(57)【要約】      （修正有）【課題】同心性の作動を有するモータ駆動型トランスファケースを提供する。【解決手段】トランスファケース３０および組立方法は、共通の主軸に沿って互いに軸方向に隣接して配置されたレンジシフト装置およびクラッチ装置を含むことができる。作動装置は、共通主軸の周りで回転するようにレンジシフト装置とクラッチ装置の間に同軸に置かれて配置された同心ギヤを含むことができる。同心ギヤ４８は、共通主軸の周りの角度回転の一部の間、レンジシフト装置を作動することができ、共通主軸の周りの角度回転の相互排他的部分の間、クラッチ装置を作動することができる。作動装置は筒型カム５９、筒型カムと同心ギヤの間で係合可能な複数のばね、およびローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間でレンジシフト装置を作動すべく、案内された軸方向移動のためにカム表面溝５７と動作可能に係合できるシフトフォーク６８を含むことができる。【選択図】図５
2015113112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要回転軸を有する入力シャフト（３４）と、前記主軸と同軸に整列されかつ前記主軸の周りを回転可能な第１出力シャフト（３６）と、前記主軸と平行な第２の軸の周りを回転可能な第２出力シャフト（３８）と、前記第１出力シャフト（３６）と前記第２出力シャフト（３８）の間に配置された動力伝達装置（４０）とを含むトランスファケース（３０）において、
前記主軸に対して同軸にかつ互いに軸方向に隣接して配置されたレンジシフト装置（６０）およびクラッチ装置（８０）であって、前記レンジシフト装置（６０）が、ローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間で軸方向にシフトするために、前記入力シャフト（３４）と前記第１出力シャフト（３６）の間に動作可能に接続され、前記クラッチ装置（８０）が、駆動トルクを前記第１出力シャフト（３６）と前記第２出力シャフト（３８）の間で伝達するための駆動連続性をもたらす状態へまたはその状態から移行するために係合位置と非係合位置の間を軸方向に移動すべく前記動力伝達装置（４０）に動作可能に接続された、レンジシフト装置（６０）およびクラッチ装置（８０）と、
前記主軸に対して同軸に取り付けられかつ前記レンジシフト装置（６０）と前記クラッチ装置（８０）の間に軸方向に置かれた回転可能な同心ギヤ（４８）を含む作動装置（３２）であって、前記同心ギヤ（４８）が、前記主軸周りの角度回転の一部の間、前記レンジシフト装置を作動し、前記主軸周りの角度回転の相互排他的部分の間、前記クラッチ装置（８０）を作動する作動装置（３２）と
を含む改良。
【請求項２】
前記作動装置（３２）がさらに、
カム表面溝（５７）と複数のカムタブ（５８）とを含む筒型カム（５９）であって、前記複数のカムタブ（５８）が、前記同心ギヤ（４８）によって画定された対応する複数の細長い円弧状の筒型カム係合スロット（４９）と係合可能である筒型カム（５９）と、
前記筒型カム（５９）と前記同心ギヤ（４８）の間で係合可能な複数のばね（６２）と、
前記ローレンジ駆動モードと前記ハイレンジ駆動モードの間でシフトするために前記同心ギヤ（４８）による前記筒型カム（５９）の回転に応答して前記筒型カム（５９）の前記カム表面溝（５７）に沿って案内されて移動するシフトフォーク（６８）と、
前記シフトフォーク（６８）の軸方向移動を可能にするが回転を制限するように前記シフトフォーク（６８）と動作可能に係合できるシフトカラー（７０）と、
前記第１出力シャフト（３６）に沿って軸方向移動するように前記シフトフォーク（６８）によって動作可能に駆動され、かつ前記第１出力シャフト（３６）の回転を駆動するために接続される内側レンジスリーブ（６３）と
を含む、請求項１に記載の改良。
【請求項３】
前記作動装置（３２）がさらに、
前記レンジシフト装置（６０）と反対側の前記同心ギヤ（４８）の面と係合可能なクラッチアクチュエータ（８８）であって、前記同心ギヤ（４８）によって画定された対応する複数の細長い円弧状ポケットスロット（６１）と係合可能な複数のクラッチ作動タブ（８９）を含み、外端部（９４）の浅い深さまでテーパする深い中央部分を有する複数の細長い円弧状凹部（９０）を画定するクラッチアクチュエータ（８８）と、
対応する複数の回転部材（９２）であって、１つの回転部材（９２）が、前記細長い円弧状凹部（９０）に沿って前記凹部（９０）のより深い中央部分と前記凹部（９０）のより浅い外端部（９４）の間で移動するために前記複数の細長い円弧状凹部（９０）のそれぞれに受け入れられる対応する複数の回転部材（９２）と、
軸方向に移動可能な中間プレート（７８）であり、前記中間プレート（７８）と前記クラッチアクチュエータ（８８）の間に置かれた前記複数の回転部材（９２）を捕捉する中間プレート（７８）であって、前記凹部（９０）の前記より深い中央部分から前記凹部（９０）の前記より浅い外端部（９４）への前記回転部材の移動に応答して第１軸方向クラッチ位置と第２軸方向クラッチ位置の間で前記クラッチ装置（８０）をシフトするための軸方向に移動可能な中間プレート（７８）と
を含む、請求項１に記載の改良。
【請求項４】
前記中間プレート（７８）がさらに、
前記中間プレート（７８）の外側周囲部分（９８）の複数のピン（９６）であって、前記同心ギヤ（４８）に対する前記中間プレート（７８）の軸方向移動を可能にするが前記同心ギヤ（４８）から前記中間プレート（７８）への回転移動の伝達を防止して前記中間プレート（７８）と前記同心ギヤ（４８）の間の自由な浮遊移動を提供する複数のピン（９６）、
を含む、請求項３に記載の改良。
【請求項５】
前記作動装置（３２）がさらに、
前記主軸に対して軸外に配置された電気モータ（４４）と、前記同心ギヤ（４８）を駆動して回転させるギヤトレーン（４６）と、
を含む、請求項１に記載の改良。
【請求項６】
前記入力シャフト（３４）と前記出力シャフト（３６、３８）の間で異なる駆動比率を提供するためにレンジシフト装置（６０）と動作可能に係合できる差動装置（７２）であって、複数の遊星ギヤ（１０２）と、リングギヤ（１０４）と、遊星ギヤキャリア（１０６）と、サンギヤ（１０８）と有する遊星歯車装置（７４）を含み、前記サンギヤ（１０８）が前記入力シャフト（３４）によって駆動され、前記第１出力シャフト（３６）が、前記レンジシフト装置（６０）の作動に応答して前記遊星ギヤキャリア（１０６）および前記サンギヤ（１０８）の１つによって選択的に駆動される差動装置（７２）、
をさらに含む、請求項１に記載の改良。
【請求項７】
前記クラッチ装置（８０）がさらに、
前記主軸の周りを回転可能な駆動ギヤ（８２）と、
前記駆動ギヤ（８２）とともに回転するように取り付けられ、前記駆動ギヤ（８２）に対して軸方向に移動可能な圧力プレート（８４）と、
前記圧力プレート（８４）とともに回転するように取り付けられ、前記圧力プレート（８４）と係合可能なクラッチ摩擦ディスク（８６）と、
前記圧力プレート（８４）および前記クラッチ摩擦ディスク（８６）とともに回転するように取り付けられ、前記圧力プレート（８４）および前記クラッチ摩擦ディスク（８６）の間で係合可能なダイアフラムばね（８５）と、
前記作動装置（３２）と前記ダイアフラムばね（８５）の間で係合可能なリング部材（８３）と
