特許 6618483 ドッグクラッチ用アクチュエータおよびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618483

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】ドッグクラッチ用アクチュエータおよびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   F16D 28/00 20060101AFI20191202BHJP

   F16D 11/10 20060101ALI20191202BHJP

   H02P 7/06 20060101ALI20191202BHJP

   H02K 7/10 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   F16D28/00 Z

   F16D11/10 A

   H02P7/06 G

   H02K7/10 C

【請求項の数】22

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-568113(P2016-568113)

(86)(22)【出願日】2015年1月16日

(65)【公表番号】特表2017-506730(P2017-506730A)

(43)【公表日】2017年3月9日

(86)【国際出願番号】EP2015050812

(87)【国際公開番号】WO2015121021

(87)【国際公開日】20150820

【審査請求日】2017年12月26日

(31)【優先権主張番号】1450150-6

(32)【優先日】2014年2月12日

(33)【優先権主張国】SE

(73)【特許権者】

【識別番号】593118656

【氏名又は名称】ボルグワーナー スウェーデン エービー

(74)【代理人】

【識別番号】100116872

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 和子

(72)【発明者】

【氏名】セヴェリンソン ラーシュ

【審査官】 藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０１−１４４５５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−３０４０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０１４８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １１／００−２３／１４

Ｆ１６Ｄ ２８／００

Ｈ０２Ｋ ７／１０

Ｈ０２Ｐ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に移動可能なクラッチスリーブ（３）によって２つの同軸シャフト（１，２）間でドッグクラッチを接続および非接続するアクチュエータ（４）であって、前記アクチュエータ（４）は、電気モータを備え、
前記モータのモータシャフト（８）が、回転アクチュエータロッド（７）に接続され、前記回転アクチュエータロッド（７）には、前記クラッチスリーブ（３）と協働する偏心ピン（５）がその端部で設けられ、前記クラッチスリーブ（３）の一方の軸方向端部位置に対応する回転位置から、前記クラッチスリーブ（３）の他方の軸方向端部位置に対応する回転位置への、モータによる１８０°以下の前記アクチュエータロッド（７）の回転が、前記ドッグクラッチの接続または非接続をもたらすようになっていることを特徴とする、アクチュエータ。

【請求項2】

請求項１に記載のアクチュエータであって、前記偏心ピン（５）は、前記クラッチスリーブ（３）の周溝に配置されたシフトブッシング（６）の長孔に延びる、アクチュエータ。

【請求項3】

請求項１に記載のアクチュエータであって、円筒状の前記アクチュエータロッド（７）は、前記ドッグクラッチにあるアクチュエータハウジング（１０）で、または前記ドッグクラッチを囲むアクチュエータハウジング（１０）で、軸支されている、アクチュエータ。

【請求項4】

請求項３に記載のアクチュエータであって、前記モータシャフト（８）は、前記アクチュエータロッド（７）に直接接続されている、アクチュエータ。

【請求項5】

請求項４に記載のアクチュエータであって、ばね減衰機構（９‐１３）が、前記モータシャフト（８）と前記アクチュエータロッド（７）との間に配置されている、アクチュエータ。

【請求項6】

請求項５に記載のアクチュエータであって、前記モータシャフト（８）に接続されたスプリングディスク（９）は、前記アクチュエータハウジング（１０）に回転配置され、好ましくいくらかプレストレスを与えられた圧縮ばね（１１）の対を含む接線ポケットが設けられ、前記圧縮ばね（１１）の対は、ばねピン（１２）と協働し、前記ばねピン（１２）は、前記アクチュエータロッド（７）に接続されたロッドディスク（１３）から２つの前記ばね間の自由空間に延びる、アクチュエータ。

【請求項7】

請求項６に記載のアクチュエータであって、３対のばね（１１）がある、アクチュエータ。

【請求項8】

請求項３に記載のアクチュエータであって、ギアリダクションが、前記モータシャフト（８）と前記アクチュエータロッド（７）との間に設けられている、アクチュエータ。

【請求項9】

請求項８に記載のアクチュエータであって、前記ギアリダクションは、プラネタリギア（１６‐２０）の形である、アクチュエータ。

【請求項10】

請求項９に記載のアクチュエータであって、前記モータシャフト（８）には、プラネタリギア（１７）と係合するサンギア（１６）が設けられ、前記プラネタリギア（１７）は、例えば３つのプラネタリギアであり、前記アクチュエータハウジング（１０）のリングギア（２０）と係合し、前記プラネタリギア（１７）は、ディスク状プラネタリキャリア（９）上のギアシャフト（１８）上で回転可能であり、前記ディスク状プラネタリキャリ
ア（９）は、前記アクチュエータロッド（７）に接続されている、アクチュエータ。

