(57)【要約】  駆動分離クラッチアッセンブリは、エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第１の軸線方向で第１の距離を移動し、これにより、入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするように構成されるとともに、少なくとも一つのウェッジプレートを動かするために第１の軸線方向で更に移動し、入力要素及び出力ギヤと少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって、入力要素及び出力ギヤそれぞれの回転をロックするように構成されている。
2015512496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、
出力ギヤと、
ピストンプレート、少なくとも一つのクラッチプレート、少なくとも一つのウェッジプレート、及び前記少なくとも一つのクラッチプレートと前記少なくとも一つのウェッジプレートとの間に配置された各摩擦材を有するクラッチと、を備える駆動分離クラッチアッセンブリであって、
前記ピストンプレートは、前記少なくとも一つのクラッチプレート及び前記少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第１の軸線方向に第１の距離を移動し、これにより前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックし、且つ前記少なくとも一つのウェッジプレートを移動するために前記第１の軸線方向に更に移動し、これにより前記入力要素及び前記出力ギヤと前記少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって、前記入力要素及び前記出力ギヤそれぞれの回転をロックするように配置されていることを特徴とする、駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項２】
分離状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記出力ギヤと相対回転不能に結合され、前記入力要素は前記出力ギヤに対して独立して回転可能であり、
前記第１の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して円周方向に回転する、請求項１記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項３】
前記第１の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートの外周面は前記出力ギヤと接触していない、請求項１記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項４】
前記クラッチはウェッジプレートキーを有し、
前記ウェッジプレートキーの回転は、前記入力要素の回転にロックされ、
前記第１の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記ウェッジプレートキーは前記少なくとも一つのウェッジプレートと係合され、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートの回転を前記入力要素の回転にロックし、
前記第１の軸線方向に更に移動している間、前記ピストンプレートは前記ウェッジプレートキーを動かすように配置され、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記出力ギヤを圧縮下で係合するように、前記入力要素に対して回転可能である、請求項１記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、それぞれ複数のスロットを有し、
前記ウェッジプレートキーは、前記第１の軸線方向に前記ピストンが移動している間、前記それぞれ複数のスロット内に配置されるように構成された、複数のキーを有し、
前記ピストンプレートは、前記ウェッジプレートキーに係合するために前記第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより前記複数のキーは半径方向内方に移動し、これにより、
前記複数のキーは、前記それぞれ複数のスロットから分離され、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素に圧縮下で係合するために回転可能となり、これにより前記入力要素及び前記出力ギヤのそれぞれの回転をロックする、請求項４記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項６】
前記入力要素は、第１の複数の平坦面を有する外周面を有し、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記第１の複数の平坦面と接触する第２の複数の平坦面を有する、それぞれの内周面を有し、
