(57)【要約】  車軸接続解除装置は、勾配が配置されたカムシリンダを備える。第１のクラッチ要素は、少なくとも部分的にカムシリンダ内に配置される。第１のクラッチ要素は第１の内径および第２の内径を含み、第２の内径は第１の内径より大きく、第２の内径はスプライン部分を含む。第１の付勢部材および第２の付勢部材は第１のクラッチ要素の周りに配置され、カムシリンダの一部は第１の付勢部材および第２の付勢部材の間に係合される。中間シャフトが第１のクラッチ要素内に配置され、第１のクラッチ要素と常にスプライン係合している。第２のクラッチ要素は、中間シャフトと同軸に配置されるハーフシャフトに連結される。第２のクラッチ要素は、第１のクラッチ要素のスプラインと選択的に係合するスプラインを含む。
2018532087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
勾配が配置されたカムシリンダと、
少なくとも部分的に前記カムシリンダ内に配置された第１のクラッチ要素であって、前記第１のクラッチ要素が第１の内径および第２の内径を含み、前記第２の内径は前記第１の内径より大きく、前記第２の内径はスプライン部分を含む、第１のクラッチ要素と、
前記第１のクラッチ要素の周りに配置された第１の付勢部材と、
前記第１のクラッチ要素の周りに配置された第２の付勢部材であって、これによって、前記カムシリンダの一部が前記第１の付勢部材と前記第２の付勢部材との間で係合される、第２の付勢部材と、
少なくとも部分的に前記第１のクラッチ要素内に配置され、前記第１のクラッチ要素と常に噛み合うスプライン部分を備える、中間シャフトと、
前記中間シャフトと同軸に配置されたハーフシャフトと、
前記ハーフシャフトに連結された第２のクラッチ要素とを備え、
前記第２のクラッチ要素は、前記第１のクラッチ要素のスプライン部分と選択的に係合するスプラインを有する、
車軸接続解除装置。
【請求項２】
ハウジングと、
前記ハウジングに連結されたベアリングを含むカム従動子と、前記ベアリングに連結された第１の端、および前記勾配に配置された第２の端を有するピンと
を備える、請求項１に記載の車軸接続解除装置。
【請求項３】
ハウジングと、
前記ハウジングに連結された第１の端、およびベアリングに連結された第２の端を有するピンを含むカム従動子とを備え、前記ベアリングが前記勾配内に配置された、
請求項１に記載の車軸接続解除装置。
【請求項４】
前記勾配が、前記勾配の端に折り返しを備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項５】
前記勾配が、
前記勾配の第１の端における第１の折り返しと
前記勾配の第２の端における第２の折り返しとを備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項６】
前記勾配が、
前記勾配の第１の端における第１の減速ステージと、
前記勾配の第２の端における第２の減速ステージとを備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項７】
前記勾配が、
第１のステージと、
第２のステージとを備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項８】
前記カムシリンダが、
前記カムシリンダの外面に配置された複数のスプラインを備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項９】
前記第１のクラッチ要素の外面の周りに摺動可能に配置され、前記カムシリンダの第１の部分に当接する第１のスラストワッシャと、
前記第１のクラッチ要素の一部によって画定されるスラスト面と、
前記第１のスラストワッシャに当接する前記第２の付勢部材の第１の端と、前記スラスト面に当接する前記第２の付勢部材の第２の端とを備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１０】
前記第１のクラッチ要素の外面における溝に配置される第１のスナップリングと、
前記第１のクラッチ要素の外面の周りに摺動可能に配置され、前記カムシリンダの第２の部分に当接する第２のスラストワッシャと、
前記第１のスナップリングに当接する前記第１の付勢部材の第１の端と、前記第２のスラストワッシャと当接する前記第１の付勢部材の第２の端とを備える、
請求項９に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１１】
動力源と、
前記動力源と駆動可能に接続される駆動ギアと、
前記カムシリンダに配置される複数のスプラインであって、これによって、前記カムシリンダが前記駆動ギアに駆動可能に接続される、複数のスプラインとを備える、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１２】
ハウジングと、
前記ハウジングおよび、前記カムシリンダの少なくとも一部の間に配置されたブッシングとを備える、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１３】