【請求項11】

請求項１０に記載のアクチュエータであって、前記プラネタリギア（１６‐２０）のギアリダクションは６である、アクチュエータ。

【請求項12】

請求項１０に記載のアクチュエータであって、前記アクチュエータには、前記モータシャフト（８）と前記アクチュエータロッド（７）との間に配置されているばね減衰機構が設けられ、前記プラネタリキャリアはスプリングディスク（９）である、アクチュエータ。

【請求項13】

請求項３に記載のアクチュエータであって、少なくとも１つの解除可能一方向クラッチを含む軸方向一方向クラッチ配置（２５）が、前記モータシャフト（８）から前記アクチュエータロッド（７）への力伝達経路に設けられている、アクチュエータ。

【請求項14】

請求項１３に記載のアクチュエータであって、前記一方向クラッチ配置は、円筒内側ハブ（２６）を備え、その中で前記モータシャフト（８）が内部係合し、サンギア（１６）が、前記ハブ（２６）の中間部分に回転配置され、プラネタリギア（１６‐２０）の一環であり、上係止ばね（２９）が、前記ハブ（２６）の上部および前記サンギア（１６）と強固に係合し、下係止ばね（３０）が、前記サンギア（１６）および前記ハブ（２６）の下部と強固に係合し、両方の係止ばね（２９，３０）が、同じ方向で巻かれている、アクチュエータ。

【請求項15】

請求項１４に記載のアクチュエータであって、上係止ばねスリーブ（３１）は、前記上係止ばね（２９）を囲み、下係止ばねスリーブ（３２）は、前記下係止ばね（３０）を囲み、前記スリーブには、前記アクチュエータハウジング（１０Ａ）の各停止部材と係合するための外方向に延びるタブ（３１’，３２’）が設けられている、アクチュエータ。

【請求項16】

請求項３に記載のアクチュエータであって、到達した各端部位置で前記偏心ピン（５）を弾性的に保持するスナップリング機構が設けられている、アクチュエータ。

【請求項17】

請求項４，９および１６のいずれか１項に記載のアクチュエータであって、スナップピン（４０）は、ロッドディスク（１３）に取り付けられ、前記ロッドディスク（１３）から前記アクチュエータロッド（７）が延び、部分円形端部止めばね（４２）は、前記アクチュエータハウジング（１０）の内側に対して配置され、および前記アクチュエータハウジング（１０）に取り付けられ、前記ばね（４２）には、前記スナップピン（４０）と係合する２つの内方向に延びるばねボス（４２’）が設けられ、前記ハウジング（１０）には、前記ばねボス（４２’）の近くにある前記スナップピン（４０）のための２つの端部止め具（４３’）が設けられている、アクチュエータ。

【請求項18】

請求項１４および１６に記載のアクチュエータであって、概ね円形の本体（３５）は、前記プラネタリギアのプラネタリギアシャフト（１８）に搭載され、前記本体（３５）は、前記アクチュエータハウジング（１０Ａ）の内周の各２つのくぼみ（３７）のどちらかと係合する端部ノブを含む弾性アーム（３６）を有する、アクチュエータ。

【請求項19】

請求項１に記載のアクチュエータを制御する方法であって、
前記モータは、前記クラッチを接続するのにも非接続するのにも使用され、前記クラッチを接続および非接続するそれぞれいずれかの方向で前記モータのシャフト（８）の回転運動を前記クラッチスリーブ（３）の軸方向運動に変える手段が設けられ、実現された接続および非接続でのそれぞれのおよび／または前記モータの回転の際の前記モータ電流の
変化が、前記モータを制御するのに使用されることを特徴とする、方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の方法であって、ＤＣブラシモータの回転セグメント化整流子上のブラシの移行で生じる電流パルスの数は、検出される、方法。

