(57)【要約】トルク調整のための遊星ギア群（１０６）を含むトルク分割構成を、調整が不要なときにトルク伝達容量を最大化するロック装置（１３４）と共に用いることによって、応答性が良く、制御可能なクラッチ（１１０）を提供するように構成された動力伝達システム継手（１００）。
2005534881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多経路トルク継手であって、
トルク発生源に接続可能な入力シャフトと、
前記入力シャフトと共通の回転軸を有し、トルクが伝達される出力シャフトと、
前記入力シャフトに接続された第一のクラッチメンバと該第一のクラッチメンバと異なる角速度で回転可能な第二のクラッチメンバとを有し、これら第一及び第二のクラッチメンバが異なる角速度で回転するときこれら第一及び第二のクラッチメンバ間にトルクを伝達するように構成された湿式多板クラッチと、
前記湿式多板クラッチの第一及び第二のクラッチメンバが異なる角速度で回転するときにこれら第一及び第二のクラッチメンバを係合させるように構成されたポンプ機構と、
前記共通の回転軸周りに配置された、前記第一のクラッチメンバ及び前記入力シャフトに接続された第一の要素、前記第二のクラッチメンバに接続された第二の要素、前記出力シャフトに接続された第三の要素、及び、前記第一及び第二の要素間及び前記第二及び第三の要素間を接続する第四の要素、を含む遊星ギア群とを有し、
前記入力シャフト、前記湿式多板クラッチ、前記第二の要素、前記第三の要素、前記第四の要素、及び、前記出力シャフトは、前記多経路トルク継手を通る第一のトルク経路を定義し、
前記入力シャフト、前記第一の要素、前記第三の要素、前記第四の要素、及び、前記出力シャフトは、前記多経路トルク継手を通る第一のトルク経路を定義する、ことを特徴とする多経路トルク継手。
【請求項２】
請求項１記載の組み合わせであって、
前記ポンプ機構は、ギアポンプであり、前記第二のクラッチメンバに接続された外部ギアと、前記入力シャフトに接続された内部ギアとを有する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項３】
請求項１記載の組み合わせであって、
前記ポンプ機構は、ピストンポンプであり、前記第二のクラッチメンバに接続された軸方向カムプレートと、ポンプハウジング内に配置され、前記軸方向カムプレートと関連して作動するピストンポンプとを有する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項４】
請求項１記載の組み合わせであって、
前記第一の要素は、前記共通の回転軸周りに配置されたリング要素であり、
前記第二の要素は、前記共通の回転軸周りに配置された太陽要素であり、
前記第三の要素は、前記共通の回転軸周りに回転するキャリア要素であり、
前記第四の要素は、前記太陽要素と前記リング要素との間で前記キャリア要素上に配置され、前記太陽要素及び前記リング要素と係合する遊星要素である、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項５】
請求項１記載の組み合わせであって、
前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間のトルク伝達を最大化するように構成されたロック機構を更に有する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項６】
請求項５記載の組み合わせであって、
前記ロック機構は、ローラー制御双方向クラッチから成る、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項７】
請求項５記載の組み合わせであって、
前記ロック機構は、スプラグ制御双方向クラッチから成る、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項８】
請求項５記載の組み合わせであって、