前記第１のクラッチ要素の少なくとも一部が前記カムシリンダと同心であり、
前記中間シャフトの少なくとも一部が前記第１のクラッチ要素と同心であり、
前記第１の付勢部材の少なくとも一部が前記第１のクラッチ要素と同心であり、
前記第２の付勢部材の少なくとも一部が前記第１のクラッチ要素と同心である、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１５年１０月２７日に出願された米国特許仮出願第６２／２４６，８６０号、および、２０１５年１０月２７日に出願された米国特許仮出願６２／２４６，９８５号の利益を主張し、それらはそれぞれ、参照によって全体として本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は車両の駆動系に関し、具体的には駆動系高速接続解除装置に関する。総輪駆動（"ＡＷＤ"）車両において、一次車輪セットは車両の動力源に継続的に接続され得、二次車輪セットは駆動系接続解除装置を介して車両の動力源に選択的に接続される。
【０００３】
従来、ＡＷＤ車両は低い燃料効率のために、二輪駆動車両と比較して不利となっていた。二次車輪セットが動力源と駆動係合していないときでさえも、従来の駆動系は、車速で二次駆動車軸を連続的に回転する必要があった。従って、従来のＡＷＤ車両は、単一の駆動車軸のみを備える車両と比較して、エネルギーを失い、燃料効率が低くなるであろう。
【０００４】
典型的な駆動系接続解除装置が、二次車輪セットの多くの駆動系部品を接続解除すべく利用され、それによってＡＷＤ車両の燃料効率を改善する。しかしながら、典型的な駆動系装置は、それらの、二次車輪セットの駆動系部品を急速に接続および接続解除するための能力が不十分である。
【０００５】
本明細書の開示は、二次駆動系のコンポーネントを効率的に接続および接続解除する装置およびシステムを説明する。
【発明の概要】
【０００６】
車軸接続解除装置は、勾配（ｒａｍｐ）が配置されたカムシリンダを備える。第１のクラッチ要素は、少なくとも部分的にカムシリンダ内に配置される。
【０００７】
第１のクラッチ要素は第１の内径および第２の内径を含み、第２の内径は第１の内径より大きい。第２の内径はスプライン部分を含む。第１の付勢部材および第２の付勢部材は第１のクラッチ要素の周りに配置され、カムシリンダの一部は第１の付勢部材および第２の付勢部材の間に配置される。中間シャフトは第１のクラッチ要素内に位置し、第１のクラッチ要素とスプラインを形成する。第２のクラッチ要素は、中間シャフトと同軸に配置されたハーフシャフトに連結される。第２のクラッチ要素は、第１のクラッチ要素のスプラインと選択的に係合するスプラインを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
添付の図面は、明細書の一部として本明細書に組み込まれる。本明細書に説明される図面は、本開示の主題の実施形態を示し、本開示の選択された複数の原理および教示の例示であり、それらのすべての可能な実装例を示すものではない。図面は、いかなる形でも本開示の範囲を限定することを意図したものではない。
【０００９】
【図１Ａ】本開示の主題の実施形態による、ＡＷＤ車両駆動系の概略図である。
【００１０】
【図１】本開示の主題の実施形態による、ＡＷＤ車両駆動系の概略図である。
【００１１】
【図２】本開示の主題の実施形態による、係合解除位置におけるクラッチを備える駆動系高速接続解除装置の一部の図である。
【００１２】
【図３】係合位置においてクラッチを備える、図２による駆動系高速接続解除装置の一部の図である。
【００１３】
【図４】図２による駆動系高速接続解除装置のカム従動子の実施形態を示す。
【００１４】
【図５】図２による駆動系高速接続解除装置のカム従動子の実施形態を示す。
【００１５】
【図６】抗力がカムシリンダに加えられた係合解除位置においてクラッチを備える場合の、図２による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【００１６】
【図７】抗力がカムシリンダに加えられた係合位置においてクラッチを備える場合の、図２による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【００１７】
【図８】クラッチ係合が妨げられた係合位置においてカムシリンダを備える場合の、図２による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【００１８】
【図９】クラッチ係合解除が防止された係合解除位置においてカムシリンダを備える場合の、図２による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【００１９】
【図１０】本開示の主題の実施形態による、係合位置においてクラッチを備える駆動系高速接続解除装置の一部の図である。
【００２０】
【図１１】係合解除位置においてカムシリンダを備える、図１０による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【００２１】