【請求項21】

請求項４〜１２のいずれか１項に記載のアクチュエータを制御する請求項１９に記載の方法であって、実現された接続および非接続でそれぞれ生じる電流ピークは、検出される、方法。

【請求項22】

請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のアクチュエータを制御する請求項１９に記載の方法であって、実現された接続および非接続でそれぞれ生じる電流低下は、検出される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸方向に移動可能なクラッチスリーブによって２つの同軸シャフト間でドッグクラッチを接続および非接続するアクチュエータに関し、アクチュエータは、電気モータを備える。それは、そのようなアクチュエータの制御方法にも関する。

【背景技術】

【0002】

上記の種類のドッグクラッチは、多くの用途で使用することができ、典型的な例はＡＷＤ（全輪駆動）車であり、その用途について以下で言及する。

【0003】

ＡＷＤ車の駆動システムは、エンジン、ディファレンシャル付きの前車軸、中間シャフトまたはカルダンシャフト、およびディファレンシャル付きの後車軸を有し得る。走行状態に従ってトルクを前車軸だけでなく後車軸にも配分するのを制御するために、電子制御式湿式ディスクカップリングが、駆動ラインで後車軸に、しばしばディファレンシャルに近い中間シャフトに、配置される。

【0004】

ＡＷＤモードで運転する時のカップリングの機能は、別のところ（例えば特許文献１）に記載される。

【0005】

ＡＷＤ車をＦＷＤ（前輪駆動）モードで運転することが望ましいとき、ディスクカップリングは非接続である、すなわち、そのディスクはトルクを伝達しないように離間している。カップリングは、非接続モードにあると言うことができる。この離間効果を高めるために、そのディスクを冷却および潤滑化するために通常カップリングに提供されるオイルを、カップリングから除去できる。中間推進シャフトの回転マスの加速を低減させるために、またベアリングおよびそのシーリングにおけるドラッグトルクを除去するために、クラッチを、望ましくは前車軸ディファレンシャルの近くに、設けることができ、中間シャフトを自動車のＦＷＤモードで停止状態にする。

【0006】

このクラッチは、望ましくは、接続または非接続の２つの異なる位置を有するドッグクラッチである。接続または非接続される２つの同軸シャフトには、端部スプラインが設けられてよく、軸方向に移動可能なクラッチスリーブは、クラッチの機械的制御に使用されることができる。

【0007】

異なる特許文献は、ドッグクラッチの迅速で効率的な接続および非接続のためのアクチュエータを開示し、例えば特許文献２である。この設計では、クラッチスリーブは、応答要求が最も高い、クラッチを接続する方向に、ばねによって軸方向に移される。電気モータは、非接続運動に、およびばねをロードするのに、使用される。端部位置で、スナップ機構がスリーブを保持し、モータは停止する。クラッチの接続が再び望まれるとき、モータは、スナップ機能を解除するようにさらに回転し、クラッチスリーブが、ばねによってクラッチを接続するように軸方向に自由に動くことができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１１／０４３７２２号

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１０／００８９６８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

この技術に関する問題は、モータの回転が、クラッチスリーブの軸方向運動とは実際の関わりがなく、モータ回転が、クラッチスリーブの位置についての情報を全く提供しないことである。重要な、そしてこの場合不足している、情報は、スリーブの正確な端部位置に到達したか、または、スプライン歯が互いに当接して、ドッグクラッチの接続をブロックしているか、である。

【0010】

このため追加の軸方向位置センサが必要とされる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

言及された種類の公知のアクチュエータに関する言及されたおよび他の問題は、本発明によって、モータのモータシャフトが、回転アクチュエータロッドに接続され、回転アクチュエータロッドには、クラッチスリーブと協働する偏心ピンがその端部で設けられ、クラッチスリーブの一方の軸方向端部位置に対応する回転位置から、クラッチスリーブの他方の軸方向端部位置に対応する回転位置への、モータによる１８０°以下のアクチュエータロッドの回転が、ドッグクラッチの接続または非接続をもたらすようになっていることから、防がれることができる。