前記ロック機構は、ストラット制御双方向クラッチから成る、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項９】
請求項５記載の組み合わせであって、
前記ロック機構は、前記遊星ギア群の第一の要素と第二の要素との間に、前記湿式多板クラッチと平行に、作動可能に配置される、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１０】
請求項５記載の組み合わせであって、
前記ロック機構は、前記遊星ギア群の第一の要素と第三の要素との間に作動可能に配置される、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１１】
請求項５記載の組み合わせであって、
前記ロック機構は、前記遊星ギア群の第二の要素と第三の要素との間に作動可能に配置される、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１２】
トルク継手であって、
トルク発生源に接続可能な入力シャフトと、
前記入力シャフトと共通の回転軸を有し、トルクが伝達される出力シャフトと、
前記入力シャフトに接続された第一のクラッチメンバと該第一のクラッチメンバと異なる角速度で回転可能な第二のクラッチメンバとを有し、これら第一及び第二のクラッチメンバが異なる角速度で回転するときこれら第一及び第二のクラッチメンバ間にトルクを伝達するように構成されたクラッチと、
前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間のトルク伝達を最大化するように構成されたロック機構と、
前記共通の回転軸周りに配置された、前記第一のクラッチメンバ及び前記入力シャフトに接続された第一の要素、前記第二のクラッチメンバに接続された第二の要素、前記出力シャフトに接続された第三の要素、及び、前記第一及び第二の要素間及び前記第二及び第三の要素間を接続する第四の要素、を含む遊星ギア群と、を有することを特徴とするトルク継手。
【請求項１３】
請求項１２記載のトルク継手であって、
前記ロック機構は、更に、前記第一及び第二の要素を前記共通の回転軸周りで固定するように構成される、ことを特徴とするトルク継手。
【請求項１４】
請求項１２記載のトルク継手であって、
前記ロック機構は、更に、前記第一及び第三の要素を前記共通の回転軸周りで固定するように構成される、ことを特徴とするトルク継手。
【請求項１５】
請求項１２記載のトルク継手であって、
前記ロック機構は、更に、前記第二及び第二の要素を前記共通の回転軸周りで固定するように構成される、ことを特徴とするトルク継手。
【請求項１６】
主駆動輪及び従駆動輪と、
前記主駆動輪に直接接続されたパワーユニットと、
前記パワーユニットと前記従駆動輪との間に接続され、前記主駆動輪と前記従駆動輪との間でトルクを分配するトルク継手とを有する車両において、
前記トルク継手が、クラッチ、ロック機構、及び、遊星ギア群を有し、
前記クラッチ、前記ロック機構、及び前記遊星ギア群は、前記パワーユニットと前記従駆動輪との間で伝達されるトルクが通過する固定メカニカル経路及びクラッチ経路が存在するように、接続され、
前記固定メカニカル経路を通って伝達されるトルク量に対する前記クラッチ経路を通って伝達されるトルク量は前記クラッチによって変えることができ、よって前記主駆動輪と前記従駆動輪との間でのトルク分配が前記クラッチ及び前記ロック機構により制御される、ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、駆動モータと１以上の被駆動輪との間に連結された車両動力伝達システムに係り、特に、トルク調整用の遊星ギア群を含むトルク分割構成を調整が必要とされないときにトルク伝達能力を最大化するロック装置と共に用いることによって応答性が良く制御可能なクラッチを提供するように構成された動力伝達システムのトルク継手（トルクカップリング）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、スポーツ・ユーティリティ・ビークル、バン、軽トラックなどのほとんどの軽車両は車輪を４つ持つ。