(57)【要約】      （修正有）【課題】前輪駆動車用の後車軸組立体に２つの電磁クラッチ及び傘歯車式差動装置を有する後車軸組立体を提供する。【解決手段】多様な作動モードを有する、前輪駆動車用の後輪駆動制御装置を提供する。基本的には前輪駆動の車両の後車軸組立体に、２つの電磁クラッチと歯車式差動装置が装備されている。第１の電磁クラッチ７０がトルクを歯車式差動装置に伝達し、歯車式差動装置が２つの車軸に駆動トルクを伝達する。歯車式差動装置は、差動装置ケージと出力軸（車軸）の間に作動的に配置された第２の電磁クラッチ１９０を含んでいる。第１電磁クラッチを作動させると、後車軸差動装置に、制御された（段階的な）トルク伝達が行われ、第２電磁クラッチを作動させると、歯車式差動装置の差動機能が段階的に抑制される。【選択図】図２
2004284578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の駆動系用の後車軸において、
入力部と、出力部と、前記入力部と前記出力部との間に作動可能に配置された第１の摩擦クラッチパックと、前記第１の摩擦クラッチパックに関係付けられた第１の電磁作動装置とを有する第１の電磁クラッチと、
前記第１の電磁クラッチの前記出力部により駆動される回転可能なハウジングと、前記ハウジング内に配置され出力軸の対それぞれを駆動するようになっている１対の側部傘歯車と、前記ハウジング内に配置され前記側部傘歯車と係合している１対の遊び傘歯車とを有する傘歯車式差動装置組立体と、
前記回転可能なハウジングと前記１対の側部傘歯車の内の１つとの間に作動可能に配置された少なくとも１つの第２の摩擦クラッチパックと、前記摩擦クラッチパックに関係付けられた第２の電磁作動装置とを有する第２の電磁クラッチと、を組み合わせて構成されている後車軸。
【請求項２】
請求項１に記載の後車軸において、前記第２の電磁クラッチは、前記第２の摩擦クラッチパックを２個含んでいる後車軸。
【請求項３】
請求項１に記載の後車軸において、前記第２の摩擦クラッチパックは、前記側部傘歯車対のそれぞれと前記回転可能ハウジングとの間に作動可能に配置されている後車軸。
【請求項４】
請求項１に記載の後車軸において、前記電磁作動装置は、溝部を画定している対向する相対回転可能な部材と、前記溝部内に配置された荷重伝達部材とを有するボールランプ・アクチュエータを含んでいる後車軸。
【請求項５】
請求項１に記載の後車軸において、前記各クラッチには独立して電力が供給される後車軸。
【請求項６】
請求項１に記載の後車軸において、前記１対の側部傘歯車のそれぞれ１つにより作動可能に駆動される１対の出力軸を更に含んでいる後車軸。
【請求項７】
請求項１に記載の後車軸において、前記電磁クラッチは、それぞれ、一次クラッチパックと二次クラッチパックとを含んでいる後車軸。
【請求項８】
自動車のパワートレイン用の後車軸において、
入力部及び出力部と、前記入力部と前記出力部との間に作動可能に配置された第１のクラッチ組立体と、前記第１のクラッチ組立体に関係付けられた第１の力発生作動装置とを有する第１の摩擦クラッチと、
前記第１の摩擦クラッチの前記出力部により駆動される回転可能なハウジングと、前記ハウジング内に配置された１対の側部傘歯車と、前記ハウジング内に配置され前記側部傘歯車と係合する１対の遊び傘歯車とを有する傘歯車式差動装置組立体と、
前記回転可能なハウジングと前記１対の側部傘歯車の内の少なくとも１つとの間に作動可能に配置された少なくとも１つの第２のクラッチ組立体と、前記第２の摩擦クラッチ組立体に関係付けられた第２の力発生作動装置とを有する第２摩擦クラッチと、を組み合わせて構成されている、後車軸。
【請求項９】
請求項８に記載の後車軸において、前記力発生作動装置は電磁コイルを含んでいる後車軸。
【請求項１０】
請求項８に記載の後車軸において、前記力生成作動装置は、溝部を画定している対向する相対回転可能な部材と、前記溝部内に配置された荷重伝達部材とを有するボールランプ・アクチュエータを含んでいる後車軸。
【請求項１１】
請求項８に記載の後車軸において、前記側部傘歯車は、１対の出力軸のそれぞれ１つを駆動するようになっている後車軸。
【請求項１２】
請求項８に記載の後車軸において、前記摩擦クラッチは、電磁コイルにより作動するパイロットクラッチ組立体を含んでいる後車軸。
【請求項１３】
請求項８に記載の後車軸において、前記摩擦クラッチは、ボールランプ・作動装置により作動する主クラッチ組立体を含んでいる後車軸。
【請求項１４】
