(57)【要約】      （修正有）【課題】前輪と後輪のトルク配分を変更可能にする。【解決手段】全輪駆動車両における２速駆動システムは、２重の遊星歯車をもつ前差動装置１８と、車両の前輪セット２８および後輪セット４８に駆動トルクを伝達する動力取出ユニット２０とを備えている。後差動装置４２ａは、動力取出ユニットおよび後輪セットに接続され、後輪セットに駆動トルクを供給する。２速駆動ユニット４０は、動力取出ユニットと後差動装置との間に配置される。上記駆動ユニットは、高レンジ駆動作動と低レンジ駆動作動とを切り替える。上記駆動ユニットは、動力取出ユニットもしくは後差動装置のいずれかに直接取り付けられる。【選択図】図１
2005255157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪セットおよび後輪セットのそれぞれに回転動力を供給するための出力装置を備える変速機を有する車両の駆動システムであって、
上記変速機の出力装置に、作動可能に連結され、駆動トルクを受け取るために使用される第１差動装置と、
上記第１差動装置に、作動可能に連結される動力取出ユニットと、
上記動力取出ユニットを後輪セットに連結し、後輪セットに上記駆動トルクを供給するために使用される第２差動装置と、
上記動力取出ユニットと上記第２差動装置との間に、作動可能に配置される２モード駆動ユニットとを有し、
上記２モード駆動ユニットが高レンジ全輪駆動作動と低レンジ全輪駆動作動との間のシフト切り替えを行うために使用されることを特徴とする車両駆動システム。
【請求項２】
上記２モード駆動ユニットが、上記２モード駆動ユニットを第２差動装置に直接取り付けるために使用される機械コネクターを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項３】
上記動力取出ユニットと上記２モード駆動ユニットとの間に、作動可能に連結されるプロペラシャフトを備えることを特徴とする請求項２に記載の車両駆動システム。
【請求項４】
上記２モード駆動ユニットが、上記２モード駆動ユニットを動力取出ユニットに直接取り付けるために使用される機械コネクターを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項５】
上記２モード駆動ユニットと上記第２差動装置とに連結され、作動するプロペラシャフトを備える請求項４に記載の車両駆動システム。
【請求項６】
上記２モード駆動ユニットが、高レンジ全輪駆動作動と、低レンジ全輪駆動作動との間のシフト切り替えを行うために、使用される変速装置デバイスを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項７】
上記第１差動装置に配置された、少なくとも１組の遊星歯車のセットを有し、低レンジ全輪駆動作動のときに、上記遊星歯車が、歯車減速ユニットとして機能するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項８】
第１車輪セットおよび第２車輪セットのそれぞれに、回転動力を供給するための出力装置を備える変速機を有する車両動力伝達装置であって、
上記変速機から上記回転動力を受け取り、上記回転動力を、上記第１車輪セットを駆動させるために使用される第１動力と、第２動力とに分配するために使用される第１差動装置と、
上記第１差動装置から回転動力の上記第２動力を受け取るために使用される動力取出ユニットと、
上記第２車輪セットを回転させるために使用される第２差動装置と、
上記動力取出ユニットと上記第２差動装置との間に、作動可能に連結される駆動ユニットと、
少なくとも、上記回転動力に第１の所定の歯車比を乗じた上記第１動力を生み出す第１モードと上記回転動力に第２の所定の歯車比を乗じた上記第２動力を生み出す第２モードとを提供するために使用され、上記駆動ユニットに設けられる複数の歯車と、
を有することを特徴とする車両動力伝達装置。
【請求項９】
上記第１モードと第２モードとのどちらかを選択するために使用される変速装置つば部を上記駆動ユニット内に備え、かつ上記駆動ユニットに設けられる複数の歯車の中から選択された歯車をかみ合わせるために使用される複数のかみ合わせ板を備える車両動力伝達装置であって、
上記かみ合わせ板から選択された板をかみ合わせるために、上記第１モードに対応する第１軸つば位置と、上記第２モードに対応する第２軸つば位置とのそれぞれに、上記変速装置つば部が移動できるようになっていることを特徴とする請求項８に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１０】
複数の上記駆動ユニットは、さらに、上記変速装置つば部に、滑ることができるように連結される内部歯車と、上記内部歯車内で回転可能なプラネットキャリアと、上記プラネットキャリアの周りに位置するのに適した複数の遊星歯車などの歯車を有していることを特徴とする請求項９に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１１】