【0012】

好ましい実施形態では、偏心ピンは、クラッチスリーブの周溝に配置されたシフトブッシングの長孔に延びる。しかしながら、偏心ピンの回転運動をクラッチスリーブの軸方向運動に変える他の実際的な解決策が、実行可能である。

【0013】

この設計では、偏心ピンが、クラッチスリーブと協働し、１８０°以下（実際的な場合では約１３５°）で回転し、クラッチスリーブの所望の軸方向運動を実現し、接続および非接続位置に向かうおよび接続および非接続位置でのより短いレバーアームは、電気モータに電流の最大までの増加をもたらす。この電流ピークは、本発明の重要な態様によって、検知され、モータの電源を切る信号として使用される。検知電流ピークは、シフトブッシングおよび従ってドッグクラッチの正確に実現された端部位置の信頼性のある表示を提供する。

【0014】

円筒アクチュエータロッドは、好ましくは、ドッグクラッチにあるアクチュエータハウジングで、または前記ドッグクラッチを囲むアクチュエータハウジングで、軸支される。

【0015】

第１実施形態では、モータシャフトは、アクチュエータロッドに直接接続され、ギアリダクションがモータと偏心ピンとの間で達成されないようになっている。

【0016】

力伝達でおよび端部位置である程度の弾性を提供するように、ばね減衰機構が、モータシャフトとアクチュエータロッドとの間に配置されてよい。

【0017】

そのようなばね減衰機構の実際的な設計では、モータシャフトに接続されたスプリングディスクは、アクチュエータハウジングに回転配置され、好ましくいくらかプレストレスを与えられた圧縮ばねの対を含む接線ポケットが設けられ、圧縮ばねの対は、ばねピンと協働し、ばねピンは、アクチュエータロッドに接続されたロッドディスクから２つのばね間の自由空間に延びる。

【0018】

３対のばねが、設けられてよい。

【0019】

第２実施形態では、ギアリダクションが、モータシャフトとアクチュエータロッドとの間に設けられてよく、好ましくはプラネタリギアの形である。

【0020】

プラネタリギアを含む実際的な設計では、モータシャフトには、プラネタリギアと係合するサンギアが設けられ、プラネタリギアは、例えば３つのプラネタリギアであり、順にアクチュエータハウジングのリングギアと係合し、プラネタリギアは、ディスク状プラネタリキャリア上のギアシャフト上で回転可能であり、ディスク状プラネタリキャリアは、アクチュエータロッドに接続される。

【0021】

プラネタリギアのギアリダクションは、例えば４であってよい。

【0022】

また第２実施形態では、アクチュエータには、上記のようにばね減衰機構が設けられてよく、プラネタリキャリアはスプリングディスクである。

【0023】

第３実施形態では、少なくとも１つの解除可能一方向クラッチを含む軸方向一方向クラッチ配置が、モータシャフトからアクチュエータロッドへの力伝達チェーンに設けられる。

【0024】

２つの一方向クラッチを含む実際的な実施形態では、配置は、円筒内側ハブを備え、その中でモータシャフトが内部係合し、サンギアが、ハブの中間部分に回転配置され、上記のプラネタリギアの一環であり、上係止ばねが、ハブの上部およびサンギアと強固に係合し、下係止ばねが、サンギアおよびハブの下部と強固に係合し、両方の係止ばねが、同じ方向で巻かれる。

【0025】

さらに、この実際的な実施形態では、上係止ばねスリーブは、上係止ばねを囲み、下係止ばねスリーブは、下係止ばねを囲み、スリーブには、アクチュエータハウジングの各停止部材と係合するための外方向に延びるタブが設けられる。

【0026】

好ましくは、到達した各端部位置で偏心ピンを弾性的に保持するスナップリング機構が設けられる。これによって、端部位置は、衝撃および振動の際でも維持される。

【0027】

２つの第１実施形態では、スナップピンは、ロッドディスクに取り付けられてよく、ロッドディスクからアクチュエータロッドが延び、部分円形端部止めばねは、アクチュエータハウジングの内側に対して配置されてよく、およびアクチュエータハウジングに取り付けられてよく、ばねには、スナップピンと係合する２つの内方向に延びるばねボスが設けられ、ハウジングには、ばねボスの近くにあるスナップピンのための２つの端部止め具が設けられる。

