JPH0534172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は全般的に４輪駆動伝達ケースに使用す
るのに適した磁気的同期クラツチ装置に関する。
さらに詳しくは本発明のばね附勢のジヨークラツ
チと組合された電磁的同期装置を含む上述のよう
な装置に関する。

従来技術 ４輪駆動車両は典型的には前輪および後輪に動
力を供給するための動力伝達ケースを含んでい
る。このような伝達ケースは一般に動力を直接に
１つの車軸、すなわち通常は後方の車軸に供給す
るようになつていて、前輪へ動力を供給するため
に係合可能のクラツチを含んでいる。このような
車両は、前方の車軸の最初の回転によつて前輪を
前方の車軸に固定、すなわちロツクする自動車輪
ハブを装備されている。

通常の作動条件では、車両は２輪駆動作動モー
ドで駆動され、すなわち動力が後方の駆動ライン
すなわち駆動系のみにしか供給されないのであ
る。前方の駆動系は静止状態で、自動車輪ハブは
ロツクされていない。この作動モードでは、最大
の燃料の節約が可能である。

４輪駆動作動モードの駆動条件が要求される時
には伝達ケースのクラツチが係合されて、動力を
前方の駆動系にも供給するようになされる。前方
の車軸の最初の回転によつて、車輪ハブがロツク
されて前輪に対するトルク供給路を完成させる。
このような装置の欠点は、損傷および／または潜
在的な危険状態の生ずるのを覚悟しなくては適当
な車両速度で係合を行い得ないことである。何故
ならば、このような速度では後方の駆動系は迅速
に回転していて、前方の駆動系は静止状態にある
からである。このような危険を冒さないで、また
車両の操縦者に不当に大なる力を出させないでク
ラツチを係合させたい場合には車両は遅く（約８
Km／hrすなわち約５マイル／時以下）走行させな
ければならない。

したがつてこの方面の技術分野では、如何なる
速度でも安全に係合でき、車両の操縦者が過度の
努力を払わないでも完全に係合可能になすことに
よつて上述の欠点を排除するクラツチ装置に対す
る要求がある。

発明の目的 本発明は上述の要求に合致した如何なる速度で
も安全に係合でき、車両の操縦者が過度の努力を
払わないでも完全に係合可能な車両用のクラツチ
装置を提供することを目的とする。

発明の概要 上述の目的を達成するために自動車の４輪駆動
伝達ケースに組込まれる磁気的同期クラツチ装置
が提供されるである。

上述の装置はジヨークラツチおよび電磁的同期
装置を含む。ジヨークラツチは回転可能のスリー
ブ部材およびシフト部材を有する回転可能のシフ
ト組立体およびこのシフト部材をスリーブ部材に
係合させるように押圧する押圧装置を含んでい
る。シフト組立体は前記両方の部材が適当な同期
状態で回転していない時にはこれらの部材が係合
しないが、両方の部材が適当な同期状態で回転す
る場合にこれらの部材が係合できるような係合位
置に滑動可能になつている。電磁的同期装置は、
シフト組立体が係合される位置に滑動する際にこ
れらの部材を適当な同期状態になすのである。

発明の実施例 本発明の目的および利点は添付図面を参照して
以下の説明を注意して読むことによつて当業者に
はよく判るところである。

本発明は多くの異なる形態にて実施できるが、
その望ましい実施例が図面に示され、以下に説明
される。しかし、こゝに説明されるものは本発明
の原理を示すものであつて、本発明をこのような
実施例に制限する意図のないことは理解されなけ
ればならない。

さて、図面を詳細に参照すれば、第１図は４輪
駆動車両に使用するのに適した伝達ケース１を概
略的に示している。この伝達ケース１は入力軸２
を介して動力を受取るようになつている。２輪駆
動モードで作動される時には伝達ケース１は動力
を第一の出力軸３および駆動軸４を経て車軸５、
例えば後方の車軸に供給して後輪６を駆動する。
４輪駆動モードで作動される時には伝達ケース１
はまた第二の出力軸７を経て他の車軸８、例えば
前方の車軸および１対の自動車輪ハブ９にも動力
を供給して前輪１０を駆動するようになす。適当
な自動車輪ハブは本出願人の1980年３月11日付米
国特許第4192411号、1981年８月４日付米国特許
第4281749号および1981年11月17日付米国特許第
4300667号に記載されている。これらの特許は参
考として本明細書に組込まれている。