複数の上記かみ合わせ板が、上記プラネットキャリアにしっかりと連結された第１ドックリング板と、上記変速装置つば部にしっかりと連結された第２ドックリング板とを含み、
上記第１ドックリング板が上記第２ドックリング板と作動可能にかみ合う、上記第１モードを、上記第１軸つば位置が規定するようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１２】
上記駆動ユニットに設けられる複数の歯車を含む筐体と、上記筐体にしっかりと連結された第３ドックリング板とを有し、
上記第２ドックリング板が上記第３ドックリング板に作動可能に連結される、上記第２モードを、上記第２軸つば位置が規定するようになっていることを特徴とする請求項１１に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１３】
上記駆動ユニットに設けられる複数の歯車が、車両駆動トルクを上記第２差動装置に伝えるために使用される太陽歯車を含むことを特徴とする請求項８に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１４】
上記駆動ユニットを、上記動力取出ユニットに直接連結するために使用されるコネクターと、上記駆動ユニットを、上記第２差動装置に、作動可能に連結するプロペラシャフトとを備えることを特徴とする請求項８に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１５】
上記駆動ユニットを、上記第２差動装置に直接連結するために使用されるコネクターと、上記動力取出ユニットを、上記駆動ユニットに、作動可能に連結するプロペラシャフトとを備えることを特徴とする請求項８に記載の車両動力伝達装置。
【請求項１６】
前差動装置と動力取出ユニットとを介して、後差動装置と連結している変速機を備える全輪駆動車両の動力伝達装置の動力伝達方法であって、
上記動力取出ユニットと上記後差動装置との間に２モード駆動ユニットを配置する工程と、
上記駆動ユニット内で予め選択された群の歯車をかみ合わせ、少なくとも第１歯車配置と第２歯車配置とを、使用できるように提供する工程と、
上記全輪駆動車両の高速作動モードに対応する上記第１歯車配置と低速作動モードに対応する上記第２歯車配置とのいずれか１つに、上記駆動ユニット内の複数の歯車を切り替える工程と、
を含むことを特徴とする動力伝達装置の動力伝達方法。
【請求項１７】
上記駆動ユニットを上記後差動装置に直接取り付ける工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の動力伝達装置の動力伝達方法。
【請求項１８】
プロペラシャフトを用いて、上記駆動ユニットを上記後差動装置に間接的につなぐ工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の動力伝達装置の動力伝達方法。
【請求項１９】
上記後差動装置と上記前差動装置とのそれぞれに車両駆動トルクを分配する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の動力伝達装置の動力伝達方法。
【請求項２０】
上記後差動装置と上記前差動装置とのそれぞれに分配する上記車両駆動トルクの割当てを変化させる工程を含むことを特徴とする請求項１９に記載の動力伝達装置の動力伝達方法。
【請求項２１】
車両変速機から回転入力を受け取るように適合されていて、車両の車輪の第１セットを駆動するように構成された第１出力装置、および第２出力装置を備える第１差動装置と、
上記差動装置に連結され、上記第２出力装置から回転動力を受け取る入力装置、および出力装置を備える動力取出ユニットと、
上記動力取出ユニットの出力装置から回転動力を受け取る入力装置、および出力装置を備え、少なくとも第１歯車比と第２歯車比とで作動可能な多変速型の変速装置と、
上記の多変速型の変速装置の出力装置から回転動力を受け取る入力装置を備える第２差動装置を備える車軸とを含むことを特徴とする車両動力伝達装置。
【請求項２２】
上記動力取出ユニットの出力装置と上記の多変速型の変速装置の入力装置とを、作動可能に連結させるプロペラシャフトを有することを特徴とする請求項２１に記載の車両動力伝達装置。
【請求項２３】
上記の多変速型の変速装置の出力装置と上記第２差動装置とを、作動可能に連結させるプロペラシャフトを有することを特徴とする請求項２１に記載の車両動力伝達装置。
【請求項２４】
上記第１差動装置が遊星歯車のセットを用いてなることを特徴とする請求項２１に記載の車両動力伝達装置。
【請求項２５】