前記ピストンプレートは、前記第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して回転し、
前記第２の複数の平坦面は、前記第１の複数の平坦面に亘って摺動し、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に移動させ、前記出力ギヤに圧縮下で係合し、前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックする、請求項１記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、それぞれ内周面を有し、
各ウェッジプレートは、それぞれ半径方向に配置された空間によって円周方向に不連続であり、該空間は、それぞれ周方向距離の分だけ、前記ウェッジプレートの各第１及び第２の円周端部を離間しており、
前記ピストンプレートは、前記各円周方向距離を増大するために前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に拡大するように、前記第１の軸線方向に更に移動するように配置されている、請求項１記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素及び前記出力ギヤを圧縮下で係合するために、半径方向外方に拡大するように配置されており、これにより前記入力要素及び前記出力ギヤのそれぞれの回転をロックする、請求項７記載の駆動分離クラッチアセンブリ。
【請求項９】
エンジンへの駆動接続のために配置された入力要素と、
出力ギヤと、
ピストンプレート、少なくとも一つのクラッチプレート、少なくとも一つのウェッジプレート、及び少なくとも一つのクラッチプレートと少なくとも一つのウェッジプレートとの間に配置された各摩擦材を有するクラッチと、を備える駆動分離クラッチアッセンブリであって、
同期状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素に相対回転不能に結合され、前記出力ギヤに対しては回転可能であり、
前記ピストンプレートは、前記少なくとも一つのクラッチプレート及び前記少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために、第１の軸線方向に第１の距離を移動するように配置されており、これにより前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックし、
ロック状態において、前記ピストンプレートは前記第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して回転し、前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックするために、前記入力要素及び前記出力ギヤと圧縮下で係合することを特徴とする、駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１０】
分離状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記出力ギヤと相対回転不能に結合されており、前記入力要素は前記出力ギヤに対して独立して回転可能である、請求項１１記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートの外周面は、前記出力ギヤと接触していない、請求項９記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１２】
前記クラッチは、半径方向に移動可能な複数のキーを有するウェッジプレートキーを有し、
前記ウェッジプレートキーの回転は、前記入力要素の回転にロックされ、
同期状態において、前記複数のキーは、前記少なくとも一つのウェッジプレートを前記入力要素に相対回転不能に結合するために、前記少なくとも一つのウェッジプレートと係合し、
ロック状態において、前記ピストンプレートは、前記複数のキーを半径方向内方に移動するように配置されており、これにより前記入力要素に対する、前記少なくとも一つのウェッジプレートの回転が可能となる、請求項９記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１３】
前記入力要素は、第１の複数の平坦面を有する外周面を有し、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記第１の複数の平坦面と接触する第２の複数の平坦面を有する、それぞれの内周面を有し、
前記ピストンプレートは、前記第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して回転し、