しかし、通常の車両では、車両を推進するエンジンは２つの車輪にしか連結されていない。かつての車両では、後輪駆動が一般的であったが、最近では、前輪駆動が一般的である。例えば有名な米陸軍ジープ（Ｕ．Ｓ．Ａｒｍｙ  Ｊｅｅｐ）のような軽トラック及びオフロード車は、４輪駆動が一般的であるが、２輪のみに動力が伝達された状態で運転されることが多い。より多くのトラクションが必要な場合、トランスミッション出力は、手動操作のトランスファー・ケースを通じて、残りの２輪に連結される。後輪及び前輪は、エンジンから伝達されたトルクを固定比で分け合う。
【０００３】
近年、自動車メーカは、より最新式の全輪駆動（ＡＷＤ）車を製造している。この種の典型的な車両においては、通常、前輪と後輪に分けられたエンジン・トルクにより、４輪すべてで車両を駆動する。エンジンは、動力をトランスミッションを通じて伝達する。トランスミッションは、主駆動輪と呼ばれる２輪に直接接続される。従駆動輪と呼ばれる残りの２輪は、主駆動輪と従駆動輪の間の微小な速度変化を調整するトルク継手を通じてトランスミッションに接続される。
【０００４】
主駆動輪とトランスミッションの間には一般的にディファレンシャルが置かれるが、主駆動輪とトランスミッションの間が滑らないという意味で、それば「直接」接続であると考えられる。トルク継手と従駆動輪の間には一般的に別のディファレンシャルが置かれるが、トルク継手が従駆動輪とトランスミッションの間の滑りを許容するため、それは「間接」接続である。トルク継手は、トルクを主従駆動輪間で分けるように作動する。
【０００５】
トルク継手は、４輪駆動又は全輪駆動の場合に用いられ、トルクを従アクスルへ伝達するか、又は、１つのアクスル上の１輪がトラクションを失った作動状態下で該アクスル上の１組の車輪間でリミテッド・スリップ・デフとして機能する。トルク継手の基本的な特性は、エンジンからのトルクを調整し、たとえ車速が高く、いずれの車輪もロックしていない状況下であっても、車両の操作性、安全性、及び加速性能を向上させる能力である。４輪駆動又は全輪駆動の場合、トルク継手によって行われる機能は基本的に２つある。第一に、低速・高トルクの作動状態におけるトラクション増加、第二に、高速・低トルクの作動状態における車両動的制御、である。
【０００６】
流体継手は、トルク継手の一種である。流体継手は、基本的に、湿式多板クラッチと、このクラッチの作動に必要な圧力を供給するポンプ機構とから成る。このポンプ機構は、Ｓｈａｆｆｅｒらによる米国特許第５，５９５，２１４号及びＬｕｎｄｓｔｒｏｍらによる米国特許第５，４６９，９５０号に示されているように、通常、ジェネレータ／ギア・ポンプタイプ又はピストン／軸方向カムタイプであって、車両の１組のアクスル間又は１つのアクスル上の車輪間での滑りから生じる速度差を利用してクラッチを作動させる圧力を提供するように構成される。
【０００７】
継手全体の応答性は、流体圧が作り出される速度、及びその圧力がどのくらい素早くクラッチに加えることができるか、に依存する。良く知られているように、ポンプ機構によって実現される作動液の体積流量及び正比例する流体圧力差は、各々、ポンプ機構の構成要素間の相対速度に依存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、トルク調整の応答性が向上し、トルク調整が必要でないときに駆動モータから被駆動部品までのトルク伝達を最大化することができる流体継手などの継手装置を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
簡潔に述べると、本発明に係るトルク継手は、該継手を通る２つのトルク伝達経路：メカニカル経路及びクラッチ経路が存在するように接続されたクラッチ及び遊星ギア群を有する。クラッチ経路における改善された応答性が良く制御可能なクラッチは、トルク継手における滑りを受け入れ、各経路において伝達されるトルク量を制御する。クラッチ経路のロック装置は、クラッチ経路を通じたトルク調整が不要なときにトルク継手のメカニカル経路を通るトルク伝達容量を最大化するように構成される。クラッチ経路を通って伝達されるトルクに対するメカニカル経路を通って伝達されるトルクの割合は、遊星ギア群の設計及びその遊星ギア比によって決定される。
