(57)【要約】接続可能なオフロード段のための変速段（２）としての遊星歯車セット及び前車軸と後車軸に駆動トルクを配分するための可変ピッチ遊星歯車セット（３）を有する自動車用四輪駆動トランスファ（１）を説明する。また四輪駆動トランスファ（１）は前車軸と後車軸の間のロックのための制御可能なロッキング装置（４）を有し、ロッキング装置（４）と変速段（２）は制御可能な駆動装置（５）により操作される。駆動装置（５）は駆動軸（６）と２個の被駆動軸（７、８）を有し、第１の被駆動軸（７）は変速段（２）と、第２の被駆動軸（８）はロッキング装置（４）と連動する。駆動装置（６）から送られるトルクは、ロッキング装置（４）又は変速段（２）の操作のための切換え装置（１０）の制御に応じて第１又は第２の被駆動軸（７又は８）に加えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続可能なオフロード段のための変速段としての遊星歯車セットと、前車軸及び後車軸への駆動トルクの配分のための可変ピッチ遊星歯車セットと、前車軸と後車軸の間のロックのための制御可能なロッキング装置を有し、ロッキング装置と変速段が制御可能な駆動装置によって操作される自動車用四輪駆動トランスファにおいて、駆動装置（５）が駆動軸（６）及び２個の被駆動軸（７、８）を有し、第１の被駆動軸（７）が変速段（２）と、第２の被駆動軸（８）がロッキング装置（４）と連動し、駆動軸（６）から送られるトルクがロッキング装置（４）又は変速段（２）の操作のための切換え装置（１０）の制御に応じて第１又は第２の被駆動軸（７又は８）に加えられることを特徴とする四輪駆動トランスファ。
【請求項２】
切換え装置（１０）が電磁継手（３０）を有し、電磁継手（３０）によって駆動軸（６）と第１又は第２の被駆動軸（７又は８）との間に動力伝達が成立することを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項３】
ロッキング装置（４）と変速段（２）が駆動装置（５）によって逐次直動駆動され、１つの位置に保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項４】
駆動軸（６）の反対側の第１の被駆動軸（７）の軸端区域が直動駆動装置（１１）と連動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項５】
直動駆動装置（１１）がボールねじ（１２）及び傾倒可能な駆動体（１３）を有し、ボールねじ（１２）が、第１の被駆動軸（７）と連動し複数個のボール（１４）を有するボールナット（１５）からなり、第１の被駆動軸（７）の回転とともにボールナット（１５）が第１の被駆動軸（７）の軸方向に変位され、駆動体（１３）の傾倒運動を生じさせることを特徴とする請求項４に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項６】
駆動体（１３）の傾倒運動が変速段（２）の作動を生じさせるように、駆動体（１３）が四輪駆動トランスファ（１）のケース（１６）の中に傾倒可能に支承され、同期装置（１７）と連結されていることを特徴とする請求項５に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項７】
駆動軸（６）の反対側の第２の被駆動軸（８）の軸端が変速装置（１８）を介してロッキング装置（４）と連動することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項８】
ロッキング装置（４）が軸方向移動可能な複数個のディスク（２５、２７）を有し、ロッキング装置（４）の内板（２５）が四輪駆動トランスファ（１）の後輪出力軸（２８）と遊転不能に結合され、ロッキング装置（４）の外板（２７）が四輪駆動トランスファ（１）の前輪出力軸（２６）と遊転不能に結合されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項９】