【図１２】本開示の主題の実施形態による、係合解除位置においてクラッチを備える駆動系高速接続解除装置の一部の図である。
【００２２】
【図１３】ツーステージ勾配を備える、図１０による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【００２３】
【図１４】本開示の主題の実施形態による、係合解除位置においてクラッチを備える駆動系高速接続解除装置の一部の図である。
【図１５】図１４のカムシリンダの実施形態を示す。
【図１６】図１５のカムシリンダの別の図を示す。
【図１７】図１４による駆動系高速接続解除装置の一部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、そうではないと明示的に規定された場合を除いて、様々な代替的な方向および段階の順番を仮定し得ると理解されるべきである。添付の図面に示され、以下の明細書に説明された特定のデバイス、アセンブリ、システムおよびプロセスは、本明細書に定義された発明的概念の例示的な実施形態にすぎないことも、また理解されるべきである。したがって、開示された実施形態に関する特定の寸法、方向、または他の物理的特性は、明示的に反対のことが述べられない限り、限定的であるとみなされるべきではない。また、そうでない場合もあるが、本明細書に説明された様々な実施形態における同様な要素は、本願のこのセクション内における同様な参照番号で一般に称され得る。
【００２５】
駆動系高速接続解除装置２００、４００、５００の特定の実施形態が、総輪駆動（"ＡＷＤ"）駆動系アセンブリによって利用される。しかしながら、高速接続解除装置２００、４００、５００は、本明細書に説明される駆動系アセンブリによる使用には限定されない。高速接続解除装置２００、４００、５００は、他の形状、寸法、方向および設計の駆動系アセンブリによって利用され得るが、それらに限定されない。さらに、これらの実施形態が、工業、機関車、軍事、および航空宇宙の用途、ならびに、消費者、電気、および自律的または半自律的車両における用途を有し得ることが、当業者によって理解されるであろう。
【００２６】
実施形態において、図１Ａに示されるように、高速接続解除装置２００、４００、５００は、横断方向動力源１０４Ａと共に駆動系配置１０２Ａを備えるＡＷＤ車両１００Ａにおいて利用され得る。動力源１０４Ａは、内燃エンジンまたは電気モータであり得るが、それらに限定されない。加えて、駆動系配置１０２Ａは、動力源１０４Ａに駆動可能に接続される入力と、差動機構１０７Ａに駆動可能に接続される出力とを備える、トランスミッション１０５Ａを含み得る。差動機構１０７Ａは、一次車輪セット１１０Ａに駆動可能に接続される。駆動系配置１０２Ａは、トランスミッション１０５Ａの出力に駆動可能に接続され、二次車輪セット１１２Ａに選択的に駆動可能に接続される動力伝達ユニット１０６Ａもまた含み得る。動力伝達ユニット１０６Ａは、高速接続解除装置２００、４００、５００をさらに備み得る。後部駆動ユニット１０８Ａにおけるクラッチ１０８Ｂに連結して利用されるとき、高速接続解除装置２００、４００、５００は、ＡＷＤ機能が必要とされないときにＡＷＤ駆動系部品と接続解除することによって、燃費の改善を提供する。
【００２７】
図１に示されるように、別の実施形態において、高速接続解除装置２００、４００、５００は、長手方向動力源１０４を有する駆動系配置１０２を備えるＡＷＤ車両１００において利用され得る。この実施形態において、高速接続解除装置２００、４００、５００は、前部車軸接続解除ともまた呼ばれることがある。動力源１０４は、内燃エンジンまたは電気モータであり得るが、それらに限定されない。駆動系配置１０２は、動力源１０４に駆動可能に接続される入力と、伝達ケース１０６に駆動可能に接続される出力とを備えるトランスミッション１０５も、また含み得る。伝達ケース１０６は、後部駆動ユニット１０８に連続的に駆動可能に接続される出力と、前部駆動ユニット１０７に選択的に駆動可能に接続される第２の出力とを含む。前部駆動ユニット１０７は、一次車輪セットと高速接続解除装置２００、４００、５００とに駆動可能に接続される差動機構を含む。伝達ケース１０６におけるクラッチに連結して利用されるとき、高速接続解除装置２００、４００、５００は、ＡＷＤ機能が必要とされないときにＡＷＤ駆動系部品と接続解除することによって、燃費の改善を提供する。
【００２８】
図２に示されたように、実施形態において、高速接続解除装置２００は、ブラシ直流電気モータなどの、しかしそれに限定されない、高速度低トルク動力源２１０を含む。動力源２１０は、ピニオン２１５がその端に連結された、出力シャフト２１２を有し得る。ピニオン２１５は、遊びギア２２０と駆動係合し得、遊びギア２２０は、カムシリンダ２４０に配置された複数のスプライン２４５と駆動係合し得る。遊びギア２２０は、本明細書では駆動ギアともまた呼ばれ得る。実施形態において、追加のギア（図示せず）が、所望の減速率を得るように、および／または、動力源２１０の具体的な位置決めを可能とするように、動力源２１０およびカムシリンダ２４０の間に動作可能に接続され得る。
【００２９】