【００１０】
本発明の追加的実施形態において、トルク継手は、トルク流体継手であり、更にポンプ機構及び湿式多板クラッチを備えるように構成される。
【００１１】
本発明の追加的実施形態において、トルク継手は、トルク流体継手であり、更にギアポンプ及び湿式多板クラッチを備えるように構成される。
【００１２】
本発明の追加的実施形態において、トルク継手は、トルク流体継手であり、更にピストンポンプ及び湿式多板クラッチを備えるように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明及び本発明の現時点での好ましい実施形態の上記及び他の目的、特徴、及び利点については、添付図面と共に以下の説明を読むことによって明らかとなる。
【００１４】
添付図面は、本明細書の一部を構成する。すべての図面を通じて、対応する符号は、対応する部品を示している。
【実施例】
【００１５】
以下の詳細な説明は、本発明の一例を説明するものであって、限定を意味するものではない。以下の説明は、明らかに、当業者が本発明を実施し、使用することができるようにするものであり、現時点で本発明を実施するのに最良の形態と考えられるものなどの本発明の複数の実施形態、適応、変形例、代替例、及び使用について記載している。
【００１６】
図１を参照すると、図示された、乗用車、スポーツ・ユーティリティ・ビークル、バン、更には軽トラックなどの車両１０は、前輪である１組の主駆動輪１２と、後輪である１組の従駆動輪１４とを有する。横置き又は縦置きのエンジン１６が用意され、自動又は手動のトランスミッション１８に連結される。エンジン１６及びトランスミッション１８は、トランスミッション１８の主シャフトなどのトランスミッション出力シャフト２０を通じてトルクを伝達する出力ユニットを構成する。トランスミッション１８の出力シャフト２０は、主ディファレンシャル２２を通じて主駆動輪２へ接続されている。この接続は、出力シャフト２０と主駆動輪１２との間に滑りが発生しないという意味において、直接接続である。
【００１７】
また、トランスミッション１８の出力シャフト２０は、本発明に係るトルク継手１００及び従ディファレンシャル２４を通じて、従駆動輪１４にも接続されている。しかし、この接続は、トルク継手１００が従駆動輪１４とトランスミッション・シャフト２０の間及び従駆動輪１４と主駆動輪１２との間に一定の滑りを許容するため、間接接続である。この滑りは、主駆動輪１２と従駆動輪１４の間の微小な速度変化、及び、サイズ差又はすり合わせ回転（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｎｇ  ｔｕｒｎｓ）により生じ得る変化を受け入れる。トルク継手１００は、主ディファレンシャル２２又はその近くに配置され、車両１０を縦に貫いて延びるドライブシャフト２６を通じて、トランスミッション１８の出力シャフト２０に接続される、ことが好ましい。
【００１８】
図２を参照すると、車両１０と基本的に同じ構成要素を備えるが構成が異なる別の車両３０が図示されている。車両３０においては、主駆動輪１２及び主ディファレンシャル２２が車両のリアに配置され、従駆動輪１４及び従ディファレンシャル２４が車両のフロントに配置されている。エンジン１６及びトランスミッション１８は、車両３０のフロントに縦置きに配置されている。トランスミッション１８の出力シャフト２０及び主ディファレンシャル２２は、主ドライブシャフト２８を通じて、接続されている。トルク継手１００は、チェーン３０を通じて、トランスミッション出力シャフト２０へ接続され、従ドライブシャフト３２を通じて、従ディファレンシャル２４へ接続されている。
【００１９】