上記の多変速型の変速装置が、リングギアとリングギアにがっちりかみ合わされた複数の遊星歯車とを有する遊星歯車のセットを含み、上記の多変速型の変速装置の入力装置が複数の上記遊星歯車とがっちりかみ合されるようになっていることを特徴とする請求項２１に記載の車両動力伝達装置。
【請求項２６】
上記の多変速型の変速装置が上記第１歯車比で作動されているとき、上記リングギアが多変速型の変速装置の入力装置に対して、相対的に静止するようになっていることを特徴とする請求項２５に記載の車両動力伝達装置。
【請求項２７】
上記の多変速型の変速装置が上記第２歯車比で作動されているとき、上記リングギアが上記の多変速型の変速装置の入力装置と共に回転するようになっていることを特徴とする請求項２６に記載の車両動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に車両の動力伝達装置に関するものであって、より具体的には、動力取出ユニット（power take-off unit）を有する、多変速の全車輪駆動自動車の動力伝達装置の設計および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の動力伝達装置は、主要な型として、フルタイム後輪駆動システム、フルタイム前輪駆動システム、パートタイム４輪駆動システムおよび全輪駆動システムの４つが、一般に、知られている。全輪駆動システムは、車両の速度を落とすことなく、車両の全４輪に駆動の牽引を伝えることができる能力を有することから、人気がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の全輪駆動システムは、しばしば前輪の駆動車軸と後輪の駆動車軸との間で伝達されるトルクの量を変化させることができないことがある。
【０００４】
従来のシステムは、連続的に全輪を駆動する１速システムである。したがって、従来の全輪駆動システムは、車両の速度が低く、より大きな駆動トルクが必要となるような雪やそれに似たドライブコンディションなどのオフロードでは、駆動トルクを最大にする能力がなかったり、その能力に制限があったりする、という問題があった。
【０００５】
動力取出ユニット（ＰＴＵ）を使って、全輪の駆動車軸と後輪の駆動車軸との間でトルクを分配する全輪駆動システムが知られている。トルクは、通常、前輪の駆動車軸に４０％、後輪の駆動車軸に６０％といったように所定の割合で分配される。
【０００６】
しかしながら、ＰＴＵは、前輪の駆動車軸と後輪の駆動車軸との両方に伝達するトルクの量を変化させることができないと共に、車両を異なる速度レンジで駆動させることはできない。すなわち、異なる駆動車軸に供給するトルクを変化させ、低牽引駆動状況で低速レンジに設定することはできない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
まず第１に、本発明は、前輪セットおよび後輪セットのそれぞれに、回転動力（駆動トルクともいう）を供給するための出力装置を備える変速機を有する車両駆動システムを提供する。本発明にかかる駆動システムは、第１差動装置、動力取出ユニット、第２差動装置および２モード駆動ユニットを備える。
【０００８】
上記第１差動装置は、上記変速機の出力装置に連結され、上記出力装置から駆動トルクを受け取る。上記動力取出ユニットは、上記第１差動装置に、作動できるように連結される。上記第２差動装置は、上記動力取出ユニットを、後輪セットに接続するものであり、後輪セットに駆動トルクを分配する。上記２モード駆動ユニットは、上記動力取出ユニットと上記第２差動装置との間に配置され、高速レンジの全輪駆動運転と低速レンジの全輪駆動運転とを切り替えることができる。
【０００９】
第２に、本発明は、第１差動装置と、動力取出ユニットと、多変速型の変速装置と、第２差動装置を備える車軸とを有する車両駆動伝達列を提供する。
【００１０】
上記第１差動装置は、車両の変速機からの回転入力を受け取るように、適合される。上記第１差動装置は、第１出力装置および第２出力装置を備える。上記第１出力装置は、車両の車輪の第１セットを駆動するように配置される。
【００１１】
上記動力取出ユニットは、入力装置および出力装置を備える。当該入力装置は、上記第１差動装置に連結され、上記第２出力装置から回転動力を受け取る。上記の多変速型の変速装置は、入力装置および出力装置を備える。当該入力装置は、上記動力取出ユニットの出力装置から回転動力を受け取る。
【００１２】
上記の多変速型の変速装置は、少なくとも第１の歯車比と第２の歯車比とで動作可能である。
【００１３】
上記第２差動装置は、上記の多変速型の変速装置の出力装置から、回転動力を受け取る入力装置を備える。
【００１４】
さらに、本発明の利用分野は、以下の詳細な説明から明らかである。本発明の好ましい実施形態を示す詳細な説明、および具体例は説明を目的とするものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は詳細な説明と添付の図面によって、より完全に理解されるであろう。