請求項８に記載の後車軸において、前記第１の摩擦クラッチの前記出力部と前記回転可能なハウジングとの間に作動可能に配置された傘歯車セットを更に含んでいる後車軸。
【請求項１５】
自動車の駆動系用の後車軸において、
入力部及び出力部と、前記入力部と前記出力部との間に作動可能に配置された摩擦クラッチパックと、前記摩擦クラッチパックに関係付けられた電磁作動装置とを有する第１の摩擦クラッチと、
前記第１の電磁クラッチの前記出力部により駆動される回転可能なハウジングと、前記ハウジング内に配置され出力軸の対それぞれを駆動するようになっている第１の１対の歯車と、前記ハウジング内に配置され前記第１の１対の歯車と係合する第２の１対の歯車とを有する差動装置組立体と、
前記回転可能なハウジングと前記第２の１対の歯車のうちの少なくとも１つとの間に作動可能に配置された少なくとも１つの摩擦クラッチパックと、第２の摩擦クラッチ組立体に関係付けられた電磁作動装置とを有する第２の摩擦クラッチ組立体と、を組み合わせて構成されている、後車軸。
【請求項１６】
請求項１５に記載の後車軸において、前記第２の摩擦クラッチパックは、前記第２の１対の歯車のそれぞれと前記回転可能なハウジングとの間に作動可能に配置されている後車軸。
【請求項１７】
請求項１５に記載の後車軸において、前記電磁作動装置は、溝部を画定している対向する相対回転可能な部材と、前記溝部内に配置された荷重伝達部材とを有するボールランプ・アクチュエータを含んでいる、請求項１５に記載の後車軸。
【請求項１８】
請求項１５に記載の後車軸において、前記各摩擦クラッチは、それぞれ、一次クラッチパックと二次クラッチパックを含んでいる後車軸。
【請求項１９】
請求項１５に記載の後車軸において、前記摩擦クラッチは、電磁コイルにより作動するパイロットクラッチパックを含んでいる後車軸。
【請求項２０】
請求項１５に記載の後車軸において、前記摩擦クラッチは、ボールランプ・作動装置により作動する主クラッチパックを含んでいる後車軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的には、前輪駆動車用の後車軸組立体に、より厳密には、２つの電磁クラッチ及び傘歯車式差動装置を有する後車軸組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動力制御及び車輌安定性システムは、近年の工学的研究と開発の主題である。その多くは、例えば４つの独立した車輪速度センサからデータを受信し、車輌の操縦、制動、及び全体制御性を改善するために、トランスファーケースクラッチを制御して可変的なトルクの送出とブレーキを作用させる高度なソフトウェアを利用している。
【０００３】
機械的駆動系構成要素及び電子制御システムは、従来の技術にもよく見られる。例えば、米国特許第５，４０７，０２４号は、車輌後輪にはトルクが定常的に伝達され、前輪と後輪の間の速度差が可変的閾値を超えたことが検出されると、トランスファーケース内の調整クラッチが自動的且つ漸増的に前輪へトルクを伝達するようになっている適応性を有する制御駆動システムについて教示している。前輪駆動車も、独自の適応性を有する制御型トルク送出システム及び安定性制御システムを組み込んでいる。或る前輪駆動システムでは、１対のクラッチを有する後車軸が独立的に係合して、トルクを左右の後輪に伝達するようになっている。このシステムは米国特許第６，３２７，９３５号に開示されている。
【０００４】
追加的且つ多様な機械的駆動系構成要素と、四輪適応制御駆動システム用の制御対策を組み込んだソフトウェアの両方が可能であり望ましいことは明らかである。
【特許文献１】米国特許第５，４０７，０２４号
【特許文献２】米国特許第６，３２７，９３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、２つの電磁クラッチを有する後車軸組立体を提供することである。
本発明の別の目的は、２つの電磁クラッチと歯車式差動装置を有する後車軸組立体を提供することである。
【０００６】
本発明の更に別の目的は、差動装置の差動機能を制御可能に抑制する第２電磁クラッチを有する歯車式差動装置に、トルクを制御可能に伝達する第１電磁クラッチを有する、前輪駆動車用の後車軸組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、自動車の駆動系用の後車軸において、