カムシリンダ２４０は、実質的に円筒形の、線形作動構造であり得る。実施形態において、スプライン２４５は、カムシリンダ２４０の第１の端部２４０Ａの外面に配置され得る。スプライン２４５は、遊びギア２２０との係合を妨害することなく、カムシリンダ２４０の完全に線形である作動を可能とさせるように、長手方向に延在し得る。カムシリンダ２４０の完全に線形である作動は、径方向にそこを通って配置される勾配２６０によって定められ得る。勾配２６０は、それぞれの端に折り返し２６０Ａおよび２６０Ｂを備えるシングルステージ勾配を備え得るが、それに限定されない。他の実施形態において、勾配２６０は複数のステージを備え得る。カムシリンダ２４０は、それの滑らかな回転および線形の動作を容易にする追加の勾配（図示せず）をさらに備え得る。
【００３０】
カムシリンダ２４０は、環状ブッシング２２５内に同心で配置され得る。ブッシング２２５はそれ自体、固定ハウジング２３０内に同心で配置され得る。カム従動子２３５は、固定ハウジング２３０に回転可能に連結され得、勾配２６０内に摺動可能および回転可能に配置され得る。勾配２６０内のカム従動子２３５と共にカムシリンダ２４０が回転することにより、カムシリンダ２４０の線形である作動を生成する。
【００３１】
図４に示されるように、実施形態において、カム従動子２３５は、外側レースが勾配２６０内に回転可能に連結されたベアリング２３６を備え得る。カム従動子２３５は、第１の端がベアリング２３６の内側レースに連結され、第２の端が固定ハウジング２３０に固定されたピン２３７をさらに備える。図５に示されるように、別の実施形態において、勾配２６０の幅を減少させてカムシリンダ２４０の構造的完全性を高めるように、カム従動子２３５は、カム従動子ベアリング２３６の外側レースが固定ハウジング２３０にしっかりと接続されるように配置され得る。カム従動子２３５は、ベアリング２３６の内側レースに連結されたピン２３７の第１の端と、勾配２６０内に配置されたピン２３７の第２の端とをさらに備える。実施形態において、複数のカム従動子２３５は、カム従動子が勾配２６０内で接合すること、および、カムシリンダ２４０の作動を制限することを防ぐように、勾配２６０において利用され得る。
【００３２】
加えて、カムシリンダの第１の端部２４０Ａは第１の内径２４４Ａを備え、カムシリンダの第２の端２４０Ｂは第２の内径２４４Ｂを備える。第１の内径２４４Ａおよび第２の内径２４４Ｂは、それらの間に第１のスラスト面２４１を画定する。カムシリンダ２４０が係合位置に向かって作動されたとき、第１のスラスト面２４１は第１の線形作動環状スラストワッシャ２５２に係合する。第１のスラストワッシャ２５２は、クラッチ要素２６５の外面の周りに、摺動可能に同心で配置される。
【００３３】
カムシリンダ２４０は、径方向内側に延在する環状突出部２４２もまた備え得る。突出部２４２は、カムシリンダの第２の端部２４０Ｂと対向している第２のスラスト面２４３を画定する。第１および第２の環状付勢部材２７２および２７４は、クラッチ要素２６５の外面と同心で配置され得る。クラッチ要素２６５は、第１の端２６５Ａに配置されたクラッチ部分２５１を含む単一モジュールを備え得るが、それに限定されない。クラッチ要素２６５は、概ね円筒形状であり得る。第２の付勢部材２７４は、スラストワッシャ２５２とクラッチ部分２５１との間に位置し得る。第１の付勢部材２７２は、クラッチ要素２６５の外面に同心で摺動可能に配置された第２の線形作動スラストワッシャ２５０と、クラッチ要素の第２の端２６５Ｂに配置された環状溝に位置する第１のスナップリング２７５との間に位置し得る。
【００３４】
第１および第２の環状付勢部材２７２および２７４はどちらも、連続的に圧縮状態にある。それの最も圧縮されていない状態において、付勢部材２７４は第１のスラストワッシャ２５２を第２のスナップリング２７８と接触させる。第２のスナップリング２７８は、第１のスラストワッシャ２５２を確実に停止させる機能を果たす。
【００３５】
図６に示されるように、実施形態において、カムシリンダ２４０の突出部２４２は、カムシリンダ２４０が完全に係合解除状態にあるときに、第２のスラストワッシャ２５０と当接し、抗力がカムシリンダ２４０に作用する。環状付勢部材２７２は、スラストワッシャ２５０およびカムシリンダ２４０の線形である作動に抵抗し、それによって、カム従動子２３５を折り返し２６０Ｂに保持する。図７に示されるように、カムシリンダ２４０が完全係合状態にあり抗力がそれに作用するとき、カムシリンダの第１のスラスト面２４１は第１のスラストワッシャ２５２に当接する。環状付勢部材２７４は第１のスラストワッシャ２５２およびカムシリンダ２４０の軸方向運動に抵抗し、それによって、カム従動子２３５に対してカムシリンダ折り返し２６０Ａを固定する。さらに、環状付勢部材２７２および２７４は、それが係合状態および係合解除状態のどちらにあるときにも、カムシリンダ２４０を固定し、それによって、クラッチ部分２５１が完全に係合状態または係合解除状態にあるときに、動力源２１０が高速接続解除装置２００に動力供給する必要性を排除する。
【００３６】