【００１６】
図１は、本発明の２速全輪駆動システムを有する自動車の下面の部分平面図である。図２は図１の２速全輪駆動システムの部分斜視図であり、２重の遊星歯車のセットをもつ中央差動装置の構成部品を示す斜視図である。図３は、本発明の代表的な動力取出ユニットの斜視図である。図４は図３の動力取出ユニットの構成部品を示す斜視組立図である。図５は後輪差動装置に直接取り付けられた駆動ユニットを示す後車軸組立の斜視図である。図６は駆動ユニットの分解組立斜視図である。図７は駆動ユニットの断面図である。図８は本発明の２速全輪駆動システムの別の実施形態を示す概略図である。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態について、以下に述べるが、実際のところ、これらは単なる例示であって、本発明の適用範囲およびその利用方法を限定するものではない。
【００１８】
図１では、本発明に従って構成された２速全輪駆動システム１０を車両１２の下面からみた代表的な装置として示している。車両１２は、エンジン１４、変速機１６、および駆動伝達装置を備える。上記駆動伝達装置は、中央差動装置（第１差動装置、前差動装置）１８および動力取出ユニット（ＰＴＵ）２０を備える。
【００１９】
ＰＴＵ入力軸２２は、中央差動装置１８をＰＴＵ２０に接続する。左側シャフト２４は、回転できるように、中央差動装置１８に連結される。これにより、左側シャフト２４は前輪セット２８の左前輪２６に回転トルクを供給することができる。右側シャフト３０はＰＴＵ２０を介して、回転できるように、中央差動装置１８に連結される。これにより、右側シャフト３０は右前輪３２に回転トルクを供給することができる。なお、右前輪３２と左前輪２６とで前輪セット２８を構成する。
【００２０】
駆動トルクは、プロペラシャフト３４を介して、ＰＴＵ２０から駆動ユニット４０に分配される。プロペラシャフト３４は、第１シャフト部３６および第２シャフト部３８をそれぞれ備える。
【００２１】
図１に示すように、駆動ユニット（２モード駆動ユニット、２速駆動ユニット）４０は、車両１２の後車軸４２に、直接取り付けられる。後車軸４２は、差動装置（第２差動装置、後差動装置）４２ａ、左後車軸シャフト４４、および右後車軸シャフト５０を備える。
【００２２】
左後車軸シャフト４４は、差動装置４２ａに連結され、後輪セット４８の左後輪４６に回転トルクを伝達する。
【００２３】
また、右後車軸シャフト５０は、差動装置４２ａに連結され、後輪セット４８の右後輪５２に回転トルクを伝達する。なお、右後輪５２と左後輪４６とで後輪セット４８を構成する。
【００２４】
さらに、図２に示すように、中央差動装置１８は、２重遊星歯車（double planetary gear）の差動装置アセンブリ５４を備えている。差動装置アセンブリ５４は、ケース右側５６と、入力プラネットキャリア５８と、前輪駆動入力装置を備える内部歯車６０と、内部歯車６０内に回転できるように配置された太陽歯車６２と、歯車シャフト６４とを備える。
【００２５】
プラネットキャリア６６は、図１に示す右前輪３２に出力トルクを供給する。右側シャフト３０の一部を構成する歯車シャフト６４は、プラネットキャリア６６と共に回転できるように配置される。プラネットキャリア６６は、複数の遊星歯車６７を有する。それらの遊星歯車６７は、それぞれが回転できるようにピン６８を介してプラネットキャリア６６に接続される。遊星歯車６７は、内部歯車６０のリングギア６９とがっちりかみ合う。
【００２６】
また、プラネットキャリア５８には、複数の遊星歯車（図示せず）が設けられる。それぞれの上記遊星歯車は、ピン（図示せず）によって、プラネットキャリア５８に連結される。これにより、回転できるように、リングギア６９とかみ合った２重遊星歯車を、効果的に作り出す。太陽歯車７０は、左側シャフト２４の一部を構成する歯車シャフト７１を介して、左前輪２６に出力トルクを供給する。歯車シャフト７１は、ケース左側７２内に、回転できるように配置される。入力歯車７４は、変速機１６から直接差動装置アセンブリ５４に、入力トルクを供給してもよい。ＰＴＵ入力軸２２は、太陽歯車６２の回転によって、回転駆動される。
【００２７】
図３および図４に示すように、ＰＴＵ２０は、ＰＴＵケース７６および後出力コネクター７８を備える。図３には、ＰＴＵケース７６に連結された状態のＰＴＵ入力軸２２が示されている。後出力コネクター７８は、プロペラシャフト（prop shaft）３４の第１シャフト部３６に、しっかりと固定するように連結される（図１を参照）。
【００２８】