入力部と、出力部と、前記入力部と前記出力部との間に作動可能に配置された第１の摩擦クラッチパックと、前記第１の摩擦クラッチパックに関係付けられた第１の電磁作動装置とを有する第１の電磁クラッチと、
前記第１の電磁クラッチの前記出力部により駆動される回転可能なハウジングと、前記ハウジング内に配置され出力軸の対それぞれを駆動するようになっている１対の側部傘歯車と、前記ハウジング内に配置され前記側部傘歯車と係合している１対の遊び傘歯車とを有する傘歯車式差動装置組立体と、
前記回転可能なハウジングと前記１対の側部傘歯車の内の１つとの間に作動可能に配置された少なくとも１つの第２の摩擦クラッチパックと、前記摩擦クラッチパックに関係付けられた第２の電磁作動装置とを有する第２の電磁クラッチと、を組み合わせて構成されている。
【０００８】
本発明は、更に、自動車のパワートレイン用の後車軸において、
入力部及び出力部と、前記入力部と前記出力部との間に作動可能に配置された第１のクラッチ組立体と、前記第１のクラッチ組立体に関係付けられた第１の力発生作動装置とを有する第１の摩擦クラッチと、
前記第１の摩擦クラッチの前記出力部により駆動される回転可能なハウジングと、前記ハウジング内に配置された１対の側部傘歯車と、前記ハウジング内に配置され前記側部傘歯車と係合する１対の遊び傘歯車とを有する傘歯車式差動装置組立体と、
前記回転可能なハウジングと前記１対の側部傘歯車の内の少なくとも１つとの間に作動可能に配置された少なくとも１つの第２のクラッチ組立体と、前記第２の摩擦クラッチ組立体に関係付けられた第２の力発生作動装置とを有する第２摩擦クラッチと、を組み合わせて構成されている。
【０００９】
基本的には前輪駆動の車両の後車軸組立体に、２つの電磁クラッチと歯車式差動装置が装備されている。第１の電磁クラッチがトルクを歯車式差動装置に伝達し、歯車式差動装置が２つの車軸に駆動トルクを伝達する。歯車式差動装置は、差動装置ケージと出力軸（車軸）の間に作動的に配置された第２の電磁クラッチを含んでいる。第１電磁クラッチを作動させると、後車軸差動装置に、制御された（段階的な）トルク伝達が行われ、第２電磁クラッチを作動させると、歯車式差動装置の差動機能が段階的に抑制される。両電磁クラッチは、独立して、又は一緒に作動して、３つの異なる作動モード、即ち（１）第１クラッチのみを作動させるモード：後車軸差動装置を解放した状態の四輪駆動車として作動、（２）第２クラッチのみを係合させるモード：後車軸は駆動しないが、両後車軸間には速度差が生じない、（３）両方のクラッチを作動させるモード：両後車軸間に速度差が無い状態で四輪駆動車として作動、を提供する。なお、上記説明は、解説と説明のみを目的として、クラッチが一杯に電力供給を受け作動した状態に言及したものである。クラッチは調整式クラッチなので、クラッチを比例的に又は部分的に係合させ、第１クラッチを介してトルク伝達のレベルを選択し、調整し、更に第２クラッチにより差動機能を部分的に抑制することができる。
【００１０】
本発明のこの他の目的及び利点については、以下の好適な実施形態の説明、並びに添付図面を参照すれば明らかになるであろうが、図中、同一要素又は機構には類似の参照番号を付して示している。
【発明の実施の形態】
【００１１】
図１は、一次の前駆動機構を有していて本発明を組み込んだ四輪駆動車のパワートレインすなわち駆動装置を、参照番号１０を付し概略的に示している。自動車の駆動装置１０は原動機１２を含んでおり、原動機１２はトランスアクスル１４に連結されこれを直接駆動している。トランスアクスル１４は、手動トランスアクスル又は自動トランスアクスルの何れでもよく、傘歯車又は斜歯傘歯車式歯車セット１６を駆動し、この歯車セット１６が、動力を、前即ち一次推進軸２２、前即ち一次差動装置２４、１対の前活車軸２６、及び前即ち一次タイヤ及び車輪組立体の各対２８で構成される一次即ち前駆動系２０に伝達する。なお、前即ち一次差動装置２４は従来型のものである。
【００１２】
傘歯又はねじれ歯傘歯式歯車セット１６は、適切なユニバーサルジョイント３４を有する二次推進軸３２、後即ち二次車軸組立体３６、１対の二次即ち後活車軸３８、及び二次即ち後輪タイヤ及び車輪組立体の各対４２で構成される二次即ち後輪駆動系３０にも、動力を伝達する。
【００１３】