【0028】

第３実施形態では、概ね円形の本体は、プラネタリギアのプラネタリギアシャフトに搭載されてよく、その本体は、アクチュエータハウジングの内周の各２つのくぼみのどちらかと係合する端部ノブを含む弾性アームを有する。

【0029】

本発明は、アクチュエータの電気モータによって軸方向に移動可能なクラッチスリーブによって、２つの同軸シャフト間でドッグクラッチを接続および非接続するアクチュエータを、制御する方法にも関する。

【0030】

本発明によると、モータは、クラッチを接続するのにも非接続するのにも使用され、クラッチを接続および非接続するそれぞれいずれかの方向でモータのシャフトの回転運動をクラッチスリーブの軸方向運動に変える手段が設けられる。さらに、実現された接続および非接続でのそれぞれのおよび／またはモータの回転の際のモータ電流の変化が、モータを制御するのに使用される。

【0031】

さらに、ＤＣブラシモータの回転セグメント化整流子上のブラシの移行で生じる電流パルスの数は、モータ回転の測定として検出できる。

【0032】

上記の２つの第１実施形態では、実現された接続および非接続でそれぞれ生じる電流ピークは、検出でき、モータの電源を切るのに使用できる。

【0033】

上記の第３実施形態では、実現された接続および非接続でそれぞれ生じる電流低下は、検出でき、モータの電源を切るのに使用できる。

【0034】

本発明は、添付図面を参照して以下でより詳しく説明される。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明によるアクチュエータを含むドッグクラッチの部分断面全体図である。

【図2】本発明によるアクチュエータの第１実施形態の部分断面等角図である。

【図3】図２に示されているアクチュエータの一部の部分断面等角図である。

【図4】本発明によるアクチュエータの第２実施形態の部分断面等角図である。

【図5】図４に示されているアクチュエータの一部の部分断面等角図である。

【図6】本発明によるアクチュエータの第３実施形態の一部の部分断面等角図である。

【図7】図６に示されているアクチュエータの構成部品である一方向クラッチの部分断面等角図である。

【図8】図６に示されているアクチュエータの一部の部分断面等角図である。

【図9】図２‐５に示されているアクチュエータの一部の下からのおよび部分断面の等角図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

ＡＷＤ（全輪駆動）車の駆動システムは、当該技術分野で周知である。典型的な例は、特許文献１に示されている。そのようなシステムは、エンジン、ディファレンシャル付きの前車軸、中間シャフトまたはカルダンシャフト、およびディファレンシャル付きの後車軸を有する。走行状態に従ってトルクを前車軸だけでなく後車軸にも配分するために、電子制御式湿式ディスクカップリングが、駆動ラインで後車軸に、しばしばリアディファレンシャルに近い中間シャフトに、配置される。

【0037】

車両をＡＷＤモードで駆動するときのカップリングの機能は、別のところで記載され、例えば特許文献１で言及されている。

【0038】

ＡＷＤ車をＦＷＤ（前輪駆動）モードで駆動することが望ましいとき、ディスクカップリングは非接続である、すなわち、そのディスクはトルクを伝達しないように離間している。カップリングは、非接続モードにあると言うことができる。この離間効果を高めるために、そのディスクを冷却および潤滑化するために通常カップリングに提供されるオイルを、カップリングから除去できる。中間推進シャフトの回転マスの加速を低減するために、またベアリングおよびそのシーリングにおけるドラッグトルクを除去するために、クラッチを、望ましくは前車軸ディファレンシャルの近くに、設けることができ、中間シャフトを自動車のＦＷＤモードで停止状態にする。

【0039】

本発明は、そのような接続／非接続ドッグクラッチに関する。

【0040】

図１は、回転可能に軸支された、通常シャフト１および中空シャフト２を、接続または非接続するドッグクラッチ配置の全体図である。通常シャフト１には、外スプラインが設けられ、それとクラッチスリーブ３の内スプラインが協働する。クラッチスリーブ３にも、外歯が設けられ、中空シャフト２の内歯と協働する。クラッチスリーブが図１に示されている左にあれば、２つのシャフト１および２の間のドッグクラッチは、接続される。一方、クラッチスリーブ３が図１の右に運ばれると、２つのシャフト１および２の間のドッグクラッチは、非接続である。