ＰＴＵケース７６は、中心ケース部７９、第１端板８０および第２端板８２を含む。ＰＴＵ入力軸２２が第２端板８２の孔８６を貫くように、外側シール８４はＰＴＵ入力軸２２をふさぐ。ＰＴＵ入力軸２２は中空軸部８８を含む。中空軸部８８は、中空軸部８８の内側を通って、ＰＴＵ２０を貫通している右側シャフト３０が中空軸部８８内部で回転できる隙間を供給する。これにより、右側シャフト３０は、中空軸部８８内部で自由に回転できる。
【００２９】
中空軸８８は、第１軸受８９と第２軸受９０とによって、第２端板８２と中心ケース部７９との間に支持される。右側シャフト３０は、中心ケース部７９を貫いて、右側シャフト軸受９２によって、中心ケース部７９と第１端板８０との間に支持される。右側シャフト３０は、孔９４を通って、外側シール９６が備え付けられる第１端板８０を貫く。また、ＰＴＵ入力軸２２は歯車９８を備える。
【００３０】
ＰＴＵ２０において、歯車９８は、遊び歯車１００とがっちりかみ合う。遊び歯車１００は、外側ころ軸受１０２と軸受レース１０４とによって、第２端板８２に支持される。遊び歯車１００は、また、内部ころ軸受１０６と軸受レース１０８とによって、中心ケース部７９に支持される。
【００３１】
出力歯車アセンブリ１１０は、中心ケース部７９内に備えられる。出力歯車アセンブリ１１０は、出力歯車１１２と、ハイポイドリングギア１１４と、ハイポイドリングギア１１４を出力歯車アセンブリ１１０にしっかりと固定するフランジ１１６とを含んでいる。出力歯車アセンブリ１１０の第１端部１１７は、軸受１１８によって第２端板８２に支持される。
【００３２】
接合ハイポイドピニオン歯車１２２は、ハイポイドリングギア１１４とがっちりかみ合う。ハイポイドピニオン歯車１２２は、中心ケース部７９の後孔１２５を通って、後出力歯車シャフト１２４上に支持されている。後出力歯車シャフト１２４は、回転できるように、中心ケース部７９内側では、第１軸受１２６によって支持される一方、中心ケース部７９の外側では、第２軸受１２８によって支持される。後出力コネクター７８は、後出力歯車シャフト１２４にスプラインが設けられると共に、留め具１３０によって、出力歯車シャフト１２４にしっかりと固定される。少なくとも１つのシール１３２が、後出力コネクター７８と中心ケース部７９との間の後孔１２５に配置される。
【００３３】
本実施例では、回転トルクは、中央差動装置１８の太陽歯車６２からＰＴＵ入力軸２２に供給される（図２を参照）。ＰＴＵ入力軸２２の歯車９８は、遊び歯車１００にがっちりかみ合う。また、遊び歯車１００は、順次、出力歯車１１２にがっちりかみ合う。出力歯車１１２が回転することによって、ハイポイドリングギア１１４は回転する。
【００３４】
後輪セット４８（図１を参照）への駆動トルクは、ハイポイドリングギア１１４と後出力歯車シャフト１２４を回転させるハイポイドピニオン歯車１１２とによって供給される。後出力歯車シャフト１２４が回転することにより、後出力コネクター７８は回転し、結果として、プロペラシャフト３４が回転する（図１を参照）。右側シャフト３０は、ＰＴＵ入力軸２２の中空軸部８８内で回転し、右前輪３２に、直接、駆動トルクを供給する（図１を参照）。
【００３５】
プロペラシャフト３４から駆動ユニット４０への回転動力の伝達を促進するために、図５に示すように、プロペラシャフト３４に連結された第１コネクター半端１３４は、駆動ユニット４０に結合している第２コネクター半端１３６に連結されている。
【００３６】
図７に、最も分かりやすく示されているように、駆動ユニット４０は、後車軸４２の筐体にしっかりと連結される筐体１３８を備える。また、変速装置ユニット（変速装置デバイスともいう）１４０は、筐体１３８に連結される。
【００３７】
図１に示すように、駆動トルクは、後車軸４２を通り、駆動ユニット４０を経由して、後輪セット４８に伝達される。変速装置ユニット１４０は、車両１２によって一般に供給される電力源などから操作される電気作動装置（electrical actuator）を含んでいてもよい。代表的な変速装置ユニットは、マサチューセッツ州のボストンにあるジョセフポーラック社（Joseph Pollak Corporation）によって製造されている。
【００３８】
図６を使って、より詳細に説明するが、変速装置ユニット１４０は、シフトフォーク１５４を、回転しないように動かす直線アクチュエーター（図示せず）を含んでいてもよい。また、変速装置ユニット１４０のシフト切り替えは、直線アクチュエーターに限定されるものではなく、ソレノイド作動、真空ダイアフラム、水力作動およびケーブルなど、従来公知の技術を用いることができる。
【００３９】
図６に示すように、駆動ユニット４０は、プラネットキャリア１４１を含む。プラネットキャリア１４１は、複数のピン１４２を有する。また、それぞれのピン１４２は、複数の遊星歯車１４３のうちの１つを軸受１４４上に支持する。また、プラネットキャリア１４１は、内部歯車１４６内部で回転する。
【００４０】