前記第２の複数の平坦面は、前記第１の複数の平坦面に亘って摺動し、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に移動させ、前記出力ギヤに圧縮下で係合し、前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックする、請求項９記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１４】
各ウェッジプレートは、それぞれ半径方向に配置された空間によって円周方向に不連続であり、該空間は、それぞれ周方向距離の分だけ、前記ウェッジプレートの各第１及び第２の円周端部を離間しており、
ロック状態において、前記入力要素は、前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に拡大し且つ前記各円周方向距離を増大するために、前記少なくとも一つのウェッジプレートに係合するように配置されている、請求項９記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１５】
ロック状態のための駆動モードにおいて、前記入力要素は、第１の回転方向に回転するように配置されており、
ロック状態のための惰行モードにおいて、前記出力ギヤは、前記少なくとも一つのウェッジプレートにトルクを伝達するように配置されており、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記第１の回転方向とは逆の、第２の回転方向に回転する、請求項９記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１６】
エンジンからのトルクを受けるように配置されるとともに第１の複数の平坦面によって形成された外周面を有する入力要素と、
出力ギヤと、
ピストンプレート、少なくとも一つのクラッチプレート、前記第１の複数の平坦面と接触する第２の複数の平坦面によって形成された内周面を有する少なくとも一つのウェッジプレート、半径方向に移動可能な複数のキーを有するキー板、及び前記少なくとも一つのクラッチプレートと前記少なくとも一つのウェッジプレートとの間に配置された各摩擦材を有するクラッチと、を備える駆動分離クラッチアッセンブリであって、
半径方向に移動可能な前記複数のキーが、前記少なくとも一つのウェッジプレート及び前記入力要素を相対回転不能にロックしている間、前記ピストンプレートは、前記少なくとも一つのクラッチプレート及び前記ウェッジプレートを緊締するために第１の軸線方向に第１の距離を移動するように配置されており、これにより前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックし、
前記ピストンプレートは、前記第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、半径方向に移動可能な前記複数のキーは、前記入力要素に対する前記少なくとも一つのウェッジプレートの回転が可能となるように後退し、前記第１の複数の平坦面が前記第２の複数の平坦面に沿って摺動し、前記ウェッジプレートの内周面が前記入力要素と圧縮下で係合し、前記ウェッジプレートの外周面が前記出力ギヤと圧縮下で係合することを特徴とする、駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１７】
分離状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記出力ギヤと相対回転不能に結合されており、前記入力要素は前記出力ギヤに対して独立して回転可能である、請求項１６記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートの外周面は、前記出力ギヤと接触していない、請求項１６記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典第３５巻１１９条（ｅ）に基づき、２０１２年３月２６日に出願された米国仮出願番号６１／６１５６５５号の利益を主張するものであり、この仮出願は全体としての参照によって本願に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本出願は、全輪駆動車における第２駆動軸にトルクを供給するための駆動分離クラッチに関し、特に、クラッチプレートの摩擦係合による同期、及び拡張式のウェッジプレートによるロック接続を提供する駆動分離クラッチに関する。
【０００３】
背景
全輪駆動車の第２駆動軸にトルクを供給するために、米国特許第７１５０６９４号明細書は、パワートランスファーユニット（ＰＴＵ）内のクラッチを使用することを例示しており、このクラッチはＰＴＵの重量及びサイズを増大させる。米国特許第７１５０６９４号明細書及び米国特許第７３０９３０１号明細書は、第２駆動軸へのトルクを制御するため、差動装置内の伝達クラッチ（典型的には湿式クラッチ）を使用することを例示している。クラッチを閉鎖状態に維持するためには、加圧された流体が連続的に供給されなければならず、このことはクラッチの使用に関連して動力使用量を増加させる。米国特許第６５２０８８５号明細書は、第２駆動軸へのトルクを制御するため、ローラクラッチ又はドグクラッチを使用することを例示している。しかしながら、上述のようなクラッチを使用するためには、車両は停止していなければならない。