【0041】

本発明は、接続位置と非接続位置との間でのクラッチスリーブ３の軸方向運動を実現する手段に関する。

【0042】

回転式のクラッチアクチュエータ４または要するに回転クラッチアクチュエータは、ドッグクラッチを囲むハウジングで固定され、偏心ピン５で終端し、偏心ピン５は、示されている実施形態では、シフトブッシング６に延び、シフトブッシング６は、ハウジングによって導かれ、クラッチスリーブ３の周溝に配置される。シフトブッシング６は、偏心ピン５が動くための長孔を有する。偏心ピン５は、アクチュエータハウジングで軸支された円筒アクチュエータロッド７の端部に偏心して搭載される。ピン５、ブッシング６、およびロッド７の１つまたは全ては、図２‐６で見える。

【0043】

偏心ピン５の回転運動をクラッチスリーブ３の軸方向運動に変えるための他の実際的な解決策が、実行可能である。

【0044】

ロッド７がその偏心ピン５と共に、ピン５が完全に左にあり、ドッグクラッチがその完全に接続された状態である、図１のその位置から１８０°回転するとき、ピン５は、ドッグクラッチが完全に非接続であるその完全に右の位置に到達する。

【0045】

偏心ピン５の１８０°よりも小さい回転（例えば１３５°）が許容され得る。しかしながら、クラッチスリーブ３へのモータからの力が、非接続運動の最初でその最大であるように、ピン５は、ドッグクラッチの接続位置で完全に左にあることが、重要である。また、接続運動は、より短い回転（例えば１３５°）で、より速い。

【0046】

回転クラッチアクチュエータ４の第１実施形態が、図２および３に示されている。電気モータは、その中に搭載され、そのモータシャフト８だけが図２に示されている。この実施形態では、モータシャフト８からアクチュエータロッド７へのギアリダクションはないが、これらの部材は、特に図３に関して記載されるばね減衰機構によって好ましく接続される。

【0047】

スプリングディスク９は、アクチュエータハウジング１０に回転配置され、モータシャフト８に接続される（図２）。適切な接線ポケットでは、従って、スプリングディスク９に、好ましくいくらかプレストレスを与えられた圧縮ばね１１の対が備わっており、圧縮ばね１１の対は、ばねピン１２と協働し、ばねピン１２は、アクチュエータロッド７に接続されたロッドディスク１３から２つのばね１１間の自由空間に延びる。示されている例では、３対のばね１１がある。

【0048】

その結果として、アクチュエータロッド７は、モータシャフト８の回転運動に通常従う。しかしながら、記載されたばね減衰機構は、力伝達でおよび端部停止でいくらかの弾性を提供する。とりわけ、その機構は、スプライン係合での歯対歯での接続動作で有用である。

【0049】

本発明によるアクチュエータの第２実施形態が、図４および５に示されている第１実施形態に対する主な違いは、モータシャフト８とアクチュエータロッド７との間のギアリダクションの提供である。このギアリダクションは、ここではプラネタリギアで例示されるが、他のギア構成が同様に実行可能である。

【0050】

サンギア１６は、モータシャフト８に接続される。例えば３つのプラネタリギア１７が、プラネタリキャリアに回転可能に軸支され、プラネタリキャリアは、第１実施形態に関して記載されたスプリングディスク９である。ギアシャフト１８上で回転可能な２つのプラネタリギア１７だけが、図５に示されている。第３ギアシャフト１８は、それがロッドディスク１３の長孔１９の中に延び、スプリングディスク９とロッドディスク１３との間の相対回転運動が制限されるようになっていることを示すために、プラネタリギアなしで示されている。リングギア２０は、アクチュエータハウジング１０に接続される。

【0051】

示されている例では、選ばれたギアリダクションは６であり得るが、他のリダクションが同様に実行可能である。

【0052】

図４および５による第２実施形態には、第１実施形態と同じ種類のばね減衰機構が提供されているように見えるが、明確にするために、この配置に全ての符号が図４および５で使用されているわけではない。