第１ドックリング板１４８は、プラネットキャリア１４１と共に回転するように連結される。第１ドックリング板１４８は、複数の留め具（図示せず）によって連結されるか、さもなければ、プラネットキャリア１４１にしっかりと連結される。変速装置つば部１５０は、内部歯車１４６にがっちりかみ合い、内部歯車１４６内で移動方向（Ａ方向）もしくは、移動方向（Ｂ方向）のいずれかに移動する。
【００４１】
第２ドックリング板１５２は、変速装置つば部１５０の内部表面に、例えば、溶接などによって、しっかりと連結されている。第３ドックリング板１６０は、第２コネクター半端１３６と共に回転するように、しっかりと連結される。太陽歯車シャフト１６１は、第２コネクター半端１３６と共に回転するように連結される。また、太陽歯車シャフト１６１は、第３ドックリング板１６０、変速装置つば部１５０、第２ドックリング板１５２、第１ドックリング板１４８、内部歯車１４６、およびプラネットキャリア１４１のそれぞれの内部を通るように配置される。そして、そこで、太陽歯車シャフト１６１の太陽歯車１６２が複数の遊星歯車１４３にがっちりかみ合う。
【００４２】
シフトフォーク１５４は、１組の歯１５６を有する。歯１５６は、変速装置つば部１５０の環状チャネル１５８内に配置される。それゆえ、変速装置ユニット１４０によって、シフトフォーク１５４ははずされ、その結果、変速装置つば部１５０は移動方向（Ａ方向）もしくは移動方向（Ｂ方向）のいずれかに移動することができる。
【００４３】
シフトフォーク１５４が移動方向（Ａ方向）ではずされると、変速装置つば部１５０（および第２ドックリング板１５２）は、第２ドックリング板１５２の複数の外延部１６６が第１ドックリング板１４８の複数の接合外延部１６４とかみ合う位置（第１軸つば位置）へ移動する。シフトフォーク１５４が移動方向（Ａ方向）ではずされると、内部歯車１４６がプラネットキャリア１４１に固定される。そのため、高レンジもしくは相対的に高い速度比における第２コネクター半端１３６と、プラネットキャリア１４１との間のトルク伝達が促進される。その結果、プラネットキャリア１４１、内部歯車１４６および太陽歯車シャフト１６１のそれぞれが回転する。
【００４４】
また、シフトフォーク１５４が移動方向（Ｂ方向）ではずされると、変速装置つば部１５０（および第２ドックリング板１５２）は、第２ドックリング板１５２の反対側にある複数の外延部１６８が第３ドックリング板１６０上の複数の外延部１７０とかみ合う位置（第２軸つば位置）へ移動する。この状態では、内部歯車１４６は静止して、回転しない状態に固定される。そのため、遊星歯車１４３は速度を低下させ、トルクを増加させることができる。その結果、低レンジもしくは相対的に低い速度比で、トルクが第２コネクター半端１３６とプラネットキャリア１４１との間で伝達される。
【００４５】
図７に示すように、後車軸４２は、スプラインが設けられた入力軸１７４を有する入力ピニオン１７２を備える。これにより、技術的によく知られた方式で、差動装置４２ａに回転動力を伝達することができる。簡単に言えば、入力ピニオン１７２は、差動装置４２ａのリングギア（図示せず）に回転動力を伝達する。その結果、差動装置４２ａを、後車軸４２の筐体内で回転させることができる。
【００４６】
また、左後輪軸シャフト４４および右後輪軸シャフト５０に、回転動力を伝達するために、１組のサイド歯車（図示せず）と複数のピニオン（図示せず）とを含む歯車セット（図示せず）を用いてもよい（図１を参照）。プラネットキャリア１４１を、入力軸１７４に、取り外せる程度にしっかりと連結するために、ナットもしくはボルトのような留め具１７６を用いてもよい。
【００４７】
入力軸１７４は、プラネットキャリア１４１の、接合内部のスプライン設定部１７７に、がっちりかみ合う。筐体１３８は、筐体フランジ１７８を含む。また、車軸は、差動装置フランジ１８０を含む差動装置の筐体１７９内で回転できるように、収納される。筐体フランジ１７８と差動装置のフランジ１８０とは、取り外せる程度にしっかりと、複数の留め具１８１を用いて、互いに連結される。
【００４８】
さらに、筐体１３８は、差動装置フランジ１８０の歯車形状１８３と滑るようにかみ合うパイロット形状１８２を有する。これにより、駆動ユニット４０や後車軸４２の様々な構成部品、例えば、入力ピニオン１７２などを共通の中心線「Ｃ」の周りに配置することができる。
【００４９】
太陽歯車シャフト１６１は、筐体１３８内に回転できるように、軸受セット１８４によって、共通の中心線「Ｃ」に沿って、支持される。シャフトシール１８６は、筐体１３８の末端接合をふさぐために用いられる。太陽歯車シャフト１６１の太陽歯車１６２は、複数の遊星歯車１４３にがっちりかみ合う。遊星歯車１４３は、順次、回転できるように内部歯車１４６の、のこぎり歯状の内部表面にかみ合う。
【００５０】
内部歯車１４６は、回転できるように、第１軸受１８８および第２軸受１９０によって、プラネットキャリア１４１の外径に支持される。複数の留め具１９２は、第３ドックリング板１６０を、筐体１３８の一部に取り外せる程度にしっかりと、連結するために用いられる。