ロッキング装置（４）の調整のために調整歯車（２３）が設けられ、また四輪駆動トランスファ（１）のケース（１６）の中に軸方向移動可能かつ遊転不能に配置された調整部材（２９）がディスク列（２５、２７）と調整歯車（２３）の間に設けられ、調整部材（２９）が調整歯車（２３）に面した側に転動体（６１）の収容のための少なくとも１個の溝（２９Ａ）を有し、溝（２９Ａ）と調整歯車（２３）の調整部材（２９）に面した側の少なくとも１個の凹陥部（２３Ａ）とが一致し、調整歯車（２３）の回転が転動体（６１）の転動及び調整部材（２９）の軸方向運動を生じさせることを特徴とする請求項８に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１０】
変速装置（１８）が、軸（１９）に固着されケース（１６）の中に回転可能に配置された２個の歯車（２０、２１）を有し、第１の歯車（２０）が第２の被駆動軸（８）に固着された平歯車（２２）とかみ合うことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１１】
第２の被駆動軸（８）との連動を生じさせるために、ロッキング装置（４）が調整歯車（２３）の周囲の少なくとも一部に伸びる歯形（２４）を備えていることを特徴とする請求項９又は１０のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１２】
軸（１９）の第２の歯車（２１）が調整歯車（２４）の歯形（２４）とかみ合うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１３】
電磁継手（３０）が軸方向運動及び回転運動可能に構成された連結部材（３１）を有し、連結部材（３１）が駆動軸（６）と遊転不能に結合されており、電磁継手（３０）の通電に応じて駆動軸（６）と第１又は第２の被駆動軸（７又は８）の間に動力伝達を生じさせることを特徴とする請求項２ないし１２のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１４】
駆動軸（６）が被駆動軸（７、８）に面した軸端区域にフランジ状のカラー（３４）を有し、連結部材（３１）の弾性部材（３５）がカラー（３４）に遊転不能に固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１５】
第２の被駆動軸（８）が第１の被駆動軸（７）を取囲む中空軸として形成され、駆動軸（６）に面した第２の被駆動軸（８）の軸端が連結部材（３１）と連動し、電磁継手（３０）の電流遮断状態で駆動軸（６）と第２の被駆動軸（８）の間に遊転不能な結合が生じるが、駆動軸（６）と第１の被駆動軸（７）の間の結合は解除されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１６】
第１の被駆動軸（７）が駆動軸（６）に面した軸端区域にカラー（４５）を有し、電磁継手（３０）の通電状態で連結部材（３１）がカラー（４５）と接触し、駆動軸（６）と第１の被駆動軸（７）の間に遊転不能な結合が生じるが、駆動軸（６）と第２の被駆動軸（８）の間の結合は解除されることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１７】
駆動軸（６）と第１又は第２の被駆動軸（７又は８）との間に遊転不能な結合を形成するために、確実結合又は強制結合がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１８】
駆動装置（５）の負荷緩和のために駆動軸（６）の区域に電磁ブレーキ（４６）が設けられ、電磁ブレーキ（４６）の通電に応じて駆動軸（６）が電磁ブレーキ（４６）により１つの位置に遊転不能に保持されることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の四輪駆動トランスファ。