各車両１０、３０は、車両が作動している状態を反映した電気信号を生成する様々なセンサを持っている。これら信号は、オンボード・マイクロプロセッサへフィードされる。オンボード・マイクロプロセッサは、それら信号を評価し、トルク継手１００を制御する信号を生成する。トルク継手１００は、これら信号に応答して、トランスミッション１８の出力シャフト２０に伝達されたトルクを主駆動輪１２と従駆動輪１４の間で分配して、車両がセンサによって監視された運転状態に最も良く反応できるようにする。監視される運転状態には、例えば、車輪１２及び１４の各々の角速度、前後方向加速度、横方向加速度、トランスミッション１８の出力シャフト２０に伝達されたトルク、エンジン１６のスロットル位置、及び、ステアリングギア位置（操舵角）などが含まれる。
【００２０】
トルク継手１００は、その時点での車両が作動している状態を最も良く満足させるように、主駆動輪１２と従駆動輪１４の間でトランスミッション１８に伝達されたトルクを分配する。図３に示すように、トルク継手１００は、トランスミッション１８のシャフト２０に接続された入力メンバ又は入力シャフト１０２と、従ディファレンシャル２４に接続された出力メンバ又は出力シャフト１０４とを有する。２つのシャフト１０２及び１０４は、共通軸Ｘ周りに回転する。トルク継手１００は、更に、ハウジング１０８内に含まれ、軸Ｘ周りに配置された遊星ギア群１０６を有する。出力シャフト１０４と同軸上にハウジング１０８と直接連結された出力ギア１０９を設け、トルクコンバータ１００にとって第二の出力経路が設けられるようにしてもよい。遊星ギア群１０６は、入力シャフト１０２及び出力シャフト１０４の双方に接続される。最後に、トルク継手１００は、同じく軸Ｘ周りに入力シャフト１０２に隣接して配置されたクラッチ１１０を有する。クラッチ１１０は、遊星ギア群１０６に対するものであり、トルクが入力シャフト１０２と遊星ギア群１０６との間で滑りを伴って伝達されるようにする。
【００２１】
トルク継手１００は、入力シャフト１０２と出力シャフト１０４との間に２つのトルク伝達経路を提供する。第一のトルク伝達経路は、純粋なメカニカル経路であり、入力シャフト１０２からハウジング１０８へ入り、遊星ギア群１０６を通って出力シャフト１０４へ抜ける経路である。
【００２２】
第二のトルク伝達経路は、クラッチ経路であり、入力シャフト１０２からクラッチ１１０及び遊星ギア群１０６を通って、出力シャフト１０４へ抜ける経路である。伝達されたトルクの大部分は、高トルク経路と呼ばれるメカニカル経路を通ってトルク継手１００を通過する。クラッチ経路は、低トルク経路として機能する。
【００２３】
遊星ギア群１０６は、太陽ギア１１２を含む。太陽ギア１１２は、太陽ギア１１２からクラッチ１０８内へ延びるスタブシャフト１１４を備える。遊星ギア群１０６は、更に、入力シャフト１０２がハウジングを通じて連結されたリングギア１１６を有する。ハウジング１０８の一部は、入力シャフト１０２に連結され、リングギア１１６と作動上の関連を有するように配置される。加えて、遊星ギア群１０６は、太陽ギア１１２とリングギア１１６の間に配置され、両者と係合する複数の遊星ギア１１８を有する。最後に、遊星ギア群１０６は、スピンドル１２２を備えたキャリア１２０を有する。遊星ギア１１８は、スピンドル１２２上で回転する。キャリア１２０は、出力シャフト１０４に直接接続される。ギア１１２、１１６、及び１１８は、キャリア１２０と共に、遊星ギア群１０６の要素を構成する。
【００２４】
車両作動中、エンジン１６は、トルクを生成する。このトルクは、トランスミッション１８を通じて伝達される。トランスミッション１８は、トランスミッション１８のシャフト２０に伝達されるトルクがエンジン１６によって伝達されたトルクと異なるようにすることもできるように、トルクを変化させる能力を有する。トランスミッション・シャフト２０におけるトルクの一部は、主駆動輪１２とトランスミッション・シャフト２０の間に滑りを全く発生させずに、主ディファレンシャル２０を通じて、主駆動輪１２へ伝達される。残りのトルクは、トランスミッション・シャフト２０と従駆動輪１４の間に幾分の滑りを伴って、従駆動輪１４へ伝達される。この滑りは、トルク継手１００内で発生する。主駆動輪１２及び従駆動輪１４に伝達される全トルク量は、部品間摩擦により失われた分を除き、ほぼ、トランスミッション１８のシャフト２０におけるトルクを等しい。
