메커니즘은 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 제1 및 제2 부분 중 하나 내로 투입되도록 허용하여 시프트 요소를 리니어 모터의 출력부에 공구 없는 방식으로 결합시키는 한 쌍의 맞물림 구동 러그를 더 포함함 -
    를 포함하는 구동 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    맞물림 구동 러그는 제1 구동 러그와 제2 구동 러그를 포함하고, 제1 구동 러그는 리니어 모터의 출력부가 병진 운동하는 축 주위에 부분적으로 배치되는 리브를 포함하는 구동 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    제2 구동 러그는 홈에 의해 한정되고, 홈 내에 제1 구동 러그의 리브가 수용되는 구동 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    시프트 요소는 슬리브인 구동 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    슬리브에 시프트 포크가 맞물리고, 액추에이터 커플링 메커니즘은 시프트 포크와 리니어 모터의 출력부 사이에 배치되는 구동 모듈.
  12. 액추에이터이며,
    제1 위치와 제2 위치 사이에서 병진 운동 축을 따라 병진 운동가능한 시프트 요소;
    출력부를 구비하는 리니어 모터; 및
    시프트 요소와의 병진 운동을 위해 시프트 요소에 결합되는 제1 부분과, 리니어 모터의 출력부와의 병진 운동을 위해 리니어 모터의 출력부에 결합되는 제2 부분을 구비하는 액추에이터 커플링 메커니즘 - 상기 제1 및 제2 부분 중 하나는 요홈을 한정하고, 요홈 내에 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 수용되고, 요홈은 병진 운동 축을 따라 연장되며, 액추에이터 커플링 메커니즘은 제1 및 제2 부분 중 다른 하나가 제1 및 제2 부분 중 하나 내로 투입되도록 허용하여 시프트 요소를 리니어 모터의 출력부에 공구 없는 방식으로 결합시키는 한 쌍의 맞물림 구동 러그를 더 포함함 -
    을 포함하는 액추에이터.
  13. 제12항에 있어서,
    맞물림 구동 러그는 제1 구동 러그와 제2 구동 러그를 포함하고, 제1 구동 러그는 리니어 모터의 출력부가 병진 운동하는 축 주위에 부분적으로 배치되는 리브를 포함하는 모드 액추에이터.
  14. 제13항에 있어서,
    제2 구동 러그는 홈에 의해 한정되고, 홈 내에 제1 구동 러그의 리브가 수용되는 모드 액추에이터.
  15. 제7항에 있어서,
    시프트 요소는 시프트 로드를 포함하는 구동 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    시프트 로드와의 병진 운동을 위해 시프트 로드에 시프트 포크가 결합되는 구동 모듈.
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