【請求項１９】
電磁ブレーキ（４６）が、駆動軸（６）と遊転不能に結合され駆動軸（６）の軸方向に移動可能な制動部材（５０）を有し、電磁ブレーキ（４６）の通電状態で制動部材（５０）が駆動軸（６）と電磁ブレーキ（４６）の間に動力伝達を形成することを特徴とする請求項１８に記載の四輪駆動トランスファ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念で詳しく定義された種類の自動車用四輪駆動トランスファに関する。
【０００２】
実際に知られている自動車用四輪駆動トランスファでは、接続可能なオフロード段のための変速段としての遊星歯車セットと、自動車の前車軸と後車軸の間のロックのための制御可能なロッキング装置とが２個の別設のアクチュエータ又は電動モータによって互いに別個に操作される。
【０００３】
ところがオフロード段シフト装置と制御可能なロッキング装置の操作のための装置を備えたこの種の四輪駆動トランスファは、大きな取付け場所を必要とし、燃費の最小化のための重量減少に関する自動車技術の一般的要求に逆行する欠点がある。
【０００４】
オフロード段シフト装置とロッキング装置が共通の駆動装置によって操作される自動車四輪駆動トランスファが米国特許第６，０２２，２８９号明細書に記載されている。その場合多板ロッキング装置として形成されたロッキング装置は駆動装置のアクチュエータによりレバーアームを介して切断位置から締結位置即ち前輪駆動装置と後輪駆動装置をロックする位置に移される。オフロード段シフト装置の操作は、アクチュエータから出る回転運動をオフロード段シフト装置の直動運動又は作動に変換するカム板によって行われる。
【０００５】
この場合ロッキング装置の切断及び締結とオフロード段の接続又は切断はそれに対応するアクチュエータ又は電動モータの回転方向によって行われる。即ち例えば電動モータの右回りがオフロード段を接続位置へ変位させ又は多板ロッキング装置を締結位置へ変位させるのである。オフロード段の切断又は多板ロッキング装置のロック解除は例えば電動モータの左回りによって生じる。
【０００６】
ところがその場合、多板ロッキング装置及びオフロード段シフト装置の操作のために当該の全運転範囲にわたって電動モータの異なる回転方向が必要であるため回転方向の逆転の際にいわゆる切換えガタを引き起こし、このため特に多板ロッキング装置の駆動の制御の際に接触圧力の正確な調整が不十分にしかできないのが欠点である。
【０００７】
また多板ロッキング装置の締結時又は締結位置でのディスクの押し付けがレバーのたわみにより正確に確定できないことが欠点である。ディスクを押し付けるときに多板ロッキング装置にかかるアクチュエータの駆動エネルギーの一部がレバーの変形によって損失エネルギーとして消費され、押し付けとアクチュエータ又はその駆動軸の回転角との間の正確な関連がもはや与えられないからである。
【０００８】
そこで本発明の課題は、所要の取付け場所が少なく、四輪駆動トランスファのオフロード段シフト装置とロッキング装置の正確な操作を行うことができる自動車用四輪駆動トランスファを提供することである。
【０００９】
本発明によればこの課題は請求項１の特徴に基づく装置によって解決される。
【００１０】
本発明に係る四輪駆動トランスファによってロッキング装置とオフロード段シフト装置の操作が単一の駆動装置によって実現されるから、製造費と部品数が具合よく減少される。コンパクトで摩耗の少ない構造が可能であるため取付け場所と重量のみならず、必要な部品の減少によりコストも節減されることが好都合である。
【００１１】
ロッキング装置と、接続可能なオフロード段のための変速段の役割をする遊星歯車セットのカップリングとを共通の駆動装置で操作し、駆動装置の駆動軸のトルクをロッキング装置又は変速段の操作のための切換え装置の制御に応じて駆動装置の第１の駆動軸又は第２の駆動軸にそれぞれ加えることによって、ロッキング装置とオフロード段シフト装置の交互操作の制御と調整のための手数が大幅に簡素化される。この利点は、唯一の機械例えば駆動装置の電動モータが駆動トルクを発生し、駆動軸から２つの被駆動軸の一方に駆動トルクを導く切換え装置だけを制御することから生まれるのである。