ここで図２を参照すると、クラッチ部分２５１は、スプライン２６８を画定する内部面を備える、実質的に円筒の形状を備え得る。中間シャフト２８０は、クラッチ要素２６５を通って同心で配置される。実施形態において、中間シャフト２８０は、クラッチ部分２５１内に同心で配置された中間シャフト２８０の端に連結されたクラッチプレート２８１を備え得る。クラッチプレート２８１は、クラッチプレート２８１の径方向外面に位置するスプライン２８２を含む。スプライン２８２は、クラッチ部分のスプライン２６８と連続的に係合する。付加的に、中間シャフト２８０は、クラッチプレート２８１と反対側の端で、差動サイドギア（図示せず）に駆動可能に接続され得る。クラッチ要素２６５の、差動サイドギアに向かう軸方向運動は、中間シャフト２８０に配置された環状スラストワッシャ２８４によって防止される。環状スラストワッシャ２８４は、中間シャフト２８０における環状溝に配置されるスナップリング２８６によって軸方向に固定され得る。
【００３７】
第２のクラッチプレート２９０は、クラッチプレート２８１に隣接して配置される。クラッチプレート２９０は径方向に配置されたスプライン２９１を備える。第２のクラッチプレート２９０はハーフシャフト３００に連結される。ハーフシャフト３００は車輪（図示せず）に駆動可能に接続され得る。さらに、ハーフシャフト３００は、中間シャフト２８０の端に位置するガイド穴３０６に適合された環状軸受３０４に連結された、円筒状で軸方向に突出するガイド３０２を備え得る。
【００３８】
図２および図３に示されるように、ハーフシャフト３００を駆動系配置１０２、１０２Ａの動力供給経路に接続するように、クラッチ部分２５１はクラッチプレート２８１、２９０と同時に係合する。クラッチプレート２８１、２９０と同時に係合するように、動力源２１０はカムシリンダ２４０を第１のスラストワッシャ２５２と接触させ、第１のスラストワッシャ２５２は付勢部材２７４と駆動係合し、付勢部材２７４はクラッチ要素２６５に軸方向駆動力を及ぼす。図８に示されるように、クラッチスプライン２６８、２９１が係合を妨げているためにクラッチ部分２５１がクラッチプレート２９０に係合できない場合、動力源２１０は、カムシリンダ２４０をそれの係合位置に駆動し、カムシリンダ２４０は付勢部材２７４を圧縮するであろう。クラッチスプライン２６８、２９１が位置合わせされるとき、クラッチ部分２５１は付勢部材２７４への圧縮負荷によってクラッチプレート２９０と係合させられるであろう。
【００３９】
図９に示されるように、実施形態において、クラッチ部分２５１がクラッチプレート２９０から係合解除できない場合、動力源２１０はカムシリンダ２４０を係合解除位置に駆動するであろう。カムシリンダの突出部の第２のスラスト面２４３がスラストワッシャ２５０を駆動し、付勢部材２７２を圧縮するであろう。クラッチ部分２５１およびクラッチプレート２９０のクラッチスプライン２６８、２９１が係合解除を可能とさせるように位置合わせするとき、付勢部材２７２上の圧縮負荷が、クラッチ要素２６５を係合解除位置へ駆動するであろう。
【００４０】
実施形態において、高速接続解除装置２００の係合状態を判断するように動力源２１０の位置が使用可能でなくともよい。クラッチ要素２６５の位置を判断するように動作可能に配置されたセンサ（図示せず）が、高速接続解除装置２００の係合状態を判断するように利用され得る。
【００４１】
別の実施形態において、図１０および１１に示されたように、高速接続解除装置４００は、高速接続解除装置２００の開示に説明された、動力源２１０、出力シャフト２１２、ピニオン２１５、および遊びギア２２０を含み得る。遊びギア２２０は、カムシリンダ４１０のスプライン４１２と駆動係合する。カムシリンダスプライン４１２は、遊びギア２２０との係合を妨害することなく、カムシリンダ４１０の線形である作動を可能とさせる。カムシリンダ４１０は、カムシリンダ４１０の径方向の壁を少なくとも部分的に通って配置された勾配４１４を含む。
【００４２】
勾配４１４は、図１０および１１で示されるようにシングルステージ勾配を、または図１３に示されるようにツーステージ勾配を備え得るが、それらに限定されない。他の実施形態において、カムシリンダ４１０はカムシリンダ４１０の滑らかな回転および線形の動作を容易にする追加の勾配を含み得る。図１０および１１に示されるように、ブッシング４１６が、カムシリンダ４１０の回転および線形の動作を容易にすべく、カムシリンダ４１０とハウジング４１８との間に配置され得る。カム従動子４２０は、上記に説明されたカム従動子２３５と同様に、ハウジング４１８に連結され、勾配４１４内に回転可能に配置される。
【００４３】
線形に作動するクラッチ要素４２２が、カムシリンダ４１０内に回転可能に配置される。クラッチ要素４２２は、クラッチプレート４２４を備え得る。クラッチプレート４２４は、ドッグタイプのクラッチプレートであり得るが、それに限定されない。環状付勢部材４２６、４２８は、クラッチ要素４２２の外面４３０の周りに同心で配置される。付勢部材４２６は、クラッチ要素４２２の第１の端４２２Ａの周りに位置し、付勢部材４２８は、クラッチ要素４２２の第２の端４２２Ｂの周りに位置する。付勢部材４２６、４２８は、バネワッシャまたは波形バネを備え得るが、それらに限定されない。スナップリング４３２は、クラッチ要素４２２の第１の端４２２Ａに隣接するクラッチ要素の外面４３０における環状溝に配置される。スナップリング４３２は、付勢部材４２６の軸方向変位を防ぐ。スペーサ４３４は、クラッチ要素のフランジ４３６と付勢部材４２８との間の、クラッチ要素の外面４３０に配置される。