【０００４】
概要
本願において例示された態様によれば、エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチアッセンブリが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第１の軸線方向に第１の距離を移動し、これにより入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするように配置される。又、ピストンプレートは、少なくとも一つのウェッジプレートを動かすために第１の軸線方向に更に移動し、これにより入力要素及び出力ギヤと少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって入力要素及び出力ギヤそれぞれの回転をロックするように配置される。
【０００５】
本願において例示された態様によれば、エンジンへの駆動接続のために配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。同期状態において、少なくとも一つのウェッジプレートは、入力要素に相対回転不能に結合され、出力ギヤに対しては回転可能である。上記同期状態において、ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために、第１の軸線方向に第１の距離を移動するように配置されており、これにより入力要素の回転を出力要素の回転にロックする。ロック状態において、ピストンプレートは第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、少なくとも一つのウェッジプレートは入力要素に対して回転し、少なくとも一つのウェッジプレートは、入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするために、入力要素及び出力ギヤと圧縮下で係合する。
【０００６】
本願において例示された態様によれば、エンジンからのトルクを受けるように配置されるとともに第１の複数の平坦面によって形成された外周面を有する入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、上記第１の複数の平坦面と接触する第２の複数の平坦面によって形成された内周面を有する少なくとも一つのウェッジプレートと、半径方向に移動可能な複数のキーを有するキー板と、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを備える。半径方向に移動可能な複数のキーが、少なくとも一つのウェッジプレート及び入力要素を相対回転不能にロックしている間、ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及びウェッジプレートを緊締するために第１の軸線方向に第１の距離を移動するように配置されており、これにより入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックする。ピストンプレートは第１の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、半径方向に移動可能な複数のキーは、入力要素に対する少なくとも一つのウェッジプレートの回転が可能となるように後退し、第１の複数の平坦面が第２の複数の平坦面に沿って摺動し、ウェッジプレートの内周面が入力要素と圧縮下で係合し、ウェッジプレートの外周面が出力ギヤと圧縮下で係合する。
【０００７】
様々な実施形態は、添付の概略図を参照して例示の目的のみで記載されている。この図面において、対応する参照符号は、対応する部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本願で使用される空間的用語を表す円柱座標系の斜視図である。
【図１Ｂ】本願で使用される空間的用語を表す、図１Ａの円柱座標系における物体の斜視図である。
【図２】差動装置アッセンブリ内に駆動分離クラッチアッセンブリを有する車両の概略図である。
【図３】差動装置アッセンブリ内の駆動分離クラッチアッセンブリの断面図である。
【図４】分離状態での、図３の駆動分離クラッチアッセンブリの詳細図である。
【図５】同期状態での、図３の駆動分離クラッチアッセンブリの詳細図である。
【図６】図５における線６−６に沿う断面図である。
【図７】ロック状態での、図３の駆動分離クラッチアッセンブリの詳細図である。
【図８】図７における線８−８に沿う断面図である。
【０００９】
詳細な説明
最初に、異なる図面に示された同一の図面番号は、同一の、又は機能的に類似する本発明の構造的要素を特定するものであると認識されるべきである。本発明の請求の範囲は、開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