【００１２】
発明のその他の利点と有利な実施形態は従属請求項により、また図面を参照して概要を説明した実施例により明らかである。
【００１３】
図１を参照すれば、接続可能なオフロード段のための変速段としての第１の遊星歯車セット２及び前車軸と後車軸に駆動トルクを配分するための可変ピッチ式の第２の遊星歯車セット３を有する自動車用四輪駆動トランスファ１の概略図が示されている。また四輪駆動トランスファ１は前車軸出力伝達経路と後車軸出力伝達経路とをロックするための制御可能なロッキング装置４を有する。ロッキング装置４と変速段２は制御可能な駆動装置５によって操作される。
【００１４】
駆動装置５は駆動軸６と２個の被駆動軸７、８を有し、第１の被駆動軸７は変速段２と、第２の被駆動軸８はロッキング装置４と連動する。駆動軸６は同時に駆動装置５の電動モータ９の出力軸であり、電動モータ９の運転時にトルクを伝達する。このトルクはロッキング装置４又は変速段２のための駆動装置５の切換え装置１０の制御に応じて、駆動軸６から第１の被駆動軸７又は第２の被駆動軸８に伝えられる。
【００１５】
駆動軸６の反対側の第１の被駆動軸７の軸端は直動駆動装置１１と連動する。直動駆動装置１１はボールねじ１２と傾倒可能な駆動体１３を有する。ボールねじ１２は第１の被駆動軸７のスピンドル状に形成された区域と係合する複数個の球１４を有するボールナット１５からなり、第１の被駆動軸７の回転とともにボールナット１５が軸方向に変位させられ、駆動体１３の傾倒運動を引き起こす。なお図示の構造では電動モータ９の左回りでボールナット１５が第１の被駆動軸７の軸方向に駆動装置５に向かって移動され、電動モータ９の右回りで逆方向に変位させられる。
【００１６】
駆動体１３は四輪駆動トランスファ１のケース１６に傾倒可能に支承され、変速段２の同期装置１７と連結されている。駆動体１３の傾倒運動は同期装置１７の切換えスリーブの直動運動を生じる。
【００１７】
もちろん当業者は代替構造で、ここに示す駆動体１３の代わりに直動駆動装置と剛結された傾倒不能なフォークを設けることもできる。
【００１８】
駆動軸６の反対側の第２の被駆動軸８の軸端は変速装置１８を介してロッキング装置４と連動する。変速装置１８は軸１９に固着されており、ケース１６に回転可能に配置された歯車２０、２１を有する。軸１９の第１の歯車２０は第２の被駆動軸８に固着した平歯車２２とかみ合う。
【００１９】
ロッキング装置４は調整歯車２３を有する。調整歯車２３はその周囲の一部に伸びる歯形４を備えており、軸１９の第２の歯車２１とかみ合う。
【００２０】
またロッキング装置４は軸方向移動可能な複数個のディスクを有し、ロッキング装置４の内板２５は四輪駆動トランスファ１の後輪出力軸２８と遊転不能に結合され、ロッキング装置４の外板２７は四輪駆動トランスファ１の前輪出力軸２６と遊転不能に結合される。
【００２１】
四輪駆動トランスファ１のケース１６に軸方向移動可能かつ遊転不能に配置された円板状の調整部材２９がディスク列２５、２７と調整歯車２３の間に設けられ、その調整歯車２３に面した側にうずまき状に形成された溝２９Ａを有し、溝２９Ａの深さは傾斜軌道のように最大深さ点に至るまで次第に増加する。さらに調整歯車２３は調整部材２９に面した側に調整部材２９の溝２９Ａに対応するうずまき状の凹陥部２３Ａを有する。調整歯車２３と調整部材２９の間で転動体６１が溝２９Ａと凹陥部２３Ａに案内される。
【００２２】
調整歯車２３は調整部材２９及びその間に配置された転動体又は球６１とともにボールソケット機構を構成する。その場合調整歯車２３の回転が溝２９Ａと凹陥部２３Ａの中の転動体６１の転動及び調整部材のディスク列２５、２７寄りの軸方向運動を、また調整歯車２３が軸方向に固定されている場合はディスク列２５、２７から遠のき側への軸方向運動を生じさせる。駆動装置５から出る駆動トルクが変速装置１８を経て調整歯車２３に伝達されることによって、調整歯車２３の回転が生じる。