【００２５】
しかしながら、そのトルクの主駆動輪１２と従駆動輪１４との間での分配は、等しいとは限らない。そして、ほとんどの運転状態において、等しくない。主駆動輪１２と従駆動輪１４との間でのトルクの分配は、トルク継手１００のクラッチ３８に依存する。
【００２６】
トルク継手１００の入力シャフト１０２に連結されたトランスミッション１８のシャフト２０は、入力シャフト１０２を回転させ、トルクを入力シャフト１０２へ伝達する。トルク継手１００内にいて、トルクは、２つの経路に分かれ、その後、再結合する。これにより、少なくともクラッチ１１０で発生した滑りが最小のときは、トルク継手１００の出力シャフト１０４におけるトルクは、基本的に、入力シャフト１０２におけるトルクと等しい。一方の経路：メカニカル経路において、トルクは、入力シャフト１０２からハウジング１０８へ入り、遊星ギア群１０６のリングギア１１６へと伝わる。リングギア１１６から、トルクは、遊星ギア１１８を通って、遊星キャリア１２０へ伝わり、最終的に出力シャフト１０４へ伝わる。他方の経路：クラッチ経路では、トルクは、入力シャフト１０２からクラッチ１１０へ伝わり、次いで、遊星ギア群１０６の太陽ギア１１２のスタフシャフト１１４を通じて太陽ギア１１２へ伝わる。太陽ギア１１２から、トルクは、遊星ギア１１８へ伝わり、最終的にキャリア１２０を通って、出力シャフト１０４へ伝わる。遊星ギア群１０６とクラッチ１１０との間は、メカニカル経路がクラッチ経路よりも多くのトルクを伝達するように、連結される。
【００２７】
これら２つの経路間でのトルクの分割は、リングギア１１６と太陽ギア１１２との間のギア比Ｕに依存する。これは、太陽ギア１１２の歯数に対するリングギア１１６の歯数の関数である。比Ｕが高くなるほど、クラッチ経路を通って伝達されるトルク量は少なくなり、逆に、メカニカル経路を通って伝達されるトルク量が多くなる。トルク継手１００を通って伝達されるトルクのほとんどがメカニカル経路を通り、クラッチ経路をほとんど通らないようにして、クラッチ１１０が小型化が可能となるようにすることが好ましい。
【００２８】
クラッチ１１０に掛かる力が低減すると、クラッチ経路を通って伝達されるトルクが減少し、よって出力シャフト１０４を通って従駆動輪１４へ伝達される総トルクも減少する。出力シャフト１０４におけるトルクは、概して、入力シャフト１０２におけるトルクと等しいため、少量のトルクがトランスミッション１８のシャフト２０からトルク継手１００の入力シャフト１０２へ伝達され、残りの大部分は主駆動輪１２へ伝達される。逆に、クラッチ１１０に掛かる力が増えると、クラッチ１１０はより多くのトルクを伝達する。これにより、クラッチ経路のトルクが増え、出力シャフト１０４及び入力シャフト１０２におけるにおけるトルクも比例して増える。入力シャフト１０２によるトルク需要が大きくなるほど、主駆動輪１２向けのトルクが減少する。したがって、クラッチ１１０に掛かる力の量が、トルク継手１００を通って伝達されるトランスミッション・シャフト２０における総トルクの割合、すなわち従駆動輪１４へ伝達されるトルク量、を決定する。トランスミッション・シャフト２０からの残りのトルクは、主駆動輪１２へ行く。
【００２９】
まとめると、クラッチ１１０に掛けられる力が主駆動輪１２と従駆動輪１４の間でのトルクの分配を制御し、この力は、クラッチ１１０における滑り量及び温度などの他の変数と共に、クラッチ１１０と通って伝達されるトルク量を制御する。クラッチ１１０は、通常の運転状態下では、ある程度の滑りを経験する。そのとき、入力シャフト１０２は、出力シャフト１０４より若干速く回転している。しかし、角速度の差はほとんどなく、ごくわずかの動力損失を生じるだけである。
【００３０】