【００４４】
環状付勢部材４２６、４２８は、クラッチプレート４２４、４３８の歯が接触しているために、クラッチ要素４１０の線形である作動が、クラッチプレート４２４のクラッチプレート４３８との係合の最中に妨げられる場合の、および／または、クラッチプレート４２４、４３８が係合解除に抵抗する場合の、動力源２１０の運動を可能とさせる。妨げられた状態での動力源２１０の運動は、カムシリンダ４１０の衝撃負荷を防ぎ、車両におけるノイズ、振動、および不快さを低減する。
【００４５】
さらに、クラッチ要素４２２は、内側面４４０に位置する径方向内側に延在するスプライン（図示せず）を含む。クラッチ要素スプラインは、差動サイドギア（図示せず）に連結された中間シャフト（図示せず）上のスプラインと駆動係合する。図１１および１２に示されるように、クラッチプレート４３８は第２のクラッチ要素４４２に連結される。第２のクラッチ要素４４２は、車両の車輪に駆動可能に接続される車軸ハーフシャフト４８０とスプラインを形成し得る。付加的に、ハーフシャフト４８０は、中間シャフト４７０の端に位置するガイド穴４８６に適合される環状軸受４８４に連結された、円筒状で軸方向に突出するガイド４８２を備え得る。
【００４６】
ここで図１３を参照すると、ツーステージ勾配作動の第１のステージ４４４Ａの最中、カムシリンダ４１０と、それに駆動可能に接続されたクラッチプレート４２４とは、高速度で、しかし小さい力で駆動され、クラッチプレート４２４とクラッチプレート４３８との間のクリアランスを排除する。ツーステージ勾配作動の第２のステージ４４４Ｂの最中、カムシリンダ４１０およびクラッチプレート４２４は、勾配４１４の第１のステージ４４４Ａの最中より低速度で、しかし大きい力で駆動される。第１のステージ４４４Ａおよび第２のステージ４４４Ｂのどちらでも、クラッチプレート４２４の作動の速度および力は、勾配の長手軸と、カムシリンダ４１０の長手軸を横切る平面との間の角度によって決定される。
【００４７】
勾配４１４は、上記に説明されるように、クラッチプレート４２４がクラッチプレート４３８と係合しているときに、カムシリンダ４１０の望ましくない運動を制限するための折り返し４１４Ａを備える。付勢部材４４６は、ハウジング４１８の端に連結されるか、または当接し、付勢部材４４６の反対側の端でワッシャ４４８に当接する。ワッシャ４４８は、カムシリンダ４１０の環状溝に配置されるスナップリング４５０と当接する。スナップリング４５０は、ワッシャ４４８を確実に停止させる機能を果たす。環状付勢部材４４６は、カムシリンダ４１０の軸方向運動に抵抗し、カム従動子４２０が折り返し４１４Ａから出ることを防止する。組み合わせて、折り返し４１４Ａおよび環状付勢部材４４６はラッチ機構を生成し、クラッチプレート４２４とクラッチプレート４３８との望ましくない係合解除を防ぐ。さらに、付勢部材４４６はカムシリンダ４１０を、係合状態および係合解除状態のどちらにも固定し、それによって、クラッチプレート４２４がクラッチプレート４３８に完全に係合／係合解除するときに動力源２１０が高速接続解除装置４００に動力供給する必要性を排除する。
【００４８】
実施形態において、図１２に示されるように、カムシリンダ４１０は径方向内側に延在するカムシリンダの突出部４５２を含み得る。突出部４５２は、クラッチ要素４２２上で、径方向外向きに延在するクラッチ要素の突出部４５４に駆動可能に接続され得る。外面４３０の周りに配置されるスラストワッシャ４５６、４５８は、クラッチ要素の突出部４５４の両端に隣接する。一対の付勢部材４６０、４６２もまた、外面４３０の周りに配置される。付勢部材４６０、４６２は、それぞれ、スラストワッシャ４５６、４５８とワッシャ４６４、４６６との間に配置される。ワッシャ４６４は、スナップリング４３２と当接し、ワッシャ４６４はフランジ４３６と当接する。
【００４９】
付加的に、この実施形態において、カムシリンダ４１０は、各端に折り返し４１５Ａ、４１５Ｂを備える勾配４１５を備え得る。クラッチ要素４２２の完全な係合位置または完全な係合解除位置において、回転クラッチ要素４２２から、固定カムシリンダ４１０にいかなる負荷も伝達されないように、クラッチ要素の突出部４５４は、カムシリンダの突出部４５２より長い。クラッチ要素４２２が完全に係合解除状態にあるとき（図１２に見られるように）、システムバックドライブは折り返し４１５Ａおよび付勢部材４６０によって防止される。折り返し４１５Ａおよび付勢部材４６０は、第１のラッチ機構を備え、折り返し４１５Ｂおよび付勢部材４６２は、第２のラッチ機構を備える。カムシリンダ４１０の回転は、クラッチプレート４２４と逆の向きに軸方向運動を生成し、カムシリンダ４１０のこの軸方向運動は付勢部材４６２によって抵抗され、カム従動子４２０は折り返し４１５Ａに保持される。クラッチ要素４２２が完全な係合状態にあるとき、カムシリンダ４１０の回転は、クラッチプレート４２４に向かうカムシリンダ４１０の軸方向運動を生成する。カムシリンダ４１０のこの軸方向運動は、付勢部材４６２によって抵抗され、カム従動子４２０は折り返し４１５Ｂにおいて保持される。