自動車の駆動装置１０には、複数の車輪速度センサ５２から信号を受信するコントローラ又はマイクロプロセッサ５０が設けられている。車輪速度センサ５２は、車輌のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＣ）、駆動力制御システム、又は安定性制御システムへ信号を供給するのにも使用される車輪速度センサであるのが望ましい。代わりに、上記センサは、マイクロプロセッサ５０だけが使用する専用センサであってもよい。このようなセンサ５２は、可変磁気抵抗センサ、光学センサ、又は類似の装置であってもよいが、ホール効果センサであるのが望ましい。
【００１４】
コントローラ又はマイクロプロセッサ５０は、一次即ち前推進軸２２に関係付けられたセンサ５４と、後即ち二次推進軸３２に関係付けられたセンサ（図示せず）からの情報、並びに例えば車輌の運転者が指示した前タイヤ及び車輪組立体２８の現在の角度（舵取り角度）位置のような他の車輌運転条件も受信する。コントローラ又はマイクロプロセッサ５０はソフトウエアを含み、そのソフトウエアは、センサ５２及び５４、並びに他の車輌のセンサからの信号を受信して調整し、車輌の安定性を改善し且つ車輌の制御を維持するために正しい動作を決定し、及び／又は横滑りや他の異常な運転状態を補正又は補償して、第１電磁クラッチ組立体７０に第１出力信号を送り、第１電磁クラッチ組立体７０は、傘歯車式差動装置及び第２電磁クラッチ組立体１９０に駆動トルクを選択的に伝達する。
【００１５】
次に、図２、３に示すように、電磁クラッチ組立体７０は、図１に示す差動装置組立体３６をハウジングに取り付け取り外し易くする、例えばねじ付き締結具７８を受け入れる複数の貫通開口７６が設けられた連続するフランジ又は複数の耳部即ち突出部７４を有する、円筒形の釣鐘状ハウジング７２を含んでいる。円筒形ハウジング７２は、釣鐘状入力部材８２を回転自在に支持する玉軸受け組立体８０のような転がり軸受け組立体を収容し支持している。入力部材８２は、雄型スプライン８６を有するスタブシャフト即ち短軸８４を含んでいる。キー溝、六角形平坦部などのような他の能動的駆動手段を、入力スタブシャフト８４に設けてもよい。玉軸受け組立体８８のような第２の転がり軸受け組立体が、円筒形出力ハブ９２を回転自在に支持している。入力部材８２の内側円筒形壁には複数の雌型スプライン又は歯９４が形成されている。
【００１６】
円筒形入力部材８２と円筒形出力ハブ９２の半径方向中間部には、クラッチ環状体即ちカラー９６が配置されており、カラー９６の外周には雄ねじ９８が形成され、雄ねじ９８は、入力部材８２の内周面の雌ねじ１０２と相補関係にありこれと係合している。このように、クラッチ環状体即ちカラー９６は、容易に理解できるように、入力部材８２に対して適切に相対回転させることによって螺合させ、取り外すことができる。クラッチ環状体即ちカラー９６と出力ハブ９２との間には、ローラー軸受け組立体１０４が配置されている。流体密封エラストマー系シール１０６は、クラッチ環状体即ちカラー９６の内側面のローラーベアリング組立体１０４に隣接する円周溝１０８内に収容され、出力ハブ９２とクラッチカラー９６との間に流体密封状態を形成している。クラッチハブ即ちカラー９６の外側表面と入力部材８２との間にも、クラッチ環状体即ちカラー９６の外周溝１１４内に収容されているＯリング１１２により、流体密封状態が形成されている。出力軸１２０には雄型スプライン１２２が設けられ、円筒形出力ハブ９２の雌型スプライン１２４に嵌まって回転力を伝達するように係合しているのが望ましい。適切なオイルシール１２６が、出力ハブ９２内に設けられ、円筒形入力部材８２内全体に流体密封内部領域を維持している。出力軸１２０は、一体形成された、又は密に連結又は固定された、出力傘歯車１２８を有している。
【００１７】
次に、摩擦クラッチ要素に付いて述べるが、第１の電磁クラッチ組立体７０は、入力部材８２内の雌型スプライン９４と係合する雄型即ち外スプラインを備えた第１の複数の大径クラッチ板即ち円板１３２を有する一次又はパイロット摩擦クラッチ組立体１３０を含んでいる。従って、大径摩擦クラッチ板即ち円板１３２は、入力部材８２と共に回転する。第１の複数の大径クラッチ板即ち円板１３２の間には、第２の複数の小径クラッチ板１３４が挿入され、そのクラッチ板１３４は、円筒形出力ハブ９２上に回転自在に装着されている第１の円形部材即ち板１４０上に相補的形状に形成された雄型スプライン１３８と係合する内即ち雌型スプライン１３６を有する。第１及び第２の複数のクラッチ板１３２と１３４には、各板の少なくとも片側の面に適切な摩擦材料が設けられている。第１の円形板１４０には、出力ハブ９２の軸を中心に円形状に複数の傾斜通路状凹部１４２が設けられている。凹部１４２は、それぞれ、螺旋状円環面の傾斜区画を形成している。
【００１８】