を含む、請求項１に記載の改良。
【請求項８】
主要回転軸を有する入力シャフト（３４）と、
前記入力シャフト（３４）に対して同軸に整列されかつ前記主軸の周りを回転可能な第１出力シャフト（３６）と、
前記主軸と平行な第２の軸の周りを回転可能な第２出力シャフト（３８）と、
ローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間でシフトするように前記入力シャフト（３４）と前記第１出力シャフト（３６）の間に動作可能に接続され、前記主軸に対して同軸であるレンジシフト装置（６０）と、
前記主軸に対して同軸であり、前記レンジシフト装置（６０）に対し軸方向に隣接して配置されたクラッチ装置（８０）であって、駆動トルクを前記第１出力シャフト（３６）と前記第２出力シャフト（３８）の間で伝達するための駆動連続性をもたらす状態へまたはその状態から移行するために係合位置と非係合位置の間を軸方向に移動すべく前記第１出力シャフト（３６）と前記第２出力シャフト（３８）の間に配置されたクラッチ装置（８０）と、
前記主軸に対して同軸であり、前記主軸に対して回転するように前記レンジシフト装置（６０）と前記クラッチ装置（８０）の間に軸方向に置かれて配置された回転可能な同心ギヤ（４８）を含む作動装置（３２）であって、前記同心ギヤ（４８）が、前記主軸周りの角度回転の一部の間、前記レンジシフト装置を作動し、前記主軸周りの角度回転の相互排他的部分の間、前記クラッチ装置（８０）を作動する作動装置（３２）と
を含む、トランスファケース（３０）。
【請求項９】
前記作動装置がさらに、
前記同心ギヤ（４８）の第１面と動作可能に係合できる筒型カム（５９）であって、カム表面溝（５７）と、前記同心ギヤ（４８）によって画定された複数のスロット（４９）と係合可能である複数のカムタブ（５８）とを有する筒型カム（５９）と、
いずれかの回転方向における前記同心ギヤ（４８）の回転に追従するために前記筒型カム（５９）を付勢するように前記筒型カム（５９）と前記同心ギヤ（４８）の間で係合可能な複数のばね（６２）と、
前記ローレンジ駆動モードと前記ハイレンジ駆動モードの間でシフトするように前記同心ギヤ（４８）によって駆動される前記筒型カム（５９）の回転に応答した案内された軸方向移動のために前記カム表面溝（５７）と動作可能に係合できるシフトフォーク（６８）と
を含む、請求項８に記載のトランスファケース（３０）。
【請求項１０】
前記作動装置（３２）がさらに、
前記筒型カム（５９）の回転によって駆動されるとき、前記シフトフォーク（６８）の軸方向移動を可能にするが前記シフトフォーク（６８）の回転移動を制限する、前記シフトフォーク（６８）と係合可能なシフトカラー（７０）、
を含む、請求項９に記載のトランスファケース（３０）。
【請求項１１】
前記レンジシフト装置（６０）がさらに、
第１軸方向位置と第２軸方向位置の間を前記第１出力シャフト（３６）に沿って軸方向移動するように動作可能に駆動される内側レンジスリーブ（６３）であって、前記第１出力シャフト（３６）の回転を駆動するために接続される内側レンジスリーブ（６３）と、
前記入力シャフト（３４）と前記出力シャフト（３６、３８）の間で異なる駆動比率を提供するために前記レンジシフト装置（６０）の前記内側レンジスリーブ（６３）と動作可能に係合できる差動装置（７２）であって、複数の遊星ギヤ（１０２）と、リングギヤ（１０４）と、遊星ギヤキャリア（１０６）と、サンギヤ（１０８）と有する遊星歯車装置（７４）を含み、前記サンギヤ（１０８）が前記入力シャフト（３４）によって駆動され、前記第１出力シャフト（３６）が、前記同心ギヤ（４８）の回転を介した前記レンジシフト装置（６０）の作動に応答した前記内側レンジスリーブ（６３）の軸方向位置に応じて前記遊星ギヤキャリア（１０６）および前記サンギヤ（１０８）の１つによって選択的に駆動される差動装置（７２）と
を含む、請求項８に記載のトランスファケース（３０）。
【請求項１２】
前記作動装置（３２）がさらに、
前記主軸に対して軸外に配置され、かつ前記同心ギヤ（４８）を前記主軸の周りでいずれかの回転方向に回転して駆動するように動作可能に係合できる電気モータ（４４）、
を含む、請求項８に記載のトランスファケース（３０）。
【請求項１３】
前記クラッチ装置（８０）がさらに、
前記レンジシフト装置（６０）と反対側の前記同心ギヤ（４８）の第２の面と係合可能なクラッチアクチュエータ（８８）であって、浅い外端部（９４）までテーパする深い中央部分を有する複数の細長い円弧状凹部（９０）を画定するクラッチアクチュエータ（８８）と、
対応する複数の回転部材（９２）であって、１つの回転部材（９２）が、第１クラッチ位置と第２クラッチ位置の間で前記クラッチ装置（８０）を軸方向にシフトするように各細長い円弧状凹部（９０）内に受け入れられる、対応する複数の回転部材（９２）と、
軸方向に移動可能な中間プレート（７８）であり、前記中間プレート（７８）と前記クラッチアクチュエータ（８８）の間に置かれた前記複数の回転部材（９２）を捕捉する中間プレート（７８）であって、前記中間プレート（７８）と前記同心ギヤ（４８）の間に自由に浮遊して案内される関係を提供するように前記中間プレート（７８）の外側周囲面部分（９８）に複数の外方へ突出するピン（９６）を含み、前記回転部材が前記同心ギヤ（４８）の回転に応答して前記凹部（９０）の前記深い中央部分と前記凹部（９０）の浅い外端部（９４）の間を移動するとき、第１軸方向クラッチ位置と第２軸方向クラッチ位置の間で前記クラッチ装置（８０）をシフトする中間プレート（７８）と
を含む、請求項８に記載のトランスファケース（３０）。
【請求項１４】
前記クラッチ装置（８０）がさらに、
前記主軸の周りを回転可能な駆動ギヤ（８２）と、
前記駆動ギヤ（８２）とともに回転するように取り付けられ、前記駆動ギヤ（８２）に対して軸方向に移動可能な圧力プレート（８４）と、
前記圧力プレート（８４）とともに回転するように取り付けられ、前記圧力プレート（８４）と係合可能なクラッチ摩擦ディスク（８６）と、
前記圧力プレート（８４）および前記クラッチ摩擦ディスク（８６）とともに回転するように取り付けられ、前記圧力プレート（８４）および前記クラッチ摩擦ディスク（８６）の間で係合可能なダイアフラムばね（８５）と、
前記中間プレート（７８）と前記ダイアフラムばね（８５）の間で係合可能なリング部材（８３）と
を含む、請求項１３に記載のトランスファケース（３０）。
【請求項１５】
主要回転軸を有する入力シャフト（３４）と、前記主軸と同軸に整列されかつ前記主軸の周りを回転可能な第１出力シャフト（３６）と、前記主軸と平行な第２の軸の周りを回転可能な第２出力シャフト（３８）と、前記第１出力シャフト（３６）と前記第２出力シャフト（３８）の間に配置された動力伝達装置（４０）とを含むトランスファケース（３０）を組み立てる方法であって、
レンジシフト装置（６０）とクラッチ装置（８０）を互いに同軸にかつ前記主軸に沿って互いに軸方向に隣接して位置付けることであって、前記レンジシフト装置（６０）が、作動のローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間で軸方向にシフトするために、前記入力シャフト（３４）と前記第１出力シャフト（３６）の間に動作可能に接続され、前記クラッチ装置（８０）が、駆動トルクを前記第１出力シャフト（３６）と前記第２出力シャフト（３８）の間で伝達するための駆動連続性をもたらす状態へまたはその状態から移行するために係合位置と非係合位置の間を軸方向に移動すべく前記動力伝達装置（４０）に動作可能に接続されること、および、