図３に示すように、クラッチ１１０は、トルク継手１００のハウジング１０８内に含まれる従来通りのポンプ機構１２４によって作動する湿式多板クラッチであることが好ましい。このポンプ機構１２４は、車両１０、３０の２つのアクスル間又は１つのアクスル上の２つの車輪間の滑りによって生じた速度差を利用してクラッチ１１０を作動させる圧力を供給するように構成される。ポンプ機構１２４により実現される作動流体の体積流量及び正比例する圧力差は、ポンピングメンバ間の相対速度に依存する。トルク継手１００において、ポンピングメンバ間の相対速度は、遊星ギア群１０６における太陽ギア１１２とリングギア１１６との間の相対速度に等しい。この相対速度は、更に、遊星ギア比に依存し、入力シャフト１０２と出力シャフト１０４との間の相対速度の倍数である。ゆえに、遊星ギア群１０６は、ポンピングメンバ間の速度に増幅効果を与える。これは、ポンプ機構１２４によって伝達される体積流量及び圧力にとっては有益である。この増幅効果により、クラッチトルク要件が低減する。
【００３１】
図４に示す一実施形態において、ポンプ機構１２４のポンピングメンバは、内部ギア１２６と、偏心して設けられた外部ギア１２８とから成る。外部ギア１２８が偏心マウント上でＸ−Ｘ軸周りに回転すると、作動流体にポンピング力が与えられ、クラッチ１１０が係合する。
【００３２】
図５に示す第二の実施形態において、ポンプ機構１２４のポンピングメンバは、太陽ギア１２に接続された軸方向カムプレート（ａｘｉａｌ  ｃａｍ  ｐｌａｔｅ）又は斜板（ｓｗａｓｈ  ｐｌａｔｅ）１３０と、ポンプハウジング１３４内に配置され、トルク継手ハウジング１０８に接続されたピストンポンプ１３２とから成る。この軸方向カムプレート又は斜板１３０は、周囲周りの厚さが可変であり、軸Ｘ−Ｘ周りで回転中、ピストンポンプ１３２に軸Ｘ−Ｘに平行な往復運動を与える。ピストンポンプ１３２は、作動流体にポンピング力を与え、クラッチ１１０を係合させる。
【００３３】
図６〜９を参照すると、トルク継手ハウジング１０８内に配置されたロック機構１３４が図示されている。このロック機構１３４は、クラッチ１１０を用いてトルク伝達特性の調整が行われていないときに、トルク継手１００の入力シャフト１０２と出力シャフト１０４との間で伝達されるトルクを最大化するように構成される。
【００３４】
ロック機構１３４は、図６及び７に示すように、トルク調整クラッチ１１０と平行に配置することができる。図６において、ロック機構は、太陽ギア１１２とリングギア１１６が配置されたトルク継手ハウジング１０８との間に配置されたローラー制御双方向クラッチ（ｒｏｌｌｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｃｌｕｔｃｈ）若しくはスプラグ制御双方向クラッチ（ｓｐｒａｇ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｃｌｕｔｃｈ）若しくはストラット制御双方向クラッチ（ｓｔｒｕｔ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｃｌｕｔｃｈ）１３６から構成される。図６に示すように、双方向クラッチ１３６は、軸Ｘ−Ｘから半径方向に作動するように配置されてもよく、或いは、図７に示すように、双方向クラッチ１３６は、軸Ｘ−Ｘと同軸上で作動するように配置されてもよい。ロック機構１３４が太陽ギア１１２とリングギア１１６との間に配置されたとき、ロック機構１３４は、トルク調整クラッチ１１０の場合と似たトルク及び速度状態を経験する。よって、ロック機構１３４に必要なトルク容量は、トルク調整クラッチ１１０の場合と同じ理由で、大幅に低減される。車両が低速・高トルクのとき、トルク調整クラッチ１１０は係合せず、ロック機構１３４は、メカニカル経路を通るトルク伝達が最大となるとき、係合する。車両が高速・低トルクのとき、ロック装置は係合しておらず、トルク伝達はトルク調整クラッチ１１０の調整を通じて、排他的に制御される。
【００３５】
別の実施形態として、ロック機構１３４は、遊星ギア群１０６の他のメンバ間に配置されてもよい。例えば、図８に示すように、ロック機構は、リングギア１１６が配置されたトルク継手ハウジング１０９と遊星ギア群１０６の遊星キャリア１２０との間に配置されてもよい。この構成は、ロック機構１３４が係合したときに、入力シャフト１０２を出力シャフト１０４と固定するのと実効的に等価である。図９に示す更に別の実施形態において、ロック機構１３４は、太陽ギア１１２と遊星ギア群１０６の遊星キャリア１２０との間に配置される。