各凹部１４２内には、凹部１４２の傾斜面により画定された傾斜通路に沿って転がる荷重伝達ボール１４４又は類似の荷重伝達部材が配置されている。大径の第２の円形部材即ち板１４６は、第１の円形板１４０と相対する関係に配置され、同じ複数の相補的大きさで相補的に配置された凹部１４８を有している。荷重伝達ボール１４４は、こうして、対になった相対する凹部１４２と１４８の中に収容、捕捉されるが、凹部１４２と１４８の端部は湾曲して、凹部の内部領域１４２と１４８よりも傾斜が急になっているので、荷重伝達ボール１４４は、それにより画定された領域内に効果的に捕捉されることになる。
【００１９】
凹部１４２と１４８並びに荷重伝達ボール１４４は、円形板１４０と１４６を両者間の相対回転に応じて軸方向に変位させる他の類似の機械的要素に置き換えてもよい。例えば、相補的形状の円錐形螺旋体内に配置されたテーパ状ローラーを利用してもよい。
【００２０】
凹部１４２と１４８並びに荷重伝達ボール１４４の設計に当って考慮すべき重要なことは、幾何学的形状及び全体的設計と第１の電磁クラッチ組立体７０の間隙が、クラッチ組立体７０の自己係合を絶対に引き起こさないようになっていることである。第１の電磁クラッチ組立体７０は、自己係合してはならず、むしろコントローラ又はマイクロプロセッサ５０が与える入力信号に直接且つ比例的に応答して、摩擦クラッチ組立体を調整しながらクランプできるようになっていなくてはならない。
【００２１】
第２の円形板１４６には、出力ハブ９２上の雄型スプライン又は歯１５４と相補関係にありこれと係合する複数の雌型スプライン又は歯１５２が設けられている。入力部材８２上の雌型スプライン９４と係合するスプライン１５８を有する円形板１５６が、第１の即ちパイロット摩擦クラッチ組立体１３０と第２円形部材１４６の間に配置されている。
【００２２】
第１の円形板１４０の第２の円形板１４６と反対側の側部即ち面上には、環状平ワッシャ１６０が配置されている。平ワッシャ１６０の第１の円形板１４０と反対側の面上には、クラッチカラー９６の円周方向に伸びる三角溝即ち円錐溝１６４内に着座するバックアップ即ちサポート環状部材１６２が配置されている。
【００２３】
平ワッシャ１６０は、熱可塑性ポリイミド又は類似材料のようなプラスチック製であるのが望ましい。例えば、三井化学製造のプラスチック、オウラム（Ａｕｒｕｍ）ＪＱＣ３０２５が適しており、同じく低摩擦係数のポリイミドプラスチックであるデュポン社製のベスペル（Ｖｅｓｐｅｌ：登録商標）も適している。両方共に性能的に優れていることが分かっている。プラスチック材料は、特定の状態で生じる荷重及び速度条件の下で自己犠牲を呈さない程度の高いＰＶ値を有していなければならない。
【００２４】
二次の即ち主摩擦クラッチ組立体１７０は、第２の円形部材１４６と、入力部材８２の半径方向及び円周方向に広がる面との間に存在する。主摩擦クラッチ組立体１７０は、入力部材８２のスプライン９４と連動するように係合する雄型スプライン１７４を有する第１の複数の大径クラッチ板即ち円板１７２を有している。第１の複数の大径摩擦板即ち円板１７２の間には、円筒形出力ハブ９２の相補的形状の雄型スプライン１５４と係合する雌型スプラインを有する第２の複数の小径板即ち円板１７６が挿入されている。繰り返しになるが、第１及び第２の複数のクラッチ板即ち円板１７２と１７４は、各板の少なくとも一方の面上に適した摩擦材料が設けられている。
【００２５】
クラッチカラー９６の適切な凹部１８２内には、電磁コイル１８４が配置されている。電磁コイル１８４は、１つ又は複数の導体ケーブル１８６により、電力を供給するコントローラ又はマイクロプロセッサ５０に接続されている。
【００２６】
作動時、電気エネルギーを電磁コイル１８４に印加することにより、板１５４はクラッチハブ９６に向って引き付けられ引きずりが発生し、第１の円形板即ち部材１４０が第２の円形板即ち部材１４６に対して相対回転することになり、荷重伝達ボール１４４が凹部１４２及び１４８の傾斜通路に乗り上げ、それにより板即ち部材１４０と１４６が離れることになる。第２の部材１４６は、印加板即ち作用板として働き、この軸方向運動によって主即ち二次の摩擦クラッッチパック１７０が圧縮され、入力部材８２と出力軸１２０の間でトルクが伝達される。平ワッシャ１６０は、主即ち一次クラッチパック１３０により生成されたトルクを増幅又は増大させる。
【００２７】