前記主軸に対して回転するように前記レンジシフト装置（６０）と前記クラッチ装置（８０）の間に軸方向に作動装置（３２）の同心ギヤ（４８）を置くことであって、前記同心ギヤ（４８）が前記主軸の周りを回転可能であり、また、前記主軸の周りの角度回転の一部の間、前記レンジシフト装置を作動するように、および前記主軸の周りの角度回転の相互排他的部分の間、前記クラッチ装置（８０）を作動するように、前記レンジシフト装置（６０）および前記クラッチ装置（８０）と動作可能に係合できること
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションおよびクラッチまたはブレーキの接続制御機構に関し、詳細には、動力伝達装置が駆動部品および被駆動部品の間に駆動連続性を提供する状態へまたはそのような状態から動力伝達装置に移行させる作動装置を含む、２つのシャフトまたはプーリおよびシャフトまたは他の駆動部品および被駆動部品間のように駆動連続性を確保および遮断するために摩擦部品またはインタロック部品を使用する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスファケースは、駆動トルクをパワートレーンから、車両、四輪駆動または二輪駆動のどちらかの車輪へ、選択的に仕向けるために車両駆動ライン用途で使用される。トランスファケースは、（特許文献１）、（特許文献２）、（特許文献３）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献６）、（特許文献７）、（特許文献８）、（特許文献９）、（特許文献１０）で既に開示されている。現在のトランスファケースは、異なる駆動モード間でシフトするように作動されることができるモードシフト機構が装備されている。現在のトランスファケースはまた、ハイレンジおよびローレンジ駆動モード間でシフトするために減速ギヤセットを係合するように車両の運転手によって選択的に作動されることができるレンジシフト機構を含むことができる。現在のトランスファケースでは、レンジシフト機構およびクラッチ装置は、別個の動力作動式アクチュエータによって独立して制御される。現在のトランスファケースは、しかしながら、レンジシフト機構およびクラッチ装置の両方の作動を調整するように作動可能な単一の動力作動式アクチュエータを含むことができる。調整された作動システムが装備されたトランスファケースは商業的に成功しているが、より単純で、より経済的に製造できる代替の作動システムに対する必要性が存在する。いくつかの製造業者は両方の機能を実行するために単一のモータを使用するが、この任務を達成するために依存している追加の軸外構成要素が多すぎる。特に、クラッチおよびレンジの両方の作動を引き起こすウォームギヤタイプドライブ、筒型カム、減速ギヤ、シフトシャフト、レンジフォーク等。現在のトランスファケースは、レンジシフト装置またはクラッチ装置の作動を引き起こすために主軸に対して軸外に配置された構成要素をあまりにも多く使用する必要がある。レンジシフト装置およびクラッチ装置の両方を作動するためにより少ない構成要素を使用するトランスファケースを提供することは望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，６５０，８０８号明細書
【特許文献２】米国特許第６，９４５，３７５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，８１４，６８２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８０８，０５３号明細書
【特許文献５】米国特許第６，７８０，１３４号明細書
【特許文献６】米国特許第６，７７９，６４１号明細書
【特許文献７】米国特許第５，６９９，８７０号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００３／０２１１９１３号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００３／０２２４８９４号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００８／０１２９２３０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
現行技術の制約を克服するために、同心性の作動を有するモータ駆動式トランスファケースは、単純化された作動装置を使用して、主軸に沿って隣接して配置されたレンジシフト装置およびクラッチ装置の両方を作動する。開示されるトランスファケースは、クラッチ作動機能およびレンジシフト機能の両方を実行するために軸外電気モータを使用する。開示されるトランスファケースは、クラッチおよびレンジ作動軸に同心に取り付けられたギヤを回転させるために単純化された軸外ギヤトレーンを使用する。レンジ機能は、複数のばねを介して筒型カムを回転させることによって実行される。シフトフォークは、ローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間でシフトするように筒型カムのカム範囲内を移動することができる。カム範囲の両端部に停滞部（ｄｗｅｌｌ）の期間があり、その期間中、クラッチは同心ギヤ内の複数のポケットスロットを介して作動され、複数のポケットスロットは、もっぱらカム範囲の停滞部分で係合してクラッチ装置を作動する。開示されるトランスファケースは、現行製品に優る改良であり、ギヤドライブの効率がより高く、またギヤドライブは、より少ない構成要素を使用して、現行のトランスファケースに設けられているものと同一の作動機能に影響を及ぼす。
【０００５】
トランスファケースは、主要回転軸を有する入力シャフトと、主軸と同軸に整列されかつ主軸の周りを回転可能な第１出力シャフトと、主軸と平行な第２の軸の周りを回転可能な第２出力シャフトと、第１出力シャフトと第２出力シャフトの間に配置された動力伝達装置とを含むことができる。レンジシフト装置およびクラッチ装置は、主軸に対して同軸にかつ互いに軸方向に隣接して配置されることができる。レンジシフト装置は、作動のローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間を軸方向にシフトするために、入力シャフトと第１出力シャフトの間に動作可能に接続されることができる。クラッチ装置は、駆動トルクを第１出力シャフトと第２出力シャフトの間で伝達するための駆動連続性をもたらす状態へまたはその状態から移行するために係合位置と非係合位置の間を軸方向に移動すべく動力伝達装置に動作可能に接続されることができる。作動装置は、主軸に対して同軸に取り付けられかつレンジシフト装置とクラッチ装置の間に軸方向に置かれた回転可能な同心ギヤを含むことができる。同心ギヤは、主軸周りの角度回転の一部の間、レンジシフト装置を作動することができ、また主軸周りの角度回転の相互排他的部分の間、クラッチ装置を作動することができる。