【００５１】
図７の共通の中心線「Ｃ」より下側に、駆動ユニット４０が高レンジ（第１モード）もしくは高速モードで作動しているときの状態を示す。また、図７の共通の中心線「Ｃ」より上側に、駆動ユニット４０が低レンジ（第２モード）もしくは低速モードで作動しているときの状態を示す。
【００５２】
高レンジで作動しているとき、変速装置つば部１５０は、第２ドックリング板１５２と第１ドックリング板１４８とが互いにかみ合うように位置が変わる。
【００５３】
この状態では、第２ドックリング外延部１６６は、第１ドックリング外延部１６４のそれぞれとかみ合う。そのため、太陽歯車シャフト１６１を経て受け取られる入力トルクは、遊星歯車１４３を経て、内部歯車１４６に運ばれる。さらに、変速装置つば部１５０からプラネットキャリア１４１に運ばれる。それによって、プラネットキャリア１４１は、入力ピニオン１７２を経て、差動装置４２ａのリングギア（図示せず）に、高レンジのトルクを伝達する。
【００５４】
図７で、共通の中心線「Ｃ」より上側に示されているように、低レンジもしくは低速モードでの作動しているときは、変速装置つば部１５０は、図７に示すように、右に移動される。そのため、第２ドックリング板１５２の外延部１６８は、第３ドックリング板１６０の第３ドックリング外延部１７０のそれぞれとかみ合う。すなわち、第２のドックリング板１５２と第３のドックリング板１６８とが作動可能に連結される。第３ドックリング板１６０は、筐体１３８にしっかりと固定されているので、内部歯車１４６は、変速装置つば部１５０を介して筐体１３８に固定され、回転できない。したがって、太陽歯車シャフト１６１からの回転トルクは、太陽歯車１６２を経由して、遊星歯車１４３に低レンジで運ばれる。また、太陽歯車シャフト１６１からの回転トルクは、直接プラネットキャリア１４１に、低レンジで運ばれる。その結果、プラネットキャリア１４１は太陽歯車１６２に対して１：３といったような所定の速度比で駆動される。
【００５５】
図６に戻るが、エンジン１４からの出力トルクは、変速機１６を経由して、中央差動装置１８へ伝達される。さらに、中央差動装置１８からＰＴＵ２０へ、そして、駆動ユニット４０に伝達される。中央差動装置１８とＰＴＵ２０とは、高レンジと低レンジとの両方のモードで作動する。
【００５６】
高レンジ、もしくは高速作動モードのとき、全輪駆動システム１０は、第１の前輪／後輪割合で、例えば、前輪セット２８に約６７％、ＰＴＵ２０に約３３％といったように、駆動トルクを分割する。前輪セット２８に分配された駆動トルクは、左前輪２６と右前輪３２とのそれぞれにほぼ均等に分割される。高レンジ（第１モード）、もしくは高速作動モードでは、ＰＴＵ２０からのトルクは、プロペラシャフト３４を経由して、駆動ユニット４０に伝達される。ＰＴＵ２０の歯車比は、１：２．７３である。
【００５７】
高レンジ、もしくは高速作動モードでは、変速装置ユニット４０は、移動方向（Ａ方向）にシフトフォーク１５４を移動させる（図６を参照）。第１の割合を乗じた駆動トルクが、プラネットキャリア１４１と入力ピニオン１７２とを経由して、差動装置４２ａのリングギア（図示せず）に出力される。そこで、変速機１６のトルクは、左後輪４６と右後輪５２とにほぼ均等に分配される。
【００５８】
低レンジ、もしくは低速作動モードでは、２速全輪駆動システム１０は第２の前輪／後輪割合で、例えば、前輪セット２８に３８％、ＰＴＵ２０に６２％といったように、駆動トルクを分割する。前輪セット２８に分配された駆動トルクは、左前輪２６と右前輪３２とのそれぞれにほぼ均等に分配される。
【００５９】
低レンジモードでは、変速装置ユニット１４０は移動方向（Ｂ方向）にシフトフォーク１５４を移動させる（図６を参照）。第２の割合を乗じた駆動トルクは、プラネットキャリア１４１と入力ピニオン１７２とを経由して、後輪の差動装置４２ａのリングギア（図示せず）に出力される。そこで、ＰＴＵ２０からのトルクは、左後輪４６と右後輪５２とにほぼ均等に分配される。ＰＴＵ２０の後輪側で、駆動ユニット４０を経由する歯車比を適宜変化させることによって、遊星歯車１４３が歯車減速ユニットして機能する結果、中央差動装置１８は減速装置セットとして、効果的に作用する。この例では、前輪セット２８は変速機１６のトルクの約６７％を受け取り、後輪セット４８は変速機１６のトルクの約１０８％を受け取ることになる。この場合の歯車比を回転動力に乗じることによって、低速モードにすることができる。
【００６０】
次に、本発明の別の実施形態について、図８に基づき、説明する。駆動ユニット４０と同様に、駆動ユニット１９４は、機械コネクター（図示せず）を用いて、ＰＴＵ２０に直接取り付けられる。変速装置ユニット１４０と同様に変速装置ユニット１９６は駆動ユニット１９４上に取り付けられ、変速装置ユニット１４０と同様に作動する。
【００６１】