第２図により判るように、伝達ケース１は軸受
１４を支持するハウジング１２を含む。軸３が軸
受１４内に軸支されて、ハウジング１２から車両
の後方の車軸５に連結されるように伸長してい
る。駆動スプロケツトの形状の駆動機素１６が軸
３上に軸支されている。駆動スプロケツト１６は
チエーン１８によつて軸７および前方の車軸８に
連結される被駆動スプロケツト（図示せず）に連
動されている。

磁気的同期クラツチ装置２０はばね負荷ジヨー
クラツチ２２を含んでいる。このジヨークラツチ
２２は軸３とともに回転するように軸３に固定さ
れたスリーブ部材２４を有する。スリーブ部材２
４は第一の組のクラツチ歯２６を形成されてい
る。ジヨークラツチ２２はまたシフトカラー３０
およびシフト部材３２を含むシフト組立体２８を
有する。シフトカラー３０およびシフト部材３２
はスプロケツト１６に対してスプライン係合され
てこれとともに回転し、またスプロケツト１６に
対して相対的に滑動運動を行うようになつてい
る。シフト部材３２のスプラインはスリーブ部材
２４の歯２６に噛合係合するようになされた第二
の組のクラツチ歯３４を形成されている。シフト
組立体２８はまた押圧ばね３６を含み、このばね
は圧縮された時にカラー３０に対して反作用を行
い部材３２に対して作用して部材３２を、カラー
３０によつて支持されたスナツプリングのような
形状の制止体３８に向けて押圧する。ばね３６は
このように部材３２に押圧力を与えるが、シフト
組立体２８に押圧力を与えないことに注意しなけ
ればならない。組立体２８はスプロケツト１６に
対して自由に滑動可能である。

カラー３０はシフトフオーク４２が係合する環
状溝４０を形成されている。シフト装置（図示せ
ず）がそのシフトフオーク４２を第２図に示され
る位置から右方に滑動させてジヨークラツチ２２
の係合を開始させ、また左方に第２図に示される
位置に戻してジヨークラツチ２２の係合を離脱さ
せるようになつている。適当なシフト装置は1983
年10月６日付出願され、本出願人に譲渡された米
国特許願第539452号に記載されている。この出願
は参考のために本明細書に組込まれている。

クラツチ装置２０はまた電磁的同期装置４４を
含んでいる。この同期装置４４はハウジング１２
に取付けられたケース４６を有する。ケース４６
はコイル４８を含む。ローターの形態の第一の極
片５０は軸３とともに回転するようにスリーブ部
材２４に固定されている。アマチユアの形態の第
二の極片５２がスプロケツト１６とともに回転す
るようにカラー３０に一体的に形成されるか、ま
たはカラー３０に固定されている。

第２図に示された状態で、伝達ケース１は２輪
駆動作動モードにある。動力は軸３から後方の駆
動系に与えられている。ジヨークラツチ２２は係
合を離脱されて、動力は軸３から前方の駆動系に
は与えられることができない。

操縦者は如何なる車両速度においても４輪駆動
作動モードにシフトすることがができる。このよ
うにするために、操縦者はシフトフオーク４２、
したがつてシフト組立体２８を第３図に示される
係合位置に滑動させるようにシフト装置を動か
す。注意されるのは、操縦者には、一度このシフ
トが開始されたならば、それ以外に何等操作を要
求されないことである。しかし確実な係合は部材
２４が回転し、部材３２が回転していない時には
瞬間的に遅延される。部材２４および３２が接触
すると、歯３４は歯２６に対してラチエツト送り
される。ばね３６は圧縮されて、これにより予備
押圧力を部材３２に与えて、部材３２を部材２４
に係合させるように押圧する。

シフト装置の運動はまたスイツチ５６を閉結し
て適当な電源５４をコイル４８に接続する回路を
完結させる。このために便利なスイツチは前述の
米国特許願第539452号に記載されている。コイル
４８が付勢されると、このコイルは磁束を発生
し、この磁束がアマチユア５２をローター５０に
向けて引付けるようになす。このようにアマチユ
ア５２は磁気的にローター５０と結合されて摩擦
的にこれと結合されることができる。ローター５
０が回転されるにつれて、アマチユア５２もまた
回転される。シフト組立体２８および前方の駆動
系はアマチユア５２とともに回転し、車輪ハブ９
は車軸８に対する車輪１０のロツク作用を開始す
る。この時点においては、同期装置４４を通して
甚だ小さいトルクしか伝達されず、したがつて部
材３２はスプロケツト１６に対して相対的に自由
に滑動可能な状態に留まるのである。