【００２３】
柔軟性の乏しい部材が使用されるこの構造は、ヒステリシスが小さい極めて有利な履歴挙動が特徴であり、このため多板ロッキング装置４の極めて精密な調整が可能である。
【００２４】
駆動装置５の切換え装置１０は電磁継手３０を有する。電磁継手３０によって駆動軸６と第１の被駆動軸７又は第２の被駆動軸８の間に動力伝達が成立する。動力伝達を形成するために、電磁継手３０は軸方向運動及び回転運動可能に構成された連結部材３１を備えている。連結部材３１は駆動軸６と遊転不能に結合され、電磁継手３０の通電に応じて駆動軸６と第１の被駆動軸７又は第２の被駆動軸８との間に動力伝達を生じさせる。
【００２５】
電動モータ９の作動時に駆動軸６と第１の被駆動軸７の間に動力伝達を成立させるために電磁継手３０を制御するとき、オフロード段が未接続で電動モータが左回りならば、直動駆動装置１１によりオフロード段シフト装置２が作動され、その結果ボールねじ１２が第１の被駆動軸７の軸方向に移動され、その際駆動体１３の傾倒運動が同期装置１７の切換えスリーブの直動運動をもたらす。駆動軸６と第１の被駆動軸７の間に動力伝達が成立していれば、電動モータ９の右回りで同期装置１７の切換えスリーブが直動駆動装置１１により再び図１に示す中立位置に戻される。
【００２６】
これに対して駆動軸６と第２の被駆動軸８の間に動力伝達が生じるように電磁継手３０が制御されると、駆動軸６から第２の被駆動軸８に伝達される電動モータ９の駆動トルクが調整歯車２３の回転を生じさせる。一方、この回転は締結されるロッキング装置４の調整部材２９の、ディスク列２５、２７の方向への直動運動をもたらす。
【００２７】
駆動軸６と第２の被駆動軸８の間の動力伝達が解消され又は電動モータ９が遮断されると、ロッキング装置４の詳しく図示しないばね装置がディスク列２５、２７に復元力を働かせ、ロッキング装置４の切断のために調整歯車２３の方向への調整部材２９の直動運動を生じさせる。
【００２８】
多板ロッキング装置４がもっぱら電動モータ９の運動方向又は回転方向によって切断位置から締結又はロック位置に移されるから、僅かな制御費用で済む利点がある。
【００２９】
前輪出力軸２６と後輪出力軸２８を互いにロックしようとするときは、ロッキング装置４を駆動装置５により締結し、続いて電動モータ９により必要なかぎりロック位置に保持する。ロッキング装置４のロック作用を再び解消しようとするときは、第２の被駆動軸８と駆動軸６の間の動力伝達を電磁継手３０により解消するか又は電動モータ９を遮断する。その際ロッキング装置４のばね装置が前述のように調整部材２９に対して後輪出力軸２８の軸方向に作用する。調整部材２９の溝２９Ａと調整歯車２３の凹陥部２３Ａを形成し、その間に転動体又は球６１が配置したことによって、調整歯車２３が回転させられ、ロッキング装置４が切断される。
【００３０】
図２は単独の駆動装置５及び直動駆動装置１１を示し、直動駆動装置１１の機能とボールねじ１２の軸方向変位に基づく駆動体１３の傾倒運動を説明するためのものである。駆動体１３は回転中心３２で回転し得るようにケース１６に支承され、第１の被駆動軸７に面した端部がボールねじ１２と回転可能に結合されている。ボールねじ１２の反対側の駆動体１３の端部は図１に示した同期装置１７と結合されており、回転中心３２の周りに回転すると同期装置１７のスライドスリーブの直動運動が生じる。その場合ボールねじ１２の反対側の駆動体１３の端部は第１の被駆動軸７の軸方向に向かって偏らされる。その結果同期装置１７のスライドスリーブを変位させ、オフロード段が接続又は切断される。
【００３１】
図３は単独の駆動装置５を示す。被駆動軸７、８に面した駆動軸６の軸端区域にフランジ状のカラー３４が形成されており、この場合板ばね又はダイヤフラムスプリングとして形成された連結部材３１の弾性部材３５がカラー３４に遊転不能に固定されている。