【００１０】
さらに、本発明は、記載された、特定の方法、特定の材料、及び特定の変更に限定されるものではなく、勿論、そのようなものとして変更してもよいものとして理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明することを目的とするものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないと理解される。
【００１１】
そうでないことが定義されない限り、本明細書で使用される技術的及び科学的な全ての用語は、本発明が属する技術分野における当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で説明されるものと類似又は同等の、あらゆる方法、装置、又は材料を、本発明の実施又は試験において使用することができると理解されるべきである。
【００１２】
図１Ａは、本願において使用される空間的用語を表す円柱座標系８０の斜視図である。本発明は、円柱座標系に関連して少なくとも部分的に説明される。座標系８０は長手方向軸線８１を有しており、この軸線８１は、以下では、方向及び空間の用語のための基準として用いられている。「軸線方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、それぞれ、軸線８１、半径８２（軸線８１に対して垂直である）、及び円周８３に対して平行な方向を表している。また、「軸線方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。種々の平面の配置を明確にするため、物体８４、８５、及び８６が用いられる。物体８４の面８７は、軸線方向平面を形成している。つまり、軸線８１は、面８７に沿う線を形成している。物体８５の面８８は、半径方向平面を形成する。つまり、半径８２は、面８８に沿う線を形成している。物体８６の面８９は、円周方向平面を形成している。つまり、円周８３は、面８９に沿う線を形成している。更なる例として、軸線方向移動又は配置は軸線８１に対して平行であり、半径方向移動又は配置は半径８２に対して平行であり、円周方向の移動又は配置は円周８３に対して平行である。回転は、軸線８１を中心にされる。
【００１３】
「軸線方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、それぞれ、軸線８１、半径８２、又は円周８３に対して平行な方向を表すものである。また、「軸線方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。
【００１４】
図１Ｂは、本願で使用される空間的用語を表す、図１Ａの円柱座標系８０における物体９０の斜視図である。円柱形の物体９０は、円柱座標系における円柱形の物体を表しており、あらゆる点で本発明を限定しようとするものではない。物体９０は、軸線方向面９１、半径方向面９２、及び円周方向面９３を有する。面９１は軸線方向平面の一部であり、面９２は半径方向平面の一部であり、面９３は円周方向平面の一部である。
【００１５】
図２は、差動装置アッセンブリ１０２内に駆動分離クラッチアッセンブリ１００を有する車両の概略図である。
【００１６】
図３は、差動装置アッセンブリ１０２内の駆動分離クラッチアッセンブリ１００の断面図である。
【００１７】
図４は、分離状態での、図３の駆動分離クラッチアッセンブリ１００の詳細図である。以下においては、図２から図４が考慮される。車両Ｖは、標準的な四輪駆動車の構造を備えており、例えば、Ｍは横置きエンジンであって、右前輪アクスルＲＦＡと左前輪アクスルＬＦＡと差動装置アッセンブリ１０２とを介して前輪ＦＷに動力を供給する。アッセンブリ１００、１０２は、第２駆動軸ＳＤＳ例えば後輪駆動軸を、エンジンＭからのトルクと接続且つ分離するために使用される。軸ＳＤＳは、後輪用差動装置アッセンブリＤＩＦＦ及び後輪アクスルＲＡを介して、後輪ＲＷにトルクを供給する。アッセンブリ１００は、差動装置アッセンブリ１０２内に統合されている。従って、以下で説明されるように、アッセンブリ１００は、エンジンの出力／トルクをＳＤＳと係合且つ分離するために、同期機能及びロッキングクラッチを備える。
【００１８】
駆動分離クラッチアッセンブリ１００は、例えばファイナル駆動ピニオン軸１０３を介してエンジンからのトルクを受けるように配置された、入力部若しくは入力要素（ファイナル駆動リングギヤ）１０８と、出力部若しくは出力要素１０４と、クラッチ１１０とを備える。出力部１０４は、軸１０５を介してＳＤＳにトルクを伝える。ギヤ１０８は、差動ギヤセット１０７を介して、ＬＦＡ及びＲＦＡにトルクを伝える。クラッチ１１０は、ピストンプレート１１２と、少なくとも一つのクラッチプレート１１４と、少なくとも一つのウェッジプレート１１６と、バッキングプレート１１７と、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材１１８とを備える。