若干の初期の滑動はあるけれども、第二の極片
すなわちアマチユア５２は第一の極片すなわちロ
ーター５０と適当な同期状態になるまで極めて迅
速に加速される。この滑動作用が充分に小さくな
つて部材２４および３２が適当な同期状態になさ
れると、歯３４は、第４図に示されるように押圧
ばね３６の作用によつて歯２６に噛合結合するよ
うに滑動する。この時点で、軸３およびスプロケ
ツト１６の間の確実な係合が確立されて、全トル
クがジヨークラツチ２２を経て伝達される。トル
クは同期装置４４を経ては伝達されず、電源５４
は所望の場合にはコイル４８から遮断されること
ができる。この間に、車輪ハブ９は、車輪１０と
車軸８とのロツクが行われていなかつた場合には
車輪１０の車軸８に対するロツクを確立させるの
である。

操縦者が伝達ケース１を２輪駆動作動モードに
シフトすることを望む場合には、操縦者は電源５
４をコイル４８から遮断させるのである。操縦者
はまたシフトフオーク４２を左方に第２図に示さ
れる非係合位置にシフトさせる。このことは部材
３２を部材２４から離すように引付けて歯３４を
歯２６との噛合係合から離脱させる滑動作用を与
える。これによりトルクは前方の駆動系には伝達
できず、したがつて前方の車軸８は駆動されな
い。車輪ハブ９はこゝで前述の米国特許第
4192411号、米国特許第4281749号および米国特許
第4300667号に記載されているような方法でロツ
クを解除されることができる。