図２及び図４に示すように、後車軸組立体３６は、更に、傘歯車式差動装置と第２の電磁クラッチ組立体１９０も含んでいる。傘歯車式差動装置と第２の電磁クラッチ組立体１９０とは、第１の電磁クラッチ組立体７０の出力部として機能する出力傘歯車１２８により側部傘歯車１９２を介して駆動される。側部傘歯車１９２は傘歯１９４を有している。側部傘歯車１９２は、回転可能な差動装置のハウジング１９６に複数のねじ付き締結具１９８で固定されているが、その締結具の１つを図４に示す。
【００２８】
回転可能なハウジング１９６内には、傘歯車式差動装置組立体２００が配置されている。傘歯車式差動装置組立体２００は、ハウジング１９６の回転軸に対して半径方向に配置され、駆動ピン又は他の能動的保持手段（図示せず）によりハウジング１９６に固定されているスタブシャフト即ち短軸２０２を有している。スタブシャフト２０２を中心に回転するように、１対の遊び傘歯車２０４が配置されている。各遊び傘歯車２０４は、傘歯２０６を有しており、差動装置組立体２００の他の構成要素に対して間隙を形成する円形切り欠き即ち凹入部２０８を有しているのが望ましい。両方の遊び傘歯車２０４には、1対の側部傘歯車２１０Ａと２１０Ｂとが常時噛み合っている。側部傘歯車２１０Ａと２１０Ｂとは、共に内側雌型スプライン又は歯２１２Ａ及び２１２Ｂを有しており、雌型スプラインは、それぞれ、左右の車軸３８をそれぞれに駆動する対称に配置された１対の出力軸２１６Ａと２１６Ｂ上にそれぞれ設けられた相補的形状のスプライン２１４Ａ及び２１４Ｂとそれぞれ係合している。１対のオイルシール２１８Ａと２１８Ｂは、各シャフト２１８Ａ及び２１８Ｂと外側ハウジング２２０との間に流体密封状態を形成している。回転可能ハウジング１９６は、テーパローラー軸受け組立体２２２Ａ及び２２２Ｂのような１対の転がり軸受けにより、外側ハウジング２２０内に支持されている。左側傘歯車２１０Ａと回転可能ハウジング１９６との間には、相互係合スプラインにより回転可能ハウジング１９６に連結されている第１の複数の大径クラッチ板即ち円板２２８Ａを有する左側二次の即ち主摩擦クラッチパック又は組立体２２６Ａが作動可能に配置されている。
【００２９】
第１の複数の大径クラッチ板即ち円板２２８Ａの間には、相互係合スプラインにより左側傘歯車２１０Ａに連結されている第２の複数の小径摩擦クラッチ板即ち円板２３２Ａが挿間されている。左側二次の即ち主摩擦クラッチ組立体２２６Ａと実質的に対称に、相互係合スプラインにより回転可能ハウジング１９６に連結されている第１の複数の大径摩擦クラッチ板即ち円板２２８Ｂを有する右側二次の即ち主摩擦クラッチパック又は組立体２２６Ｂが配置されている。この第１の複数の大径摩擦クラッチ板即ち円板２２８Ａの間には、相互係合スプラインにより右側傘歯車２１０Ｂに連結された第２の複数の小径摩擦クラッチ板即ち円板２３２Ｂが挿間されている。なお、側部傘歯車２１０Ａ及び２１０Ｂそれぞれと回転可能ハウジング１９６の間に配置された二次即ち主摩擦クラッチ組立体２２６Ａ及び２２６Ｂに段階的に圧力を加えることにより、差動装置と第２のクラッチ組立体１９０による差動機能が段階的に抑制される。
【００３０】
次に図４、５、６において、主摩擦クラッチ組立体２２６Ａと２２６Ｂには、電磁作動装置組立体２４０によって圧力が加えられる。電磁作動装置組立体２４０は、１つ又は複数の導体ケーブル２４４を通して電気的エネルギーが供給される固定式の電磁コイル２４２を含んでいる。電磁作動装置組立体２４０は、回転自在の環状カラー２５２にスプライン接続されている第１の複数の大径クラッチ板即ち円板２４８を有する一次の即ちパイロット摩擦クラッチ組立体２４６を含んでいる。複数の第１の円板２４８間に挿入されている第２の複数の小径クラッチ板即ち円板２５４は第１の力印加カラー２５６にスプライン接続されている。力印加カラー２５６も相互係合スプラインにより右側傘歯車２１０Ｂに連結され、これと共に回転する。平らな円形磁気ワッシャ２５８は、一次の即ちパイロット摩擦クラッチ組立体２４６の、電磁コイル２４２とは反対の側に配置されており、力印加カラー２５６にスプライン接続されている。
【００３１】