【００５０】
さらに、付勢部材４６０、４６２はカムシリンダ４１０を、係合状態および係合解除状態のどちらにも固定するので、完全な係合状態または係合解除状態において、動力源２１０が高速接続解除装置４００に動力供給することは不要である。また、差動サイドギア（図示せず）に向かうクラッチ要素４１０の軸方向運動は、ワッシャ４６８によって防止される。ワッシャ４６８は中間シャフト４７０に配置され、中間シャフト４７０の外面における環状溝に配置されるスナップリング４７２によって、軸方向に固定される。
【００５１】
別の実施形態において、図１４に示されるように、高速接続解除装置５００は、上記高速接続解除装置２００の開示に説明された、遊びギア２２０に駆動接続される動力源２１０を含む。遊びギア２２０は、カムシリンダ５１０のスプライン５１２と駆動係合する。カムシリンダスプライン５１２は、カムシリンダ５１０の線形である作動を可能とさせながら、遊びギア２２０と常に係合を保持する。実施形態において、追加のギア（図示せず）が、所望の減速率を得るように、および／または、動力源２１０の具体的な位置決めを可能とするように、動力源２１０およびカムシリンダ５１０の間に動作可能に接続され得る。図１４から図１６に示されるように、カムシリンダ５１０は、カムシリンダ５１０の径方向の壁を通って配置された勾配５１４を含み得る。別の実施形態において、図１７に示されるように、カム勾配５１４は、径方向の壁の外面に配置され得るが、カムシリンダ５１０の径方向の壁を完全に通り抜けて延在しなくともよい。
【００５２】
カムシリンダ５１０は線形アクチュエータの一部を備える。実施形態において、スプライン５１２は、カムシリンダの第１の端部５１０Ａの外面に配置され得る。カムシリンダ５１０によって軸方向に移動する距離は、勾配５１４によって定められ得る。勾配５１４は、それぞれの端に折り返し５１４Ａおよび５１４Ｂを備えるシングルステージ勾配を備え得るが、それに限定されない。特定の実施形態において、勾配５１４は複数のステージを備え得る。カムシリンダ５１０は、カムシリンダ５１０の滑らかな回転および線形の動作を容易にする追加の勾配（図示せず）もまた備え得る。
【００５３】
カムシリンダ５１０は、少なくとも部分的に、環状ブッシング５１６内に同心で配置され得る。ブッシング５１６はそれ自体、ハウジング５１８内に同心で配置され得る。ハウジング５１８は、複数の機械的ファスナ５１９を介して連結される、第１の部分５１８Ａおよび第２の部分５１８Ｂを備え得る。カム従動子５２０（図１５および１６を参照）は、固定ハウジング５１８に回転可能に連結され、勾配５１４内に摺動可能および回転可能に配置され得る。勾配５１４内のカム従動子５２０と共にカムシリンダ５１０が回転することにより、カムシリンダ５１０の線形である作動を生成する。上記に図４および５において示されるように、カム従動子５２０は、外側レースがハウジング５１８にしっかりと接続されたベアリングを備え得る。カム従動子５２０は、ベアリングの内側レースに連結されたピンの第１の端と、勾配５１４内に配置されたピンの第２の端とをさらに備え得る。別の実施形態において、図１７で示されるように、カム従動子５２０は、外側レースがハウジング５１８にしっかりと接続されたニードルベアリングを備え得る。ピンの一方の端は、ニードルベアリングローラと直接接触し得、ピンの反対側の端は、勾配５１４内に配置され得る。
【００５４】
加えて、カムシリンダ５１０は、第１のスラストワッシャ５３４と当接する第１の端５１０Ｂを備える。第１のスラストワッシャ５３４は、クラッチ要素５２２の外面の周りに、摺動可能に同心で配置される。カムシリンダ５１０は、径方向内側に延在する環状突出部５１１もまた備え得る。突出部５１１は、スラスト面５１３を画定する。スラスト面５１３は、クラッチ要素５２２の外面に同心で摺動可能に配置された第２のスラストワッシャ５４８と、当接する。第１の付勢部材５２６は、第２のスラストワッシャ５４８と第１のスナップリング５３２との間のクラッチ要素５２２の外面の周りに配置される。スナップリング５３２は、クラッチ要素５２２の外面の溝に配置される。
【００５５】
第２の付勢部材５２８は、第１のスラストワッシャ５３４とクラッチ要素のクラッチ部分５２４との間に配置される。第２の付勢部材５２８は、第１のスラストワッシャ５３４と当接する第１の端と、クラッチ部分５２４によって画定されたスラスト面と当接する第２の端とを備え得る。第１および第２の付勢部材５２６、５２８は、クラッチ要素５２２の外面と同心で配置され得る。第１および第２の付勢部材５２６、５２８はどちらも、連続的に少なくともいくらかの圧縮状態にある。それの最も圧縮されていない状態において、第２の付勢部材５２８は第１のスラストワッシャ５３４を第２のスナップリング５５０と接触させる。第２のスナップリング５５０は、第１のスラストワッシャ５３４を確実に停止させる機能を果たす。
【００５６】