発明の効果 このようにして、本発明の磁気的同期クラツチ
は如何なる車両速度においても係合可能である。
本発明による装置は２つのジヨークラツチ部材を
有するジヨークラツチおよび電磁的同期装置を含
んでいる。このジヨークラツチは、係合が開始さ
れる時にばね附勢される。同期装置は２つのジヨ
ークラツチ部材を適当な同期状態に持込み、これ
によつて係合が自動的に確立されるのである。こ
の同期装置はクラツチ部材を適当な同期状態に持
込むのに要求される比較的小さいトルクのみしか
供給せず、その後で全負荷トルクがジヨークラツ
チを経て伝達されるようになすのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４輪駆動伝達ケースおよび自
動車輪ハブの関係を示す概略的説明図。第２図は
係合を離脱された状態の本発明による磁気的同期
クラツチ装置の断面図。第３図は、係合位置には
あるが、未だクラツチが係合されていない状態の
本発明の装置を示す第２図と同様の断面図。第４
図は、係合位置にあつてクラツチが係合された状
態で示された本発明の装置の第３図と同様の断面
図。 １…伝達ケース、２…入力軸、３…第一の出力
軸、４…駆動軸、５…後方の車軸、６…後輪、７
…第二の出力軸、８…前方の車軸、９…自動車輪
ハブ、１０…前輪、１２…ハウジング、１４…軸
受、１６…駆動機素すなわちスプロケツト、２０
…磁気的同期クラツチ装置、２２…ジヨークラツ
チ、２４…スナツプリング部材、２６，３４…ク
ラツチ歯、２８…シフト組立体、３０…シフトカ
ラー、３２…シフト部材、３６…押圧ばね、４０
…環状溝、４２…シフトフオーク、４４…電磁的
同期装置、４６…ケース、４８…コイル、５０…
第一の極片すなわちローター、５２…第二の極片
すなわちアマチユア、５４…電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気的同期クラツチ装置２０において、回転
   スリーブ部材２４を含むジヨークラツチ２２およ
   び電磁的同期装置４４と、シフトカラー３０、シ
   フト部材３２を有する回転可能のシフト組立体
   と、前記シフト部材を前記スリーブ部材に係合さ
   せるように押圧する押圧装置とを含み、前記シフ
   ト組立体は、前記シフト部材および前記スリーブ
   部材が係合を離脱される非係合位置に滑動可能に
   なつていて、前記シフト組立体２８はまた前記シ
   フト部材および前記スリーブ部材が適当な同期状
   態で回転していない時に係合を離脱された非係合
   位置に留まり、また前記シフト部材および前記ス
   リーブ部材が適当な同期状態で回転している時に
   前記押圧装置によつて係合されるような係合位置
   に滑動可能となされていて、前記電磁同期装置
   は、前記シフト組立体が前記係合位置に滑動した
   時に前記シフト部材および前記スリーブ部材を適
   当な同期状態になすように附勢可能となされてい
   ることを特徴とする磁気的同期クラツチ装置。 ２ 前記押圧装置が前記シフトカラー３０に対し
   て反作用を行い前記シフト部材３２に対して作用
   して前記シフト部材を前記スリーブ部材２４に対
   して押圧するようになすばね３６を含んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   的同期クラツチ装置。 ３ 前記部材２４，３２がそれぞれ１組のクラツ
   チ歯２６，３４を形成し、前記シフト組立体２８
   が前記係合位置にあるが前記部材２４，３２が適
   当な同期状態にない時には前記歯２６，３４がラ
   チエツト送りされ、また前記部材２４，３２が適
   当な同期状態にある時には前記歯２６，３４が前
   記ばね３６によつて噛合係合するように相対的に
   滑動可能でクラツチ係合を完了するようになされ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の磁気的同期クラツチ装置。 ４ 前記シフト組立体が前記係合位置に滑動した
   時に前記電磁的同期装置４４を附勢する装置をさ
   らに含んでいることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の磁気的同期クラツチ装置。 ５ 前記電磁的同期装置４４がコイル４８、前記
   スリーブ部材に取付けられた第一の極片５０およ
   び前記シフト組立体２８に取付けられた第二の極
   片５２を含んでいることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の磁気的同期クラツチ装置。 ６ 前記シフト組立体２８が前記係合位置に滑動
   した時に前記コイル４８を附勢する装置をさらに
   含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の磁気的同期クラツチ装置。 ７ 前記第二の極片５２が前記シフトカラー３０
   に取付けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項記載の磁気的同期クラツチ装置。 ８ 前記シフト組立体２８が前記係合位置に滑動
   した時に前記コイルを附勢する装置をさらに含ん
   でいることを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の磁気的同期クラツチ装置。 ９ 入力部２と、第一の車軸５を経て前記入力部
   から第一の対の車輪６への第一のトルク供給路を
   確立する第一の出力部３と、第二のの車軸８およ
   び１対の自動車輪ハブ９を経て前記入力部２から
   第二の対の車輪１０への第二のトルク供給路を確
   立するように前記入力部に係合可能の第二の出力
   部７とを有する４輪駆動伝達ケース１において、
   作動に際して前記入力部２を前記第二の出力部７
   に係合させるために互いに係合可能の２つの部材
   ２４，３２を有するジヨークラツチ２２を含み、
   前記ジヨークラツチがクラツチの係合を開始させ
   るように運動可能のシフト組立体２８を含み、前
   記シフト組立体２８は、前記部材２４，３２が適
   当な同期状態で回転している時に一方の部材３２
   を他方の部材２４に係合させるように押圧する予
   備負荷力を与えるための装置３６を有し、また前
   記シフト組立体によつて前記ジヨークラツチの係
   合が開始された時に前記部材２４，３２を適当な
   同期状態になすように附勢可能の電磁的同期装置
   ４４を含んでいることを特徴とする４輪駆動伝達
   ケース。 １０ 前記他方の部材２４が前記第一の出力部３
   とともに回転可能で、前記シフト組立体２８が前
   記第二の出力部７とともに回転可能であり、前記
   シフト組立体がカラー３０および前記他方の部材
   ２４に向いまたこれから離れるように滑動可能の
   前記一方の部材３２を含み、さらに、圧縮された
   時に前記予備負荷力を前記一方の３２に与えるば
   ね３６を有し、クラツチの係合を開始させる前記
   シフト組立体２８の運動が前記一方の部材３２を
   前記他方の部材２４に接触させるように滑動させ
   て、これによつて前記両方の部材が適当な同期状
   態にない時には前記ばねを圧縮して、前記一方の
   部材が前記ばねの力によつて前記他方の部材に係
   合するように滑動でき、前記両方の部材が適当な
   同期状態になつた時にクラツチの係合を完了する
   ようになされていることを特徴とする特許請求の
   範囲第９項記載の４輪駆動伝達ケース。 １１ 前記部材２４，３２がそれぞれ１組のクラ
   ツチ歯２６，３４を形成され、前記歯は、前記部
   材２４，３２が互いに接触するが適当な同期状態
   にない時には互いにラチエツト送りされ、前記歯
   ２６，３４は前記部材２４，３２が適当な同期状
   態になつた時に前記ばねの力によつて互いに噛合
   係合を行うように相対的に滑動できてクラツチの
   係合を完了するようになされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１０項記載の４輪駆動伝達
   ケース。 １２ 前記シフト組立体２８は、前記歯２６，３
   ４を相対的に噛合係合から離脱させるように滑動
   させることによつて前記他方の部材２４から離隔
   させてクラツチの係合の離脱を行うように運動可
   能となされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１１項記載の４輪駆動伝達ケース。