【０００６】
作動装置は筒型カムを含むことができる。筒型カムは、筒型カムの回転に応答する軸方向レンジシフト移動を画定するために筒型カムの内側表面に沿って円周方向および軸方向に延びるカム表面溝と、同心ギヤによって画定された対応する複数の細長い筒型カム係合円弧スロットと動作可能に係合できる複数の軸方向に延びるカムタブとを含むことができる。作動装置は、同心ギヤの角度部分に沿って延びかつ筒型カムのカムタブと同心ギヤとの間で係合可能な複数の円弧ばねを含むことができ、軸方向移動の間、噛み合わないギヤの歯の係合のせいでレンジシフト移動の完了が一時的に阻まれる場合、同心ギヤの回転移動に追従するように筒型カムを付勢する。複数の円弧ばねは、同心ギヤの移動に追従することを制限され、筒型カムが同心ギヤの回転移動に追従し損なったことに応答して同心ギヤのいずれかの回転方向に圧縮されることができる。圧縮されると、複数の円弧ばねは、レンジシフト移動が完了されるまで、所望の移動方向に筒型カムを連続的に付勢する。シフトフォークは、筒型カムのカム表面溝に対して案内される関係で動作可能に係合されることができる。シフトフォークは、レンジシフト機能をローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間で作動するために、同心ギヤによって筒型カムの回転に応答して軸方向にカム表面溝に沿って移動するように駆動されることができる。シフトフォークは、シフトカラーを介して筒型カムと動作可能に係合可能であり得る。回転可能な同心ギヤの回転は、対応するスロットおよびタブの相互作用を介してクラッチ装置およびレンジシフト装置を動作可能に係合し、シフトフォークの移動を引き起こす所定の角度方向に筒型カムを回転させ、シフトフォークは異なる駆動比率をもたらすべくローレンジ駆動モード軸方向位置とハイレンジ駆動モード軸方向位置の間の軸方向移動に内側レンジシフトスリーブを駆動する。
【０００７】
作動装置は、レンジシフト装置と反対側の面で同心ギヤと係合可能なクラッチアクチュエータを含むことができる。クラッチアクチュエータは複数の回転部材を含むことができる。クラッチアクチュエータは、クラッチアクチュエータのフランジまたはディスクの角度部分に沿って延びる複数の円弧凹部を画定することができる。各円弧凹部は、互いに反対側にあるテーパした外端部を有することができる。複数の円弧凹部は、対応する複数の回転部材を受け入れるために設けられ、回転部材は、同心ギヤの回転移動に応答する、各円弧凹部の深い中央部分から、対応する円弧凹部の浅い外端部までの回転部材の移動に応答してクラッチ装置を第１軸方向クラッチ位置と第２軸方向クラッチ位置の間でシフトすることができる。クラッチアクチュエータは、同心ギヤに形成される対応する複数の細長いクラッチアクチュエータ係合作動スロットと動作可能に係合できる複数の軸方向に延びるタブを含むことができる。軸方向に移動できる中間プレートは、クラッチアクチュエータの対応する凹部の中に回転部材を捕捉する。回転可能な同心ギヤの回転は、対応するスロットおよびタブの相互作用を介してクラッチ装置およびレンジシフト装置を動作可能に係合し、クラッチアクチュエータを所定の角度方向に回転させ、角度凹部の移動を引き起こし、回転部材を凹部の外端部に向けて駆動し、それによりクラッチパックに対する係合位置と非係合位置の間での圧力プレートの軸方向移動がもたらされる。
【０００８】
トランスファケースを組み立てる方法を提供することができ、トランスファケースは、主要回転軸を有する入力シャフトと、主軸と同軸に整列されかつ主軸の周りを回転可能な第１出力シャフトと、主軸と平行な第２の軸の周りを回転可能な第２出力シャフトと、第１出力シャフトと第２出力シャフトの間に配置された動力伝達装置とを含むことができる。方法は、レンジシフト装置とクラッチ装置を、互いに同軸にかつ主軸に沿って互いに軸方向に隣接して位置付けることを含むことができる。レンジシフト装置は、作動のローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間で軸方向にシフトするために、入力シャフトと第１出力シャフトの間に動作可能に接続されることができる。クラッチ装置は、駆動トルクを第１出力シャフトと第２出力シャフトの間で伝達するための駆動連続性をもたらす状態へまたはその状態から移行するために係合位置と非係合位置の間を軸方向に移動すべく動力伝達装置に動作可能に接続されることができる。方法は、主軸に対して回転するようにレンジシフト装置とクラッチ装置の間に作動装置の同心ギヤを軸方向に置くことを含むことができる。同心ギヤは主軸の周りを回転可能であり得、また、主軸の周りの角度回転の一部の間、レンジシフト装置を作動するように、および主軸の周りの角度回転の相互排他的部分の間、クラッチ装置を作動するように、レンジシフト装置およびクラッチ装置と動作可能に係合可能であり得る。
【０００９】
本発明の他の適用は、本発明を実行するために考えられた最良モードに関する以下の記載が付随の図面と組み合わせて読まれるとき、当業者に明らかになる。
【００１０】
本明細書中の記載は付随の図面を参照する。図面中、いくつかの図面を通して類似の参照番号は類似する部品を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるトランスファケースを装備した四輪駆動車両の概略図である。
【図２】本発明によるトランスファケースの断面図である。
【図３】図２のトランスファケースのレンジシフト装置部分の分解図である。
【図４】図２のトランスファケースのクラッチ装置部分の分解図である。
【図５】図２のトランスファケースの拡大詳細図であり、レンジシフト装置およびクラッチ装置をより詳細に示す。
【図６】共通の主軸に沿って互いに隣接して配置されたレンジシフト装置およびクラッチ装置の拡大図である。
【図７】同心ギヤおよび筒型カムをより詳細に示す作動装置の拡大された部分図である。
【図８】図８Ａは同心ギヤのレンジシフト装置作動面を示す概略図である。図８Ｂは同心ギヤのクラッチ装置作動面を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に図１を参照すると、車両１４は、駆動トルクを生成してフロント駆動ライン２６およびリヤ駆動ライン２７に送達するための内燃機関２４および動力伝達装置２２を含むことができる。車両１４はさらに、駆動トルクを内燃機関２４および動力伝達装置２２からフロント駆動ライン２６およびリヤ駆動ライン２７に伝達するためのトランスファケース３０を含むことができる。フロント駆動ライン２６は、フロントアクスル装置１５の反対側の両端部に接続された一対の前輪２８を含むことができ、フロントアクスル装置１５は、フロントドライブシャフト１８の一端に結合できるフロントディファレンシャル１７を含む。フロントドライブシャフト１８の反対端部は、トランスファケース３０の第１出力シャフト３６に結合することができる。第１出力シャフト３６はフロントドライブシャフト１８を駆動することができ、フロントディファレンシャル１７はフロントアクスル装置１５を介して駆動エネルギーを一対の前輪２８に伝達することができる。リヤ駆動ライン２７は、リヤアクスル装置１６の反対側の両端部に接続された一対の後輪２９を含むことができ、リヤアクスル装置１６は、リヤドライブシャフト２０の一端に結合できるリヤディファレンシャル１９を含む。