クラッチ要素５２２は、クラッチ部分５２４を含む単一モジュールを備え得るが、それに限定されない。クラッチ要素５２２は、スプライン５２３を画定する第１の内径を含む、実質的に円筒の形状を有し得る。中間シャフト５８０は、クラッチ要素５２２を通って同心で配置される。中間シャフト５８０は、クラッチ要素のスプライン５２３と常に係合しているスプライン５８２を備える。
【００５７】
クラッチ部分５２４は、概ね円筒形であり、径方向内側に突出するスプライン５６８を備える第２の内径を備える。クラッチ部分５２４の第２の内径は、クラッチ要素５２２の第１の内径より大きい。クラッチ部分のスプライン５６８は、内側に突出するギア歯と呼ばれることがある。クラッチ部分のスプライン５６８は、第２のクラッチ部分５８８上でスプライン５９２と選択的に係合する。第２のクラッチ部分５８８は、中間シャフト５８０の端の周りに少なくとも部分的に配置された、軸方向固定部材であり得る。ニードルベアリングであり得るが、それに限定されないベアリング５９４は、中間シャフト５８０の一部と第２のクラッチ部分５８８との間に径方向に位置する。第２のクラッチ部分５８８はさらに、車軸ハーフシャフト５９６の周りに配置され得、車軸ハーフシャフト５９６とスプラインを形成する。車軸ハーフシャフト５９６は、ベアリング５９８を介してハウジング５１８Ｂに回転可能に支持され得る。中間シャフト５８０は、ベアリング６００を介してハウジング５１８Ａ内に支持され得る。
【００５８】
図１５および１６に示されるように、カムシリンダ５１０は、減速ステージ５１４Ａおよび／または減速ステージ５１４Ｂを備える勾配５１４を備え得る。実施形態において、減速ステージ５１４Ａ、５１４Ｂは、それぞれ勾配５１４の各端に配置される。減速ステージ５１４Ａ、５１４Ｂは、それぞれ勾配折り返し５１５Ａ、５１５Ｂと、斜めの角度で配置され得る。減速ステージ５１４Ａは、動力源２１０が、より長期間、より高速で動作することを可能にする。動力源２１０をより長期間、より高速で動作させることは、クラッチ部分５２４、５８８の係合／係合解除時間を減らすという利益を有する。
【００５９】
ハーフシャフト５９６を駆動系配置１０２、１０２Ａの動力供給経路に接続するように、クラッチ部分５２４はクラッチ部分５８８と係合する。クラッチ部分５２４、５８８と係合するように、動力源２１０はカムシリンダ５１０を第１のスラストワッシャ５３４と接触させ、第１のスラストワッシャ５３４は付勢部材５２８と駆動係合し、付勢部材５２８はクラッチ要素５２２に軸方向駆動力を及ぼす。この実施形態において、クラッチスプライン５２３、５９２が係合を妨げているためにクラッチ部分５２４がクラッチ部分５８８に係合できない場合、動力源２１０は、カムシリンダ５１０を係合位置に向けて、クラッチスプライン５２３、５９２が位置合わせされて係合するまで駆動するであろう。この実施形態において、付勢部材５２８は、クラッチ係合が妨げられている最中にカムシリンダ５１０を係合位置にロックするほど十分長くはない。したがって、動力源２１０は、クラッチ歯５２３、５９２が位置合わせされるまで、係合に向けてカムシリンダ５１０を連続的に駆動する。実施形態において、付勢部材５２６は、クラッチ係合解除が妨げられている最中にカムシリンダ５１０を係合解除位置にロックするほど十分長くはない。したがって、動力源２１０は、クラッチ歯５２３、５９２が位置合わせされるまで、係合解除に向けてカムシリンダ５１０を連続的に駆動する。短くされた付勢部材５２６、５２８を利用することによって、高速接続解除装置５００により速い反応時間を提供する。
【００６０】
本開示の主題の様々な実施形態が上に説明されているが、それらは例として提示されており、限定としてではないことが理解されるべきである。開示される主題が、それの思想または本質的な特性から逸脱することなしに、他の特定の形態において具現化され得ることは、関連する分野の当業者には明らかであろう。上に説明される実施形態は、したがって、あらゆる点で、限定的ではなく、例示的なものとみなされるべきである。
【図１】
2018532087.tif 000003
【図１Ａ】
2018532087.tif 000004
【図２】
2018532087.tif 000005
【図３】
2018532087.tif 000006
【図４】
2018532087.tif 000007
【図５】
2018532087.tif 000008
【図６】
2018532087.tif 000009
【図７】
2018532087.tif 000010
【図８】
2018532087.tif 000011
【図９】
2018532087.tif 000012
【図１０】
2018532087.tif 000013
【図１１】
2018532087.tif 000014
【図１２】
2018532087.tif 000015
【図１３】
2018532087.tif 000016
【図１４】
2018532087.tif 000017
【図１５】
2018532087.tif 000018
【図１６】
2018532087.tif 000019
【図１７】
2018532087.tif 000020
【国際調査報告】
2018532087.tif 000021
2018532087.tif 000022