【００３６】
概して、トルク継手１００のトルク伝達容量は、エンジン１６又はトランスミッション１８の最大トルク出力と等しい必要はない。むしろ、図１０に示すように、トルク継手１００のトルク容量は、エンジン１６又はトランスミッション１８の最大トルク出力よりも大幅に低くすることができるため、軽量で安価な構造とすることができる。様々な道路状態により、タイヤロックが発生する前に駆動輪に伝達することができる最大トルクを制限される。ドライ舗装路面では、最大トルクは比較的大きい。論理的に予測される通り、タイヤロック発生前に駆動輪に伝達可能な最大トルク量は、路面がウエット又は雪で覆われた状態となると、低下する。図１０に示すように、トルク継手１００は、ウエット舗装路面に対して予測される最大トルク量より若干低いトルク伝達レベルを車両１０の従駆動輪１４に対して可能とし、よって従駆動輪１４が主駆動輪１２と同時にスリップすることを防ぎ、車両トラクション及び動的制御を向上させるような構造とすることができる。
【００３７】
他の変形例も考えられる。それらは、例えば、同じ遊星ギア群１０６、ポンプ機構１２４、及びロック機構１３４を有するが、連結が異なる又は遊星ギア群が異なる、ものである。連結又は遊星ギア群にかかわらず、この構成は、ほとんどのトルクがメカニカル経路を通るようにトルクをメカニカル経路とクラッチ経路とに分け、クラッチ経路上でのトルク調整が不要なときにメカニカル経路を通るトルク伝達を最大化するロック機構１３４を設けるべきである。同じ静脈において、入力シャフト１０２及び出力シャフト１０４を判定させ、トルクが出力シャフト１０４に掛けられ、入力シャフト１０２から伝達されてもよい。さらに、遊星ギア群１０６は、ギア機構に依存する必要はなく、代わりに、摩擦表面に依存したトラクション装置又はドライブとしてもよい。
【００３８】
さらに、トルク継手１００は、車両の従駆動輪１４へのトルク伝達に限定される必要はなく、自動車における用途以外の機械類における用途又は自動車においても異なる場所での使用も可能である。
【００３９】
以上のことから、本発明の複数の目的は実現され、他の有益的な結果が得られたことは明らかである。本発明の範囲を逸脱することなく上記構造に様々な変更を施すことが可能であるため、上記説明及び添付図面に含まれるすべての事項は単なる例示であって限定する意味ではないと解釈されるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に従って作られ、本発明を具現化するトルク継手を備えた前輪駆動自動車の概略図である。
【図２】本トルク継手を備えた後輪駆動自動車の概略図である。
【図３】ポンプ機構を備えるように構成された本発明に係る流体トルク継手の簡易断面図である。
【図４】ギアポンプを備えるように構成された本発明に係る流体トルク継手の別の実施形態の簡易断面図である。
【図５】ピストンポンプを備えるように構成された本発明に係る流体トルク継手の別の実施形態の簡易断面図である。
【図６】太陽ギアとリングギアとの間に配置されたロック装置を備えるように構成された本発明に係るトルク継手の簡易断面図である。
【図７】太陽ギアとリングギアとの間に配置されたロック装置を備えるように構成された図６に類似の本発明に係るトルク継手の別の構成の簡易断面図である。
【図８】遊星ギアとリングギアとの間に配置されたロック装置を備えるように構成された本発明に係るトルク継手の簡易断面図である。
【図９】太陽ギアと遊星ギアとの間に配置されたロック装置を備えるように構成された本発明に係るトルク継手の簡易断面図である。
【図１０】様々な車両作動状態及び構成についての車速に対するトルクのプロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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