一実施形態では、摩擦材は少なくとも一つのウェッジプレートに固定されているが、別の実施形態（図示せず）では、摩擦材は少なくとも一つのクラッチプレートに固定されていてもよい。図示された実施例では、アッセンブリ１００は、三枚のプレート１１４と三枚のプレート１１６とを有している。しかし、アッセンブリ１００は、ある特定の数のプレート１１４若しくはプレート１１６に限定されるものはないし、或いはプレート１１６に対するプレート１１４のある特定の比率に限定されるものでもない。説明を単純にするため、以下の説明では、プレート１１４をクラッチプレート、プレート１１６をウェッジプレートとされている。しかし、以下の説明は、一枚のクラッチプレートだけ若しくは一枚のウェッジプレートだけ、又は各一枚ずつのクラッチプレート及びウェッジプレートだけを有するような構成にも適用できる。
【００１９】
典型的な湿式クラッチ配置に関し、クラッチプレート１１４は入力部にキー結合されており、これにより、クラッチプレートは、入力部に対し、軸線方向には移動可能であり、相対回転不能に結合されている。「相対回転不能に結合された」という用語は、２つ又はそれ以上の構成要素が直接的に又は間接的に結合され、これにより複数の構成要素の各々の回転がロックされることを意味している。つまり、構成要素は、一致して回転する。スロット１３７は、クラッチプレートを入力部に、キー結合又はスプライン結合するために使用される。
【００２０】
分離状態では、ピストンプレートがクラッチプレート及びウェッジプレートを緊締しないように、ピストンプレートが位置決めされている。さらに下述のように、ウェッジプレートは、出力要素と相対回転不能にロックされている。従って、クラッチプレート及び入力部は、ウェッジプレート及び出力要素に対して回転可能であり、入力部から出力部にトルクが伝達されない。
【００２１】
図５は、同期状態での、図３の駆動分離クラッチアッセンブリ１００の詳細図である。以下では、図２から図５が考慮される。更に下述のように、同期状態では、ウェッジプレートは出力要素に相対回転不能に結合されたままであり、ピストンプレートは、クラッチプレート及びウェッジプレートをバッキングプレートに緊締するために、軸線方向Ｄ１で移動するように配置されており、これにより入力要素の回転を出力部の回転にロックする。
【００２２】
クラッチプレート及びウェッジプレートの緊締は、エンジン及び入力要素からのトルクが、出力部に伝達されることを可能にし、例えば、更に下述するように、入力要素及び出力要素、さらに、軸１０５及び第２駆動軸ＳＤＳなどの、出力要素に結合された別の構成要素のエネルギー又は回転速度を同期させる。
【００２３】
更に下述のように、同期状態の後に続くロック状態では、ピストンプレートは、方向Ｄ１に更に移動するように配置されており、これによりウェッジプレートキーを動かし、ウェッジプレートの回転を入力要素及び出力部の回転とロックする。具体的には、ウェッジプレートは、入力要素及び出力部の間で拡張されて楔止めされる。ウェッジプレートが動かされて入力要素及び出力部の回転をロックすると、トルクは、ウェッジプレートを介して入力要素から出力部に伝達され得る。従って、クラッチプレートは、もはやトルク伝達のために必要では無く、更に下述のように、ピストンは、Ｄ１とは反対の方向Ｄ２に動かされ得て、これよりクラッチプレートにおける軸線方向圧力が軽減され、クラッチプレートをウェッジプレートから分離することができる。有利には、（入力要素から出力ギヤへのトルク伝達を維持するために）クラッチを閉鎖運転している間、例えば加圧された液圧油の形態でピストンに加えられた力の大きさは減少される。例えば、楔キーを半径方向に後退するとともにウェッジプレート及びクラッチプレートを緊締するために必要とされる大きさの力を加えるというよりもむしろ、楔キーを後退するために必要とされる、より小さな大きさの力だけがピストンに加えられる。
【００２４】
クラッチ１１０は、出力要素に相対回転不能に結合されたキー板１２２を有する。分離状態の間及び同期状態でピストン移動の間、キー板はウェッジプレートと係合されており、これによりウェッジプレート及び出力要素を相対回転不能にロックする。ロック状態の間、ピストンプレートはキー板を動かすように配置されており、これによりウェッジプレート及び出力要素の間で相対回転が可能となり、ウェッジプレートは入力部に接触する。この接触は、ウェッジプレートと入力要素と出力部とを相対回転不能にロックし、クラッチプレートを使用せずに、ウェッジプレートにより入力要素から出力部へのトルク伝達を可能にする。
【００２５】
図６は、同期状態でのアッセンブリ１００を有する図５の線６−６に沿う断面図である。以下では、図２から図６が考慮される。図６では、一枚のウェッジプレート１１６Ａが示されているが、以下の説明は残りのウェッジプレートにも適用可能であると理解される。一実施形態では、各ウェッジプレートは個々のスロット１２４を有しており、キー板は、分離状態及び同期状態の間、スロット１２４内に配置されるように構成されたキー１２６を有する。キーは、キー板と同様に、出力要素に相対回転不能に結合され、これによりキーは、スロット内に配置されている間、ウェッジプレート及び出力要素を相対回転不能に結合する。