【００３２】
本例でフランジ状カラー３４は駆動軸６に固着された中空円筒形部材３６と一体に形成され、中空円筒形部材３６と駆動軸６の結合部は被駆動軸７、８の反対側の中空円筒形部材３６の端部区域及び被駆動軸７、８に面した駆動軸６の軸端区域に設けられている。中空円筒形部材３６は駆動軸６の軸方向に伸びており、第１の被駆動軸７が中空円筒形部材３６の中心穴に入り込む。フランジ状カラー３４及び中空円筒形部材３６に作用する半径方向力を受けるためのころ軸受３８が第１の被駆動軸７と中空円筒形部材３６の間に配置されている。
【００３３】
中空円筒形部材３６及び第１の被駆動軸７と中空円筒形部材３６の間のころ軸受３８の配置又は構造は、部材の相互の正確な位置決めと駆動装置５のコンパクトな構造を保証する。
【００３４】
電磁継手３０の構造を見ると、電磁継手３０はＵ字形横断面の環状磁石体４１の中に配置された一体鋳造コイル３９を有する。
【００３５】
弾性部材３５及びＬ形横断面の環状案内部材４２に加えて連結部材３１が形成されている。案内部材４２は電磁継手３０の磁石体４１の上で回転し、かつ駆動軸６の軸方向に移動し得るように構成されている。駆動軸６の回転運動が中空円筒部材３６、弾性部材１０、さらには案内部材４２に伝達され、かつ案内部材４２によって遂行されるように、案内部材４２の案内が磁石体４１の上に形成されている。
【００３６】
横断面が少なくとも近似的にＵ形に形成された環状伝動部材４３が案内部材４２に固定され、案内部材４２と伝動部材４３は電磁継手３０の接極子をなす。電磁継手３０の通電状態で案内部材４２と伝動部材４３は、弾性部材３５の可逆的変形によって発生する保持力に抗して、２つの被駆動軸７、８の方向へ磁石体４１の案内に沿って駆動軸６の軸方向に移動させられる。
【００３７】
第２の被駆動軸８は第１の被駆動軸７を取囲む中空軸として形成され、駆動軸６に面した軸端は電磁継手３０の電流遮断状態で駆動軸６と第２の被駆動軸８の間に遊転不能な結合が生じるように、連結部材３１又は伝動部材４３の歯と連動させられる。伝動部材４３の歯は伝動部材４３の全周に伸びる内歯として形成され、駆動軸６に面した第２の被駆動軸８の漏斗状に広がる軸端に形成された歯形とかみ合う。
【００３８】
伝動部材４３と第２の被駆動軸８の間の確実結合の代わりに、強制拘束的結合例えば２つの摩擦面による摩擦結合を設けることは、もちろん当業者の裁量にゆだねられる。さらに上記の歯の代わりに、別の適当な種類の確実結合によって遊転不能な結合を形成することもできる。
【００３９】
第１の被駆動軸７は駆動軸６に面する軸端区域にカラー４５を備えており、電磁継手３０の通電状態で連結部材３１又は伝動部材４３がカラー４５と接触し、駆動軸６と第１の被駆動軸７の間に遊転不能な結合が生じ、駆動軸６から伝達された駆動トルクが連結部材３１を経て第１の被駆動軸７に伝達される。
【００４０】
図３の構造によれば第１の被駆動軸７のカラー４５は、プレスばめにより第１の被駆動軸７と結合された別個のフランジ状部材として形成されている。しかしカラー４５を場合によっては被駆動軸７と一体に結合すること、及び第１の被駆動軸７とカラー４５の間に別の強制拘束的又は確実拘束的な−いずれにせよ遊転不能な−結合を設けることは、当業者の自由裁量にゆだねられる。
【００４１】
電磁継手３０の通電状態で連結部材３１又は案内部材４２と伝動部材４３は電磁継手３０の一体鋳造コイル３９が発生する電界によってカラー４５に軸方向に押し付けられ、伝動部材４３の歯が第２の被駆動軸８の歯形とのかみ合いを解かれる。こうして電磁継手３０の通電状態で駆動軸６と第２の被駆動軸８の結合が解除され、伝動部材４３とカラー４５の間に摩擦拘束が成立するから、連結部材３１を介して駆動軸６と第１の被駆動軸７の間に動力伝達が生じる。
【００４２】