電磁作動装置組立体２４０は、更に、環状カラー２５２にスプライン接続されこれと共に回転する第１円形アクチュエータ部材２６２を有するボールランプ作動装置組立体２６０を含んでいる。第１の円形アクチュエータ部材２６２も、係合して圧力を加え、力印加カラー２５６を右側二次の即ち主摩擦クラッチ組立体２２６Ｂに向けて並進移動させる。第１円形部材２６２は、複数の凹部２６４を有しており、各凹部２４は螺旋状円環面の傾斜区画を形成している。第１の円形部材２６２には、このような凹部２４が３個形成されているのが望ましい。凹部２６４は、それぞれ荷重伝達ボール２６６を収容している。第２の円形アクチュエータ部材２６８は、同じ複数の対称凹部２７２を形成している。第２の円形アクチュエータ部材２６８は、スタブシャフト即ち短軸２０２を越えて左側に伸張しＬ字型の円形印加板２７６と係合する環状体２７４の半径方向に拡大された部分である。環状体２７４と円形印加板２７６との間の回転は、環状体２７４と印加板２７６の隣接する表面上に相補的に配置された面スプライン２７８又は突起と凹部のような同様の構造の相互係合装置により防止される。印加板２７６は、ハウジング１９６にスプライン接続されており、これと共に回転する。
【００３２】
凹部２６４と２７２並びに荷重伝達ボール２６６の設計に当って考慮すべき重要なことは、幾何学的形状及び全体的設計と第２の電磁クラッチ組立体１９０の間隙が、クラッチ組立体１９０の自己係合を絶対に引き起こさないようになっていることである。第１の電磁クラッチ組立体１９０は、自己係合してはならず、むしろコントローラ又はマイクロプロセッサ５０が与える入力信号に直接且つ比例的に応答して、摩擦クラッチ組立体を調整しながらクランプできるようになっていなくてはならない。
【００３３】
最後に、電磁作動装置組立体２４０は、第１の円形アクチュエータ部材２６２と力印加部材２５６との間に配置された平ワッシャ２８２を含んでいる。平ワッシャ２８２は、熱可塑性ポリイミド又は類似材料のようなプラスチック製であるのが望ましい。例えば、三井化学製造のプラスチック、オウラム（Ａｕｒｕｍ）ＪＱＣ３０２５が適しており、同じく低摩擦係数のポリイミドプラスチックであるデュポン社製のベスペル（Ｖｅｓｐｅｌ：登録商標）も適している。両方共に性能的に優れていることが分かっている。プラスチック材料は、特定の状態で生じる荷重及び速度条件の下で自己犠牲を呈さない程度の高いＰＶ値を有していなければならない。
【００３４】
作動時、傘歯車式差動装置と第２の電磁クラッチ組立体１９０は、第１の作動モード又は条件、即ち２つの出力軸２１６Ａと２１６Ｂの間に（そして傘歯車１９２にトルクが掛かっている場合にはトルクの送出に）差動機能を提供する差動装置解放状態のモードと、第２の作動モード又は条件である、差動機能が抑止され車軸２１６Ａと２１６Ｂは効果的にロックされ一体に回転するモードとの間で、調整的又は比例的な制御を提供する。上記２つの限定的条件、並びに選択されたレベルの部分的差動機能は、電磁コイル２４２への電気エネルギーの供給を調整して第２の電磁クラッチを比例的又は調整的に働かせることにより実現される。電磁コイル２４２に加えられる電気エネルギーが増すにつれ、発生する電磁束が増し、一次の即ちパイロット摩擦クラッチ組立体２４６に引きずりが生じる。発生した引きずりによって、第１の円形アクチュエータ部材２６２と第２の円形アクチュエータ部材２６８の間に相対回転が生じ、荷重伝達ボール２６６によって両円形アクチュエータ部材２６２と２６８との間隔が拡がり、それによって二次の即ち主摩擦クラッチ組立体２２６Ａと２２６Ｂとに圧力が加えられることになる。側部傘歯車２１０Ａ、２１０Ｂと回転可能ハウジング１９６との間に機械的に且つ動作可能に配置されている摩擦クラッチパック２２６Ａと２２６Ｂとに圧力が加わると、傘歯車式差動装置組立体２００による差動機能が段階的且つ制御可能に抑制される。電磁コイル２４２に一杯に電力供給すると、差動装置組立体２００による差動機能は抑止される。
【００３５】
本発明による後軸即ち二次車軸組立体３６を使えば、３つの別々の作動モード又は条件が可能になる。簡潔さを期して、上記３つの作動モードを明確なオン−オフ作動モードとして説明するが、上記のように、これらのモードを調整的又は比例的に制御して、完全オフと完全オンの間で係合のレベルを常時選択的に作り出すことができる。第１の作動モードは、第１の電磁クラッチ組立体７０のみのエネルギー供給又は作動に関わっている。この作動モードでは、トルクは、傘歯車式差動装置組立体２００と第２電磁クラッチ組立体１９０とに送られる。第２の電磁クラッチ組立体には電力が供給されないので、傘歯車式差動装置組立体２００は解放状態の差動装置として作動し、２つの車軸２１６Ａと２１６Ｂとの間の速度差を許容し、通常の差動動作を提供する。
【００３６】
第２の差動モード又は条件は、傘歯車式差動装置組立体２００による差動機能を抑制する第２の電磁クラッチ組立体１９０だけの作動と係合に関係する。このモードでは、後車軸２１６Ａと２１６Ｂとにはトルクは送られないが、両車軸は主即ち二次摩擦クラッチ組立体２２６Ａ及び２２６Ｂにより一体に接続され、後者軸が一本になった車両のように挙動する。