【００２６】
同期状態では、ウェッジプレートは入力部に対して回転可能である。つまり、ウェッジプレートの外周面ＯＣ１と入力部の内周面ＩＣ１の各々は、半径距離ＲＤ１によって分離されている。
【００２７】
図７は、ロック状態での、図３の駆動分離クラッチアッセンブリ１００の詳細図である。
【００２８】
図８は、図７における線８−８に沿う断面図である。以下では、図２から図８が考慮される。ロック状態では、ピストンプレートは、複数のキーを半径方向内方に動かすために、ウェッジプレートキーに係合するように配置されている。これにより、複数のキーは複数のスロットから離脱され、ウェッジプレートは入力要素及び出力部に圧縮下で係合するように回転可能となり、入力要素及び出力部のそれぞれの回転をロックする。例えば、ピストンと係合したピストンエレメント１２７と、ウェッジプレートキーの部分１２２Ａとは互いに角度を付けられている。これにより、ピストンエレメント１２７が部分１２２Ａを方向Ｄ１で圧迫すると、部分１２２Ａは、スロット１２４からキーを引き出すように、半径方向内方に動かされる。
【００２９】
一実施形態では、出力要素は、平坦面１２８を有する外周面ＯＣ２を備え、ウェッジプレートは平坦面１３０を有する内周面ＩＣ２を備える。複数組みの面１２８及び１３０、例えば１２８Ａ及び１３０Ａは、この面を通る半径Ｒに対して鋭角である。つまり、この面は、円周方向Ｃ１及びＣ２に関して相補的な傾斜部を形成する。分離状態及び同期状態では、面１２８及び１３０は係合しており、これにより、プレート１１６は最大限半径方向内方に位置している（距離ＲＤ１が存在する）。
【００３０】
ロック状態では、更に下述のように、例えばスロットからキーを離脱することによって、ウェッジプレートは出力要素に対して回転可能となり、これによりウェッジプレートは、入力要素及び出力部に圧縮下で係合し（距離ＲＤ１は消滅し）、入力要素及び出力部それぞれの回転をロックする。
【００３１】
ロック状態では、ウェッジプレートは、もはやキー１２６に固定されておらず、ウェッジプレートは、例えばクラッチプレートと接触することにより方向Ｃ１で、出力要素に対して回転する。その後、夫々の面１２８は、夫々の面１３０に沿って滑動する。つまり、ウェッジプレートの、クラッチプレートとの摩擦係合は、ウェッジプレートを方向Ｃ１に回転させる。上述した傾斜構成によって、面１２８が面１３０に沿って摺動すると、ウェッジプレートの内周面ＩＣ２を半径方向外方に押し出すように、面１２８が半径方向外方に押し出される。次いで、更に下述のように、外周面ＯＣ１もまた半径方向外方に拡大する。同期位置から、Ｃ１とは反対方向Ｃ２へのウェッジプレートの移動が、上述したウェッジプレートの、同じく半径方向外方への移動となることが理解される。
【００３２】
従って、ウェッジプレートは入力要素及び出力部と圧縮下で係合し、これにより、入力要素及び出力要素を相対回転不能にロックし、入力要素から出力部にトルクを伝達する。圧縮下で係合とは、ウェッジプレートが、例えば入力要素及び／又は出力部に半径方向で圧力を加えることを意味する。又は、入力要素及び出力部が、例えばウェッジプレートに半径方向で圧力を加えることを意味する。一実施形態では、出力要素に対するウェッジプレートの回転は典型的には小さく、例えば２°又は３°である。しかしながら、ウェッジプレート及び出力要素間における、別の大きさの相対回転が可能であると理解される。
【００３３】
一実施形態では、ウェッジプレートは、半径方向に配置された空間１３５によって、円周方向で不連続である。この空間１３５は、ウェッジプレートの円周端部１３６を円周方向距離ＣＤだけ離間している。ロック状態では、ピストンプレートは、出力要素とエレメント１２７とプレート１２２とを介して、ウェッジプレートを半径方向外方に拡大するために、ＣＤを増大するように配置されている。つまり、空間１３５は、出力部の回転に応じてウェッジプレートが半径方向外方に拡大することを可能にするとともに、入力部に接触するために、面１２８及び１３０の摺動接触を可能にしている。
【００３４】
有利には、ウェッジプレートが、入力要素及び出力部を圧縮下に係合するために半径方向に拡大されると、即ち、ウェッジプレートが、入力要素及び出力部の間で楔止めされると、ウェッジプレートはトルクを伝達することができ、クラッチプレートはトルクを伝達するためにもはや必要とされない。それゆえ、ピストンに掛かる力、例えば加圧された液圧油は、上述のように減少され得る。従って、クラッチプレートを緊締するための加圧された流体を、もはや提供する必要がないので、アッセンブリ１００のエネルギー要求は減少される。入力要素からウェッジプレートに方向Ｃ１でトルクが伝達されている限り、ウェッジプレートは、入力要素及び出力部にロックされたままである。
【００３５】