リヤドライブシャフト２０の反対端部は、トランスファケース３０の第２出力シャフト３８に結合することができる。トランスファケース３０は、出力動力を第２出力シャフト３８に提供することができ、第２出力シャフト３８は回転エネルギーをリヤドライブシャフト２０に提供する。この回転エネルギーはリヤディファレンシャル１９およびリヤアクスル装置１６を介して一対の後輪２９に伝達することができる。トランスファケース３０は、レンジシフト装置６０、クラッチ装置８０、および作動装置３２を備えることができ、作動装置３２はレンジシフト装置６０のレンジシフト機能を作動しかつクラッチ装置８０のモードシフト機能を作動する。作動装置３２の作動を制御するために制御システム２１を設けることができる。制御システム２１は、車両１４の運転者の操作を検出するための車両センサ２３を含むことができる。制御システム２１は、作動装置３２を自動的に制御する自動モードで作動できる、あるいは、手動操作モードにおいて、利用可能な運転モードおよびレンジの１つを選択するために運転者に提供することができる。いずれの場合にも、制御システム２１は、制御信号をトランスファケース３０に送信して、トランスファケース３０を所望の運転モードまたはレンジにシフトさせることができる。
【００１３】
次に図２〜８Ｂを参照すると、動力伝達装置２２によって駆動されるように適合された入力シャフト３４を含むトランスファケース３０の改良が示されている。図２に示されるように、ドライブシャフトは、内燃機関２４によって回転させることができ、および動力伝達装置２２に結合可能であり、動力伝達装置２２は、内燃機関２４からの出力動力を、適合した出力駆動動力に変換する。動力伝達装置２２からの出力駆動動力は、トランスファケース３０の入力シャフト３４に伝達することができる。トランスファケース３０は、出力駆動動力を、一対の後輪２９および一対の前輪２８に選択的に伝達することができる。トランスファケース３０は、ハウジング４１と、レンジシフト装置６０と、クラッチ装置８０と、作動装置３２とを含むことができ、作動装置３２は、レンジシフト装置６０の調和されたシフトおよびクラッチ装置８０の適切な係合を制御するように動作可能である。ハウジング４１は第１出力シャフト３６および第２出力シャフト３８を包含する。トランスファケース３０のハウジング４１は、ハウジング４１の第１半部４２および第２半部４３を含むことができ、それらはボルト４５で一緒に固定される。ハウジング４１は様々なシール、凹部、ショルダ、フランジ、ボア等を含むことができ、それらは本明細書で考察されるトランスファケース３０の様々な構成要素および部品を受け入れて位置決めする。入力シャフト３４はハウジング４１内でボールベアリング３５に回転可能に結合することができ、また、ローラベアリング３７によって第２出力シャフト３８の一端に結合することができる。第２出力シャフト３８は、入力シャフト３４から遠位側の反対端部でボールベアリング３９に回転可能に取り付けることができる。第１出力シャフト３６はハウジング４１内でボールベアリング３３に回転可能に取り付けることができる。入力シャフト３４、第１出力シャフト３６および第２出力シャフト３８は、トランスファケース３０のハウジング４１から延びることができる。図２に示されるように、動力伝達部材４０は、トルクを入力シャフト３４から第２出力シャフト３８へ伝達することができる。動力伝達部材４０はベルト、チェーン、ギヤトレーン、またはシャフト３６とシャフト３８の間の動力伝達結合の他のいずれかの適切な方法であることができる。
【００１４】
図２および６に示されるように、入力シャフト３４は、共通の主回転軸の周りを回転可能であり得る。レンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０は、共通主軸に沿って、および互いに隣接して配置することができる。この構成により、レンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０のシフト機能を実行する際に、使用する軸外構成要素はより少なくなる。トランスファケース３０内の作動装置３２は、共通主軸と同軸に配置されかつレンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０の間に置かれる同心ギヤ４８を含むことができ、その結果、同心ギヤ４８の一方の面は、共通主軸の周りの角度回転の一部の間、レンジシフト装置６０と動作可能に係合しそれを作動する一方、同心ギヤ４８の反対面は、共通主軸の周りの角度回転の相互排他的部分の間、クラッチ装置８０と動作可能に係合しそれを作動する。同心ギヤ４８を共通主軸の周りで回転して駆動するように、電気モータ４４を共通主軸に対して軸外に配置することができる。作動装置３２は、駆動トルクを電気モータ４４からレンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０に伝達するためにギヤトレーン４６を含むことができる。ギヤトレーン４６は複数のギヤを含むことができる。複数のギヤの１つは、共通主軸の周りを回転可能でありかつレンジシフト装置６０とクラッチ装置８０との間に配置された同心ギヤ４８であることができる。図７および８Ａに最もよく示されているように、同心ギヤ４８は、筒型カム５９に配置された複数のカムタブ５８と係合するための複数の細長い筒型カム係合円弧スロット４９を画定することができる。同心ギヤ４８はさらに、複数のばね６２を受け入れるための、複数のスロット４９のそれぞれの間に配置されたばね凹部６４を画定することができる。図７に最もよく示されるように、複数のばね６２は、レンジシフト装置６０を作動するために筒型カム５９と係合可能であり得る。図７に最もよく示されるように、筒型カム５９は、筒型カム５９の内側表面に沿って円周方向にかつ軸方向に延び、筒型カム５９の回転に応答して軸方向レンジシフト移動を定めるカム表面溝５７と、同心ギヤ４８によって画定された対応する複数の細長い筒型カム係合円弧スロット４９と動作可能に係合できる複数の軸方向に延びるカムタブ５８とを含むことができる。軸方向移動の間、噛み合わないギヤの歯の係合のせいでレンジシフト移動の完了が一時的に阻止される場合、同心ギヤ４８の回転移動に追従するように筒型カム５９を付勢するために、作動装置３２は、同心ギヤ４８の角度部分に沿って延びかつ筒型カム５９のカムタブ５８と同心ギヤ４８との間で係合可能な複数の円弧ばね６２を含むことができる。複数の円弧ばね６２は同心ギヤ４８の移動に追従することを制限され、および筒型カム５９が同心ギヤ４８の回転移動に追従できないことに応答して同心ギヤ４８のいずれかの回転方向に圧縮されることができる。圧縮されると、複数の円弧ばね６２は、レンジシフト移動が完了するまで筒型カム５９を所望の方向に連続的に付勢する。同心ギヤ４８による筒型カム５９の回転に応答して軸方向のカム表面溝に沿った案内された行程を移動するようにシフトフォーク６８を駆動して、レンジシフト機能を作動のローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間で作動させることができる。シフトフォーク６８は、シフトカラー７０を介して筒型カム５９と動作可能に係合可能であり得る。換言すると、筒型カム５９は、複数のカムタブ５８が複数の筒型カム係合スロット４９内に係合されるとき、同心ギヤ４８に対して固定され得る。筒型カム５９は、同心ギヤ４８が回転し続ける間、軸方向移動が一時的に阻止される場合でさえ、複数のばね６２によって回転可能に付勢されることができる。筒型カム５９が回転の間軸方向に阻まれると、複数のばね６２は、所望の方向に移動すべく筒型カム５９を付勢するように回転エネルギーによって負荷を与えられることができる。複数のばね６２は同心ギヤ４８と筒型カム５９との間の結合を提供することができる。複数のばね６２は、所望のレンジモードシフトが完了するまで、電気モータ４４とシフトフォーク６８との間でエネルギーを蓄積することができる。