【0053】

本発明によるアクチュエータの第３実施形態が、図６‐８に示されている。アクチュエータ全体が図６に示されておらず、適切な一般的理解に重要であるその部分だけである。この実施形態では、第２実施形態と同じ種類のプラネタリギアを使用することができる。一方、第３実施形態は、第１および第２実施形態のようにばね減衰機構が設けられて示されていない。その理由は、明らかなように、モータが端部位置で解除されるためである。しかしながら、接続で歯対歯の状況が依然として生じることがあり、それは、追加の一方向スリップカップリングが、モータシャフト８上でまたは他の部分で設けられる必要があるかもしれないことを意味する。代替的に、ばね機構が設けられてよい。

【0054】

また、第２および第３実施形態では、ばね減衰機構が、プラネタリギアの他の部分で設けられてよい。

【0055】

図６に示されているのは、特に図７に関して記載される一方向クラッチ配置２５の中に延びるモータシャフト８である。サンギア１６Ａは、一方向クラッチ配置２５の一部であり、プラネタリキャリア９Ａ上のプラネタリギア１７Ａとギア係合し、プラネタリキャリア９Ａは、円筒アクチュエータロッド７に順に接続される。プラネタリギア１７Ａは、またアクチュエータハウジング１０Ａの中のリングギア２０Ａとギア係合する。

【0056】

一方向クラッチ配置２５は、図７に示され、円筒内側ハブ２６を有する。製造理由のために、このハブ２６は、第１ハブ２６’と第２ハブ２６”とである２つの部分で構成され、この２つの部分は、ピン２７によって互いに回転係止される。

【0057】

サンギア１６Ａは、ハブ２６の中間部分に回転配置される。サンギア１６Ａは、両方向で軸方向に延びる円筒サンギアフランジ１６Ａ’を有する。これら２つのフランジ１６Ａ’の外径は、ハブ２６の外径と同じである。

【0058】

ハブ２６には、係合手段２８が設けられ、モータシャフト８が共同で回転するように係合する。

【0059】

上係止ばね２９は、上サンギアフランジ１６Ａ’およびハブ２６の上部と強固に係合し、その一方で、下係止ばね３０は、下サンギアフランジ１６Ａ’およびハブ２６の下部と強固に係合する。両方の係止ばね２９，３０が、右巻きであってよい。

【0060】

上係止ばね２９の上端は、上係止ばねスリーブ３１（上係止ばね２９を囲んでいる）と係合し、その一方で、その下端は、上サンギアフランジ１６Ａ’と係合する。対応して、下係止ばね３０の下端は、下係止ばねスリーブ３２（下係止ばね３０を囲んでいる）と係合し、その一方で、その上端は、下サンギアフランジ１６Ａ’と係合する。

【0061】

上係止ばねスリーブ３１には、外方向に延びるタブ３１’が設けられ、アクチュエータハウジング１０Ａの第１停止部材と係止ばね開口係合し、その一方で、下係止ばねスリーブ３２には、外方向に延びるタブ３２’が設けられ、アクチュエータハウジング１０Ａの第２停止部材と係止ばね開口係合する。

【0062】

当該技術分野で周知のように、本出願で使用される種類の係止ばねは、１つの回転方向の周りに巻かれて２つの部材間で回転係止と、逆の回転方向で低摩擦トルクを有するフリーホイール効果と、を提供する。

【0063】

ハブ２６がモータシャフト８の作用で一方向に回転するとき、関連するスリーブ３１または３２のタブ３１’または３２’がアクチュエータハウジング１０Ａのその停止部材に到達するまで、係止ばね２９または３０の一方は、サンギア１６Ａにトルクを伝達し、関連する係止ばね２９または３０の係止効果が消失するようになっている。サンギア１６Ａは、その回転を停止し、ハブ２６は、ある程度の摩擦だけで回転し得る（係止ばねはフリーホイール方向に滑り込む）。

【0064】

今やモータ電流は急激に低下し、それは、端部位置に到達したという表示である。モータは、停止することができる。

【0065】

モータがその後他の方向に回転すると、他方のタブ３１’または３２’がアクチュエータハウジング１０Ａのその停止部材に到達するまで、係止ばね２９または３０の他方は、サンギア１６Ａにトルクを伝達する。２つのタブ３１’および３２’間の回転距離は、３２０°であってよい。