電磁継手３０の電流遮断状態で伝動部材４３と案内部材４２は、電磁継手３０の通電状態のときに弾性部材３５に供給された潜在的エネルギーによって駆動軸６の軸方向にカラー４５から電磁継手３０のコイル３９側へ移動させられる。その際伝動部材４３とカラー４５の間の摩擦結合が解除され、伝動部材４３の歯４４が再び第２の被駆動軸８の歯形とかみ合う。
【００４３】
駆動装置５の負荷緩和のために駆動軸６の区域に電磁ブレーキ４６が設けられている。電磁ブレーキ４６の通電に応じて駆動軸６は電磁ブレーキ４６により１つの位置に遊転不能に保持される。電磁ブレーキ４６は一体鋳造コイル４７を有する。コイル４７はＵ形横断面で形成された環状の磁石体４９の中に配置されている。
【００４４】
さらに電磁ブレーキ４６は、駆動軸６に対して遊転不能だが駆動軸６の軸方向に移動可能な制動部材５０を具備する。電磁ブレーキ４６の通電状態で制動部材５０は駆動軸６と電磁ブレーキ４６の間に動力伝達を形成する。電磁ブレーキ４６の電流遮断状態で制動部材５０は、電磁ブレーキ４６のコイル４７及び磁石体４９に対して駆動軸６の軸方向に引き離して配置されている。電磁ブレーキ４６の制動部材５０と磁石体４７が接触し、かつ磁石体４９が駆動装置５のケース５１の中に固定されているので、駆動装置５が駆動トルク又は逆トルクを加えなくても、駆動軸６は伝達されるトルクにより所望の定位置に保持される。
【００４５】
伝達されるトルクは、電磁継手３０の位置に応じて第１の被駆動軸７又は第２の被駆動軸８もしくは多板ロッキング装置４又は変速段２から駆動軸６に作用する。２つの被駆動軸７、８もしくは一方の被駆動軸７又は８に伝達されるトルクに対抗する逆トルクを駆動装置５から作用させようとする場合は、駆動装置５の電動モータ９に持続的に通電すればよい。ところが逆トルクの維持のために必要な電動モータ９の持続的通電は多量のエネルギー使用を必要とし、駆動装置５の望ましくない温度上昇をもたらすから、これは望ましくない。このことは電磁ブレーキ４６の使用によって見事に回避される。
【００４６】
電磁ブレーキ４６の通電態から遮断状態へ移行するときに電磁ブレーキ４６の制動部材５０と磁石体４９の間の摩擦結合を確実に解除するために、駆動軸６の軸フランジ５２と制動部材５０の間に別の弾性部材５３が設けられている。電磁継手４６の通電状態で制動部材５０が軸方向に変位することにより、弾性部材５３は可逆的変形を生じ、潜在的ばねエネルギーを蓄積する。電磁ブレーキ４６が遮断状態に移行すると、蓄積されたエネルギーは制動部材５０を電磁ブレーキ４６の磁石体４９から引き離して制動部材５０の休止位置へ軸方向に変位させる。軸フランジ５２はプレスばめにより駆動軸６に固着され、駆動軸６の段差部５４により駆動軸６の軸方向に固定されている。
【００４７】
電磁継手３０は電磁ブレーキ４６と同じくマウント４１を介して駆動装置５のケース５１に固定され不動に配置されている。電磁継手３０と電磁ブレーキ４６の構造は基本的に同様であるが、発生する電磁界は周囲の部材に対して異なる影響を及ぼす。即ち電磁継手３０の電磁界は連結部材３１の反発を生じるが、これに対して電磁ブレーキ４６の電磁界は電磁ブレーキ４６の接極子をなす制動部材５０を吸引する。磁石体４１、４９は電磁界を最適に形成することができるように鉄製である。
【００４８】
駆動軸６は玉軸受５５を介してケース５１に支承される。玉軸受５５は駆動軸６に作用する軸方向力を吸収する。第２の被駆動軸８も同じく玉軸受５８を介してケース５１に回転可能に支承され、第１の被駆動軸７はころ軸受３８を介して中空円筒形部材３６の中に、また２個の別のころ軸受５７Ａ、５７Ｂ及び補助玉軸受５６を介して第２の被駆動軸８の中に支承される。
【００４９】
本例で駆動装置５は四輪駆動トランスファ１のケース１６に固定された別個のケース５１を有する。駆動装置５をトランスファケース１６の外部に配置したことによって、例えばケースにケーブルシールを設けないで済むので駆動装置５の簡単な構造が可能であり、また簡単な組立が可能である。
【００５０】
しかし四輪駆動トランスファの別の実施形態でそれぞれの用途に応じて駆動装置５を特別のケースなして四輪駆動トランスファのケースに組込むことは当業者の随意である。