【００３７】
第３の作動モード又は条件では、第１の電磁クラッチ組立体７０と、傘歯車式差動装置の電磁クラッチ及び第２の電磁クラッチ組立体１９０とが共に係合される。この状況では、トルクは後車軸２１６Ａと２１６Ｂとに伝達されるが、歯車式差動装置組立体２００による差動機能は抑制される。この状況では、トルクは後車軸２１６Ａと２１６Ｂに送られ、両者は同じ速度で回転する。先に述べたように、電磁クラッチ組立体は調整式クラッチなので、上記作動モード又は条件の全てにおいて、部分的な係合動作を行うことができる。
【００３８】
上記開示は、本発明を実施するに当り発明者が考案した最良のモードである。しかしながら、電磁クラッチと歯車式差動装置を有する後車軸組立体の当業者には自明のように、装置には修正及び変更を施すことができる。上記開示は、関連技術に熟達した当業者が、本発明を実施できるようにすることを目的としており、これにより限定が設けられたものと解釈すべきではなく、上記の自明の変更を含むものであり、特許請求の範囲に述べる範囲と精神によってのみ限定されるものと理解頂きたい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による、２つの電磁クラッチと差動装置を含む後車軸組立体を有する四輪駆動車のパワートレインの概略図である。
【図２】本発明による後車軸組立体の全断面図である。
【図３】本発明による後車軸組立体の第１部分の拡大部分全断面図である。
【図４】本発明による後車軸組立体の第２部分の部分拡大全断面図である。
【図５】本発明による後車軸組立体の差動装置の構成要素を示す、図４の５−５線に沿う拡大部分断面図である。
【図６】本発明による電磁クラッチ組立体のボールランプ作動装置を示す、図４の６−６線に沿う拡大部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    自動車の駆動系                  １２    原動機
１４    トランスアクスル                ２０    一次即ち前駆動系
３０    二次即ち後駆動系                ３２    二次即ち後推進軸
３６    後即ち二次車軸組立体            ３８    二次即ち後活車軸
４２    二次即ち後タイヤ及び車輪組立体  ５０    コントローラ
５２    車輪速度センサ                  ７０    第１の電磁クラッチ組立体
７２    ハウジング                      ８２    入力部材
９２    出力ハブ                        ９６    クラッチ環状部
１０８、１１４  溝部                    １２０  出力軸
１２８  出力傘歯車
１３０  一次即ちパイロット摩擦クラッチ組立体
１３２、１７２、２２８、２４６    大径クラッチ板
１３４、１６４、１７６、２３２、２５４    小径クラッチ板
１３６    内即ち雌型スプライン          １３８    雌型スプライン
１４０、１４６  円形部材
１４２、１４８、１８２、２６４、２７２      溝部
１４４、２６６    荷重伝達ボール        １５６    円形板
１６２    環状部材                      １７０    摩擦クラッチ
１８４、２４２    電磁コイル            １９０    電磁クラッチ組立体
１９２、２１０    傘歯車                １９６、２２０    ハウジング
２００    差動装置組立体                ２０４    遊び傘歯車
２１６    出力軸                        ２２６    摩擦クラッチパック
２４０    電磁作動装置組立体            ２４６    一次摩擦クラッチ組立体
２５６    力印加カラー                  ２６０    ボールランプ作動装置組立体
２６２、２６８    円形アクチュエータ部材
２７６    円形印加板
【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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