【００１５】
図２、３および６に示されるように、作動装置３２は、レンジシフト装置６０に面する同心ギヤ４８の面を介してレンジシフト装置６０を作動することができる。図３に最もよく示されているように、ギヤトレーン４６は、電気モータ４４によって駆動される入力ギヤ５０を含むことができる。ギヤトレーン４６はさらに、中間出力ギヤ５２を含むことができる。入力ギヤ５０は中間出力ギヤ５２を回転させることができる。中間出力ギヤ５２は同心ギヤ４８を回転させることができる。作動装置３２は、筒型カム５９の回転に応答して軸方向レンジシフト移動を定めるために筒型カム５９の内側表面に沿って円周方向および軸方向に延びるカム表面溝５７を有する筒型カム５９と、同心ギヤ４８によって画定された対応する複数の細長い筒型カム係合円弧スロット４９と動作可能に係合できる複数の軸方向に延びるカムタブ５８とを含むことができる。シフトフォーク６８はカム表面溝５７に沿って移動し、レンジシフト装置６０をローレンジ駆動モード位置とハイレンジ駆動モード位置との間でシフトすることができる。筒型カム５９は同心ギヤ４８の回転に応答して共通主軸の周りを回転可能であり得る。作動装置３２はさらに、シフトフォーク６８が筒型カム５９のカム表面溝５７内を移動する間、シフトフォーク６８と係合可能であり得るシフトカラー７０を含むことができる。シフトフォーク６８は、筒型カム５９のカム表面溝５７内を移動するカムフォロワとしての役割を果たすことができる。シフトフォーク６８、筒型カム５９、およびシフトカラー７０は、軸方向に移動可能な内側レンジスリーブ６３を囲むことができる。シフトカラー７０は円筒状要素であり、シフトフォーク６８の軸方向移動を可能にするがシフトフォーク６８の回転移動を阻止するようにシフトフォーク６８と結合できる。シフトカラー７０は、筒型カム５９のローレンジ角度位置とハイレンジ角度位置との間のシフト回転移動に応答して内側レンジスリーブ６３を駆動するためにシフトフォーク６８が軸方向にスライドすることを可能にする。内側レンジスリーブ６３は作動装置３２と差動装置７２との間で係合可能であり得、差動装置７２から出力シャフト３６へ、出力シャフト３６に対する内側レンジスリーブ６３の軸方向移動を可能にするスプライン接続を介して、回転を伝達する。差動装置７２は入力シャフト３４と出力シャフト３６、３８の間で駆動動力を変えることができる。
【００１６】
制御システム２１が車両１４をハイレンジ駆動モードにシフトするとき、制御システム２１は制御信号をトランスファケース３０に送信することができる。同心ギヤ４８はトランスファケース３０内で電気モータ４４によって回転されることができる。筒型カム５９は複数のスロット４９を介して同心ギヤ４８と係合することによって回転されることができる。筒型カム５９の回転に応答して、シフトフォーク６８は、筒型カム５９のカム表面溝５７に従って軸方向に移動するように駆動される。シフトフォーク６８は、レンジシフト装置６０の内側レンジスリーブ６３を、ハイレンジ駆動モード位置とローレンジ駆動モード位置との間で軸方向にスライドする。筒型カム５９は、同心ギヤ４８によって画定された複数のスロット４９と係合するための複数のカムタブ５８を含むことができる。シフトフォーク６８がカム表面溝５７の作動部分のハイレンジモードに移動するとき、シフトフォーク６８はシフトカラー７０に形成された溝に沿って第１位置から、入力シャフト３４に向かう方向において同心ギヤ４８から軸方向に離れて位置付けられた第２位置に向かって軸方向にスライドする。ハイレンジ駆動モードにおいて、第１出力シャフト３６は、入力シャフト３４と均等の速度で回転することができる。入力シャフト３４および第１出力シャフト３６は、一対一（１：１）の比率で回転することができる。図３に最もよく示されているように、レンジシフト装置６０は、ローレンジ駆動モードとハイレンジ駆動モードの間でシフトすることを可能にする差動装置７２を含むことができる。制御システム２１が車両１４をローレンジ駆動モードにシフトするとき、筒型カム５９は同心ギヤ４８によって回転されることができ、その結果、シフトフォーク６８は、カム表面溝５７の作動部分のローレンジモードに移動する。シフトフォーク６８がカム表面溝５７の作動部分のローレンジモードに移動するとき、シフトフォーク６８はシフトカラー７０に形成された溝に沿ってスライドし、シフトカラー７０は内側レンジスリーブ６３を駆動して差動装置７２の遊星ギヤキャリア１０６と係合させ、１対１未満の駆動比率をもたらす。レンジシフト装置６０がローレンジ駆動モードにあるとき、入力シャフト３４は、異なる駆動比率を第１出力シャフト３６および第２出力シャフト３８に提供することができる。作動のハイレンジ駆動モードにあるとき、筒型カム５９は、シフトカラー７０に形成された溝に沿ってシフトフォーク６８をスライドさせ、内側レンジスリーブ６３を駆動して、直接駆動構成のために差動装置７２のサンギヤ１０８と係合させる。
【００１７】
図３に最もよく示されているように、差動装置７２は、スナップリング１００と遊星歯車装置７４とを含むことができる。遊星歯車装置７４は、複数の遊星ギヤ１０２と、リングギヤ１０４と、遊星ギヤキャリア１０６と、サンギヤ１０８とを含むことができる。図５で最もよく見られるように、シフトフォーク６８がカム表面溝５７のローレンジ駆動モード部分に押し込まれると、内側レンジスリーブ６３は軸方向に移動して出力シャフト３６を遊星ギヤキャリア１０６と結合させることができる。シフトフォーク６８がカム表面溝５７のハイレンジ駆動モード部分に押し込まれると、内側レンジスリーブ６３は軸方向に移動して出力シャフト３６をサンギヤ１０８と結合させることができる。図５で最もよく見られるように、内側レンジスリーブ６３のギヤの歯は、図５に示される位置から左にシフトされると、サンギヤ１０８の内歯と係合することができる。スナップリング１００は回転不能であることができ、差動装置７２をハウジング４１内に固定することができる。サンギヤ１０８は入力シャフト３４によって駆動されることができる。複数の遊星ギヤ１０２はサンギヤ１０８の周りを回転可能であり得る。遊星歯車装置７４は遊星ギヤキャリア１０６を含むことができる。駆動トルクは、所望の駆動比率に応じて、サンギヤ１０８から直接、または遊星ギヤキャリア１０６を介して間接的に、出力シャフト３６に送ることができる。サンギヤ１０８と複数の遊星ギヤ１０２の間のギヤ比は、減速比であることができ、第１出力シャフト３６を入力シャフト３４の回転速度と比較して異なる速度で回転させる。好ましい減速比は、３：１〜１０：１の範囲を含むことができる。好ましい比は約６：１であり得る。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、示されるものと異なる他の差動装置の設計をトランスファケース３０内で採用できることは当業者に認識されよう。第１および第２駆動比率接続を確立するために、筒型カムを介して、レンジシフト装置６０とクラッチアクチュエータ装置８０との間に同軸に置かれた同心ギヤによって駆動される軸方向に移動可能な部材を有するどのようなレンジシフト装置６０も、本発明の範囲内にあると考えられる。