【００５１】
図４は駆動装置５又は電動モータ９の制御範囲の極めて図式化した図を示す。零位点“０”から出る矢印付きの水平線は、電動モータ９の２つの回転方向を表す。“０”で示す動作点で電動モータ９は停止している。この点から出発して動作点Ｈ（“ｈｉｇｈ”）の方向へ角αの回転又は点Ｌ（“Ｌｏｗ”）の方向へ角−αの逆回転が行われる。点Ｌ及びＨは、電磁継手３０の切換えが今まさに行われる連結点を記号で表したものである。
【００５２】
停止を表示する動作点“０”と連結点Ｌ又はＨとの間の領域は第１の被駆動軸７の制御範囲である。連結点Ｌ、Ｈで第２の被駆動軸８の制御に切換えられる。第２の被駆動軸８の制御範囲は図４で明らかな制御範囲５９、６０に直接接続する。
【００５３】
この制御範囲５９、６０で多板ロッキング装置４のロックが制御され、その際方向“＋α”では多板ロッキング装置４の能動的制御が行なわれ、方向“−α”では調整歯車２３、転動体６１及び調整部材２９からなる調整系が作動する。その場合連結点Ｌ又はＨに到達した後に直ちに第２の被駆動軸８の制御が空転領域なしで始まることが特に有利である。
【００５４】
また別の実施形態では、いつ連結点Ｌ又はＨに到達したかを信号する変位センサをボールねじ１２の区域に配置することができる。こうして所属の電子制御ユニットは第２の被駆動軸８の操作を直ちに開始し得ることを認識することができる。
【００５５】
四輪駆動トランスファの図示の実施形態では多板ロッキング装置の駆動部とオフロード段操作の駆動部を切り離すことによって、制御技術的に取り扱いが簡単な１象限制御範囲が生じる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
オフロード段シフト装置と多板ロッキング装置を備えた本発明の自動車四輪駆動トランスファの概略図である。
【図２】
オフロード段シフト装置のための直動駆動装置と連動する図１の四輪駆動トランスファの駆動装置の簡単な図である。
【図３】
単独の電磁継手及び電磁ブレーキを有する図１及び図２の駆動装置の半截断面図である。
【図４】
駆動装置の制御範囲の極めて図式化した図である。
【符号の説明】
１　四輪駆動トランスファ
２　変速段
３　第２の遊星歯車セット
４　ロッキング装置又は多板ロッキング装置
５　駆動装置
６　駆動軸
７　第１の被駆動軸
８　第２の被駆動軸
９　電動モータ
１０　切換え装置
１１　直動駆動装置
１２　ボールねじ
１３　駆動体
１４　球
１５　ボールナット
１６　四輪駆動トランスファのケース
１７　同期装置
１８　変速装置
１９　軸
２０、２１　歯車
２２　第２の被駆動軸の平歯車
２３　調整歯車
２３Ａ　凹陥部
２４　歯形
２５　内板
２６　前輪出力軸
２７　外板
２８　後輪出力軸
２９　調整部材
２９Ａ　溝
３０　電磁継手
３１　連結部材
３２　回転中心
３４　フランジ状カラー
３５　弾性部材
３６　中空円筒形部材
３７　中心穴
３８　ころ軸受
３９　電磁継手の一体鋳造コイル
４１　電磁継手の磁石体
４２　案内部材
４３　伝動部材
４４　伝動部材の歯
４５　カラー
４６　電磁ブレーキ
４７　電磁ブレーキの一体鋳造コイル
４９　電磁ブレーキの磁石体
５０　制動部材
５１　ケース
５２　駆動軸の軸フランジ
５３　弾性部材
５４　駆動軸の段差部
５５、５６　玉軸受
５７Ａ、５７Ｂ　ころ軸受
５８　玉軸受
５９、６０　制御範囲
６１　転動体、球
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004514587.tif 000036
【国際調査報告】
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2004514587.tif 000038
2004514587.tif 000039
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