上述したように、エンジンからのトルクが入力要素に存在する限り（駆動状態）、ウェッジプレートは、入力要素及び出力要素と係合され続ける。惰行状態では、エンジンからのトルクは入力要素から撤退され（例えば、車両の加速が解除され）、アクスルＳＡに関連した車輪は回転し、軸１０５にトルクを加える。アクスルからのトルクは、出力部を方向Ｃ２に回転させ、次いで、ウェッジプレートを、入力要素に対して方向Ｃ２で回転させる。上述したように、キーがピストンによって引き出される限り、方向Ｃ２での回転は、ウェッジプレートを半径方向に拡大するとともに、入力要素を出力ギヤとロックする。つまり、面が、同期状態に関連した位置の方向に摺動すると（キーがスロット１２４と整列すると）、ウェッジプレートは半径方向に収縮するが、面が上記位置を越えて摺動すると、面はウェッジプレートを再び拡大させる。従って、キーが格納されたままである限りは、ウェッジプレートは、ウェッジプレートを緊締する必要無しに、駆動状態及び惰行状態で交互にトルクを伝達し続ける。
【００３６】
一実施形態では、クラッチ１１０は弾性エレメント１３８を有し、この弾性エレメント１３８は、キー１２６と係合されるとともに、キー１２６を半径方向外方に圧迫、例えば分離状態及び同期状態の間、キーをスロット１２４内に圧迫する。例えば、ピストンプレートがウェッジプレートキーに接触して方向Ｄ１に移動すると、ピストンプレートの作用が弾性要素の力に抗してキーを半径方向内方に動かし、これにより、出力要素に対するウェッジプレートの回転を可能にする。ピストンがもはやキーを半径方向内方に圧迫しないように、ピストンが後退されている場合、エレメント１３８はキーを半径方向外方に圧迫する。ロック状態では、キーは、面１２８に接触して圧迫されているが、キー及びスロット１２４の不整合によりスロット１２４内に進入することはできない。
【００３７】
クラッチを分離するため（分離モード）、ピストンは後退され、上述のようにキーは面１２８に接触する。その後、方向Ｃ１でのトルクから方向Ｃ２でのトルクへの移行が発生し（逆もまた同様）、ウェッジプレートが円周方向に移ると、スロット１２６がキーと整列し、エレメント１３８がキーをスロット１２６内に押し込み、出力要素及びウェッジプレートがロックされる。スロット１２６及びキーの再整列は、外周面ＯＣ１が半径方向内方に収縮することを可能にし、それによって、上述のように距離ＲＤ１が再び形成される。それゆえ、ウェッジプレートは出力要素とともに回転し、ウェッジプレートは入力部から独立して回転し、クラッチプレートは緩められる。従って、アッセンブリ１００を通って伝達されるトルクは無い。
【００３８】
有利には、アッセンブリ１００は、例えばクラッチ１１０等の分離クラッチを備える、最新のベベルギヤ差動装置アッセンブリのサイズを増加しない。
【００３９】
クラッチ１１０は、例えば同期状態における初期のクラッチ緊締の間、動かない構成要素のエネルギーを同期する。例えばクラッチ１００が分離されていると、エンジンからのトルクは、出力部、軸１０５、及び軸ＳＤＳ等の下流の構成要素に供給されず、これらの構成要素は停止している。従って、上述したように、クラッチ１１０をロックアップし始めるためには、軸線方向の力がピストンプレートによって加えられる。このピストンプレートは、ウェッジプレートの軸線方向で両側において、各摩擦材をクラッチプレート１１４に接触させる。全体の駆動ライン（下流の構成要素を含む）が、騒音、振動、及びハーシュネス（ＮＶＨ）が満たされるような同期速度又は同期速度に近いポイントに到達するまで、軸線方向の摩擦力が、例えば典型的な自動変速機の湿式クラッチに関するクラッチ１１０に働く。従って、上述のような同期状態では、クラッチ１１０においてクラッチプレート及びウェッジプレートを緊締することで、エンジンからのトルクを伝達し、これにより、下流の構成要素は、停止位置から、アッセンブリ１００への入力部と同期された各回転速度に移行される。
【００４０】
上述したようなロック状態では、駆動ラインが、同期速度又は同期速度に近いポイントに到達すると、クラッチ１１０は、入力要素及び出力部とのウェッジプレートの圧縮係合を介して、最大限の駆動ライントルク要求を、第２駆動軸に伝達する。従って、唐突なトルク伝達と、それに関連する好ましくない振動とは、駆動ラインを最初に同期しその後ウェッジプレートを係合することによって、回避される。
【００４１】
クラッチプレート及びウェッジプレートの特定の構成が示されているが、アッセンブリ１００は、示された構成に限定されないことが理解される。トルク伝達のための表面積要求を満足するため、異なる数のクラッチプレート又はウェッジプレートが可能である。
【００４２】
上述の及び他の様々な特徴及び機能、又はそれらに代わるものが、多くの他の異なるシステム又は用途に所望に組み合わされ得ることが認識される。現在では予見できない又は予期できない様々な代替手段、変更、変形、又は改良は、当業者によって後でなされ、これらのことは、後述の特許請求の範囲によって包含されることを意図されている。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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