【００１８】
図２、４および６に示されるように、作動装置３２はまた、レンジシフト装置６０から反対の同心ギヤ４８の面を介してクラッチ装置８０を作動することもできる。図４に最もよく示されているように、ギヤトレーン４６は、トランスファケース３０内で電気モータ４４によって駆動される入力ギヤ５０を含むことができる。ギヤトレーン４６はさらに、中間出力ギヤ５２を含むことができる。入力ギヤ５０は中間出力ギヤ５２を回転させることができ、中間出力ギヤ５２は入力ギヤ５０および同心ギヤ４８と係合することができる。中間出力ギヤ５２は同心ギヤ４８を回転させることができる。図８Ｂに最もよく示されているように、作動装置３２は、同心ギヤ４８によって画定された複数の細長い円弧ポケットスロット６１を介してクラッチ装置８０を作動することができる。複数の細長い円弧ポケットスロット６１は、図８Ａ〜８Ｂを比較して最もよく見られるように、同心ギヤ４８の反対側の複数の細長い筒型カム係合円弧スロット４９に対して角度的に重なりながら、それに隣接して配置されかつそれから内側に半径方向に離間されることができる。複数の細長い円弧ポケットスロット６１は、複数のばね６２と係合される面と反対の同心ギヤ４８の面に配置される。複数の細長い円弧ポケットスロット６１は、同心ギヤ４８の反対側の面のばね凹部６４に対して角度的に重なりながら、それに隣接して配置されかつそれから内側に半径方向に離間されることができる。筒型カム５９のカム表面溝５７は、図７で最もよく見られるように、カム表面溝５７内にシフトフォーク６８の軸方向移動の両端に停滞部５７ａ、５７ｂの期間を含むことができる。シフトフォーク６８が停滞部の期間にあるとき、カムフォロワとして機能するシフトフォーク６８は、筒型カム５９が同心ギヤ４８の回転に応答して回転し続けることができる場合であっても、軸方向に動かない。シフトフォーク６８がカム表面溝５７のレンジシフト部分５７ｃにあり、かつ要求されたレンジモードシフトを完了するために適切な噛み合い歯の整列が得られるまで内側レンジスリーブ６３の軸方向移動が阻止されるせいで筒型カム５９の回転が阻止されるとき、複数のばね６２は、同心ギヤ４８が回転し続けることを可能にする負荷を受け取るように機能することができる。シフトフォーク６８が停滞部５７ａ、５７ｂの期間にあるとき、クラッチ装置８０は、複数の細長い円弧ポケットスロット６１を介して作動されることができ、複数の細長い円弧ポケットスロット６１は、もっぱらシフトフォーク６８がカム表面溝５７の停滞部期間５７ａ、５７ｂにあるとき、クラッチ装置８０を作動することができる。
【００１９】
作動装置３２はさらに、レンジシフト装置６０と反対側の同心ギヤ４８の面に配置されるクラッチアクチュエータ８８を含むことができる。クラッチアクチュエータ８８は、複数の細長い円弧ポケットスロット６１内で係合するための複数のクラッチ作動タブ８９を含むことができる。シフトフォーク６８がカム表面溝５７の停滞部５７ａ、５７ｂの期間にあり、ハイレンジ駆動モードまたはローレンジ駆動モードにあるとき、複数のクラッチ作動タブ８９は、同心ギヤ４８の回転移動に応答してクラッチ装置８０の構成要素を作動するために、複数の細長い円弧ポケットスロット６１内で係合される。クラッチアクチュエータ８８は、環状隆起部またはリング５４の半径方向および軸方向内側に配置されることができる。環状隆起部またはリング５４は、支持するための環状ハウジングを画定し、同心ギヤ４８の反対側の面で複数のばね６２を囲む。クラッチアクチュエータ８８は、浅い外端部９４に向かってテーパする深い中央部分を有する複数の細長い円弧凹部９０を画定することができる。複数の細長い円弧凹部９０は、対応する複数の回転部材９２を受け入れることができ、凹部９０あたり１つの回転部材９２を有する。中間プレート７８を配置して、クラッチアクチュエータ８８と中間プレート７８との間に置かれる複数の回転部材９２を捕捉することができる。中間プレート７８は、テーパした外端部の１つに向かう対応する細長い円弧凹部に沿った回転部材９２の移動に応答して、共通主軸に沿って軸方向に移動可能であり得、それによりクラッチアクチュエータ８８と中間プレート７８との間の距離が増大される。中間プレート７８は、中間プレート７８の外側周囲面部分９８に配置された複数のピン９６を含むことができる。複数のピン９６は、同心ギヤ４８の環状隆起部またはリング５４内に係合可能であり得、それにより同心ギヤ４８に対する中間プレート７８の軸方向シフト移動を可能にし、および中間プレート７８の自由な浮遊支持を実現することを可能にする一方で、同心ギヤから中間プレート７８への回転移動の伝達を防止する。作動装置３２はまた、クラッチアクチュエータ８８の細長い円弧凹部９０内に受け入れられる複数の回転部材９２を含むことができる。複数の回転部材９２は、中間プレート７８と動作可能に係合するために、対応する細長い円弧凹部内に配置することができる。同心ギヤ４８の回転移動に応答して、複数の回転部材９２のそれぞれは、対応する細長い円弧凹部９０の外側のより浅い端部９４に向かってスライドまたは回転し、それにより中間プレート７８の、同心ギヤ４８から離れて駆動ギヤ８２に向かう軸方向移動が引き起こされる。レンジシフト装置６０がローレンジ駆動モードまたはハイレンジ駆動モードのどちらかにあり、およびクラッチ装置８０が作動されるとき、同心ギヤ４８は、クラッチ装置８０を作動すべく複数の回転部材９２がクラッチアクチュエータ８８のテーパ凹部９０内を移動できるように回転することができる。クラッチ装置の設計に応じて、クラッチアクチュエータは、回転部材９２が凹部９０のより深い中央部分と凹部９０の外側のテーパしたより浅い端部９４との間を移動するにつれてクラッチを作動および分離すべく、第１および第２軸方向位置の間で圧力プレート８４を駆動するように作動することができる。
【００２０】