図８では、概略図でしか示されていないが、駆動ユニット１９４をＰＴＵ２０の取付フランジ（図示せず）に直接かみ合わせるために、筐体フランジ１９８が使用される。駆動ユニット１９４は駆動ユニット４０と同様に作動し、高レンジ／高速作動モード、もしくは低レンジ／低速作動モードのいずれかを提供する。
【００６２】
１変速装置ユニット、もしくは２速装置ユニットとして、動力取出ユニット２０を作動させることができる。例えば、ＰＴＵ２０は、低レンジ全輪駆動作動では、歯車比が１：０．６１の２速作動をし、高レンジ全輪駆動作動では、歯車比が１：２．７３の２速作動をしてもよい。
【００６３】
本発明にかかる２速全輪駆動システム１０は、車輪のスリップ状態に関係なく、全輪駆動車両に高レンジ／高速作動モードおよび低レンジ／低速作動モードの両方を効果的に提供できる。それゆえ、本発明にかかる２速全輪駆動システム１０は重大な動力を損失することなく、また、少なくとも高レンジでは車両の速度制限なく、路上（高レンジ作動）とオフロード（低レンジ作動）との両方で駆動することができる。車両が止まったり、非常に低速で作動したりしているときは、動力伝達の構成部品を保護するために低レンジ作動となる。
【００６４】
また、本発明にかかる全輪駆動システムは、所定の車両速度で高レンジ／高速作動から低レンジ／低速作動に切り変わらないように、もしくは、０以上の車両速度で作動しないように、公知技術である車両速度ロックアウトシステム（図示せず）を備えてもよい。
【００６５】
本発明にかかる駆動ユニットを、全輪駆動車両の動力取出ユニットと後差動装置との間に配置することにより、車両のエンジン区画に余分な配置スペースを空けることができ、全輪駆動車両の２速作動を効果的に行うことが可能である。
【００６６】
図１に示す例では、左後輪軸シャフト４４と右後輪軸シャフト５０とは頑丈な後輪軸アセンブリを形成する。本発明は、図１に示される構成に限定されるものではなく、図示しない独立した車両懸架装置システム（independent suspension system）にも適用することができる。
【００６７】
本発明の説明は事実上、単なる例示に過ぎず、本発明の要点から逸脱しない変種は本発明の範囲に含まれる。そのような変種を、本発明の範囲や精神から逸脱するものと考えるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、例えば、自動車などの車輪の駆動部分に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の２速全輪駆動システムを有する自動車の下面の部分平面図である。
【図２】図１の２速全輪駆動システムの部分斜視図であり、２重の遊星歯車のセットをもつ中央差動装置の構成部品を示す
【図３】本発明の代表的な動力取出ユニットの斜視図である。
【図４】図３の動力取出ユニットの構成部品を示す斜視組立図である。
【図５】後輪差動装置に直接取り付けられた駆動ユニットを示す後車軸組立の斜視図である。
【図６】駆動ユニットの分解組立斜視図である。
【図７】駆動ユニットの断面図である。
【図８】本発明にかかる２速全輪駆動システムの別の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０      ２速全輪駆動システム
１６      変速機
１８      中央差動装置（第１差動装置）
２０      ＰＴＵ（動力取出ユニット）
２８      前輪セット
３４      プロペラシャフト
４０      駆動ユニット（２モード駆動ユニット）
４２ａ    差動装置（第２差動装置）
４８      後輪セット
６０      内部歯車
６２      太陽歯車
６６      プラネットキャリア
６７      遊星歯車
６９      リングギア
７０      太陽歯車
７４      入力歯車
９８      歯車
１００    遊び歯車
１１２    出力歯車
１１４    ハイポイドリングギア
１２２    ハイポイドピニオン歯車
１３４    第１コネクター半端（機械コネクター）
１３６    第２コネクター半端（機械コネクター）
１３８    筐体
１４０    変速装置ユニット（変速装置デバイス）
１４１    プラネットキャリア
１４３    遊星歯車
１４６    内部歯車
１４８    第１ドックリング板
１５０    変速装置つば部
１５２    第２ドックリング板
１６０    第３ドックリング板
１６２    太陽歯車
１７９    筐体
１９４    駆動ユニット（２モード駆動ユニット）
１９６    変速装置ユニット（変速装置デバイス）
【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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