【0066】

係止ばね２９および３０が右巻きであるならば、下係止ばね３０は係止され、上記の通りモータが時計回りに回転するならば、逆もまた同様である。

【0067】

第３実施形態では、示されて記載されたような２つの一方向クラッチが提供されている。変更が可能である。しかしながら、クラッチ接続での安全信号を得られるように、少なくとも１つの一方向クラッチが解除可能である。

【0068】

図６に示されているのは、弓形の要素３３であり、弓形の要素３３は、アクチュエータハウジング１０Ａに搭載され、内方向に延びるノブ３３’が備わっており、内方向に延びるノブ３３’は、下タブ３２’用の停止部材を構成する。

【0069】

第３実施形態用のスナップリング機構が図８に、あまり明確ではないが図６にも、示されている。この機構の意義は、弾性端部止め具を提供すること、および、モータがゼロ電流を有するときに、例えば振動および衝撃に対して、到達した各端部位置で偏心ピン５を弾性的に保持すること、である。

【0070】

この機構は、概ね円形の本体３５で構成されることができ、概ね円形の本体３５は、３つのギアシャフト１８上に搭載され、３つのアーム３６を有し、それぞれ、偏心ピン５の各端部位置でアクチュエータハウジング１０Ａの内周の２つのくぼみ３７のどちらかと係合する端部ノブを有する。スナップリング機構は、好ましくはアーム３６にある程度の弾性を提供するようにプラスチックで作ることができるが、所望の弾性を別の仕方で実現することができる。３つのギアシャフト１８へのその機構の搭載により、それは、偏心ピン５に回転接続される。

【0071】

図２‐５による２つの第１実施形態用の少し異なるスナップリング機構が、図９に示されている。この機構の意義は、図８に示されているものと概して同じである。

【0072】

この機構は、以下に示される。図９で見えるのは、アクチュエータハウジング１０、アクチュエータロッド７、偏心ピン５、およびロッドディスク１３である。

【0073】

好ましくは回転リング４０’が設けられているスナップピン４０が、ロッドディスク１３に取り付けられている。大体の部分が円形の端部止めばね４２は、アクチュエータハウジング１０の内側に対して配置され、アクチュエータハウジング１０に取り付けられている。ばね４２には、１８０°弱の互いからの角距離で２つの内方向に延びるばねボス４２’が設けられている。

【0074】

アクチュエータハウジング１０には、内部ハウジング部分４３が設けられ、それはアクチュエータロッド７を囲み、それに沿ってスナップピンがアクチュエータロッド７の回転で移動する。ハウジング部分４３には、１８０°強の互いからの角距離で２つの端部止め具４３’ が設けられている。

【0075】

ばねボス４２’を通過した後、回転アクチュエータロッド７のスナップピン４０は、各端部止め具４３’によって止められ、各ばねボス４２’によってこの位置で弾性的に保持される。

【0076】

示されて記載されたクラッチアクチュエータ４で使用される電気モータは、好ましくは両方向で回転するＤＣモータであり、偏心ピン５が、クラッチスリーブ３を軸方向に接続位置と非接続位置との間を行ったり来たり移動させることができるようになっている。使用されるモータは、整流子と係合するブラシ（通常２つのブラシ）によって電流が回転部に伝達されるブラシモータである。整流子は、複数のセグメントを有する。セグメント間のブラシの移行では、特定の電流ピークまたはパルスが生じ、それは、アクチュエータと関連するＥＣＵで検出できる。

【0077】

第１および第２実施形態では、完全に接続されたクラッチは、以下の１つ以上によって検出できる：
整流子パルスを数える（例えば１８パルス）；
電圧および電流の測定から回転を算出する；
端部位置で高電流を測定する；およびセンサによってプロペラまたはカルダンシャフトの速度を検知する。

【0078】

完全に非接続されたクラッチは、以下によって検出できる：
プロペラシャフトの速度を検知する；および
整流子パルスを数える、端部位置で高電流および回転を算出する。

【0079】

第１および第２実施形態では、各端部位置に到達したときに、動きを止める弾性停止手段がある。

【0080】

第３実施形態では、各端部位置に到達したときに、一方向クラッチは非接続である。モータは、回転し続けることができるが、実際には、端部位置に到達したときに、電流降下のために電源が切られる。

【0081】

添付の請求項の範囲内で変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】