図４に最もよく示されるように、クラッチ装置８０はさらに、リング部材８３、圧力プレート８４、ダイアフラムばね８５、クラッチ摩擦ディスク８６、クラッチハウジング８１および駆動ギヤ８２を含むことができる。駆動ギヤ８２は、主軸の周りを回転可能であり得、および第２出力シャフト３８を駆動することができる。圧力プレート８４は、駆動ギヤに対して回転する一方、駆動ギヤ８２に対して軸方向に移動可能であるように、固定された共通の主軸に沿って配置することができる。圧力プレート８４は、第１クラッチ位置と第２クラッチ位置の間で軸方向に移動可能であり得る。複数の回転部材９２が、クラッチアクチュエータ８８の凹部９０のより深い中央部分内に配置されるとき、圧力プレート８４は、駆動ギヤ８２を切り離すために第２位置すなわち分離位置に配置されることができ、それにより駆動トルクはクラッチ装置８０を介して第２出力シャフト３８に伝達されない。複数の回転部材９２が、テーパした凹部９０の持ち上がったより浅い外側端部９４に配置されるとき、中間プレート７８はリング部材８３に力をかけるように軸方向に移動され、リング部材８３は圧力プレート８４と係合しそれを第１軸方向位置すなわちクラッチ摩擦ディスク８６とのロック位置に押込み、駆動トルクを第２出力シャフト３８に伝達する。第１の位置において、第１出力シャフト３６が第２出力シャフト３８と均等に回転すべく結合するように、最大クラッチ係合力をクラッチ装置８０に適用して、差のない駆動モードを確立することができる。ダイアフラムばね８５およびクラッチ摩擦ディスク８６は、圧力プレート８４の軸方向移動に応答した軸方向移動のために共通主軸に沿って配置されることができる。クラッチ摩擦ディスク８６、ダイアフラムばね８５、および圧力プレート８４を含む多数プレートクラッチ装置を組み立てる際の変更は、本発明の趣旨および範囲内にあるように考えられることは当業者によって認識されよう。第１および第２出力シャフト接続間で動力伝達を確立するためにクラッチアクチュエータを介してレンジシフト装置６０とクラッチアクチュエータ装置８０の間に同軸に置かれた同心ギヤによって軸方向に駆動される軸方向に移動できる圧力プレートを有するどのようなクラッチアクチュエータ装置８０も本発明の範囲内にあるように考えられる。
【００２１】
組立て方法は、作動装置３２、レンジシフト装置６０、およびクラッチ装置８０を、トランスファケース３０のハウジング４１内に共通の主回転軸に沿って同軸に組み立てることを含むことができる。電気モータ４４は、共通主軸の周りで回転可能な同心ギヤ４８をギヤトレーン４６を介して駆動する役割を果たすように軸外に取り付けることができる。同心ギヤ４８は、レンジシフト装置６０とクラッチ装置８０の間に置かれるように組み付けることができる。電気モータ４４およびギヤトレーン４６によって共通主軸の周りで同心ギヤ４８が回転することにより、レンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０は作動することができる。作動装置３２は、ばね付勢式接続により同心ギヤ４８の片面と動作可能に係合できるように取り付けられた筒型カム５９を含むことができ、その結果、同心ギヤ４８の回転に応答した回転を可能にする一方で、レンジシフト装置の噛み合い歯の一時的な不整列のせいで筒型カム５９の回転が阻止されるとき同心ギヤ４８の連続した回転を可能にする。付勢ばね６２は同心ギヤ４８のばね凹部６４により取り付けることができる。レンジシフト装置の噛み合い歯の整列が達成され、筒型カムのさらなる回転が可能になるとき、所望の位置に向けて筒型カム５９を付勢するように回転力を連続して適用するために、回転エネルギーは複数のばね６２によって吸収されることができる。方法は、筒型カム５９に関連付けられる複数のカムタブ５８を、同心ギヤ４８に形成された細長い円弧スロット４９内に動作可能に係合するように挿入することを含むことができる。
【００２２】
方法はさらに、同心ギヤ４８の回転に応答してクラッチ装置を作動するように、クラッチ装置８０の複数のクラッチ作動タブ８９を、同心ギヤ４８に形成された対応する複数の細長い円弧ポケットスロット６１内に動作可能に係合するように位置付けることを含むことができる。組み立てられるレンジシフト装置６０の構成要素は、複数のばね６２、筒型カム５９、シフトフォーク６８、シフトカラー７０、内側レンジスリーブ６３、および差動装置７２を含むことができる。筒型カム５９は、筒型カムの回転に応答してシフトフォーク６８の軸方向移動を案内するためのカム表面溝５７を含むことができる。シフトフォーク６８は、ハイレンジ駆動モードとローレンジ駆動モードに対応する軸方向位置の間を移動することができる。組み立てられるクラッチ装置８０の構成要素は、クラッチアクチュエータ８８、複数の回転部材９２、中間プレート７８、リング部材８３、圧力プレート８４、ダイアフラムばね８５、クラッチ摩擦ディスク８６、クラッチハウジング８１、および駆動ギヤ８２を含むことができる。図６に最もよく示されるように、入力シャフト３４の共通主軸に沿ってレンジシフト装置６０とクラッチ装置８０を組み立てることにより、レンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０の両方を作動するために必要な軸外構成要素はより少なくなる。トランスファケース３０の組立ては、レンジシフト装置６０およびクラッチ装置８０の作動効率を改善することもできる。
【００２３】
本発明を最も実用的かつ好ましい実施形態であると現在考えられるものに関連して記載したが、本発明は開示された実施形態に限定されず、反対に、付随される請求項の趣旨および範囲内に含まれる様々な修正形態および均等の構成を網羅するように意図されることを理解すべきであり、請求項の範囲は法の下で認められるようにそのような全ての修正形態および均等の構成を網羅するように最も広い解釈を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００２４】
１４  車両
１５  フロントアクスル装置
１６  リヤアクスル装置
１７  フロントディファレンシャル
１８  フロントドライブシャフト
１９  リヤディファレンシャル
２０  リヤドライブシャフト
２１  制御システム
２２  動力伝達装置
２３  車両センサ
２４  内燃機関
２６  フロント駆動ライン
２７  リヤ駆動ライン
２８  前輪
２９  後輪
３０  トランスファケース
３２  作動装置
３３  ボールベアリング
３４  入力シャフト
３５  ボールベアリング
３６  第１出力シャフト
３７  ボールベアリング
３８  第２出力シャフト
３９  ボールベアリング
４０  動力伝達装置
４１  ハウジング
４２  第１半部
４３  第２半部
４４  電気モータ
４５  ボルト
４６  ギヤトレーン
４８  同心ギヤ
４９  筒型カム係合スロット
５０  入力ギヤ
５２  中間出力ギヤ
５４  環状隆起部
５７  カム表面溝
５７ａ  停滞部
５７ｂ  停滞部
５７ｃ  レンジシフト部分
５８  カムタブ
５９  筒型カム
６０  レンジシフト装置
６１  細長い円弧ポケットスロット
６２  円弧ばね
６３  内側レンジスリーブ
６４  ばね凹部
６８  シフトフォーク
７０  シフトカラー
７２  差動装置
７４  遊星歯車装置
７８  中間プレート
８０  クラッチ装置
８１  クラッチハウジング
８２  駆動ギヤ
８３  リング部材
８４  圧力プレート
８５  ダイアフラムばね
８６  クラッチ摩擦ディスク
８８  クラッチアクチュエータ
８９  クラッチ作動タブ
９０  細長い円弧凹部
９２  回転部材
９４  浅い外端部
９６  ピン
９８  外側周囲部分
１００  スナップリング
１０２  遊星ギヤ
１０４  リングギヤ
１０６  遊星ギヤキャリア
１０８  サンギヤ
【図１】
2015113112.tif 000003
【図２】
2015113112.tif 000004
【図３】
2015113112.tif 000005
【図４】
2015113112.tif 000006
【図５】
2015113112.tif 000007
【図６】
2015113112.tif 000008
【図７】
2015113112.tif 000009
【図８】
2015113112.tif 000010