(57)【要約】  トルクを第１及び第２の組をなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンがトルクを第１の組をなす車輪に伝達するように構成された第１のドライブライン及び第１の動力切り離し装置を有する。第２のドライブラインがトルクを第２の組をなす車輪に伝達するようになっていると共に第２の動力切り離し装置を有する。ハイポイド歯車装置が第１の動力切り離し装置と第２の動力切り離し装置との間の動力経路中で第１のドライブライン及び第２のドライブラインの一方の内部に配置されている。ハイポイド歯車装置は、第１及び第２の動力切り離し装置を切り離しトルク非伝達モードで作動させると、第１のドライブライン及び第２のドライブラインによって駆動される状態から選択的に切り離される。第１及び第２の動力切り離し装置の少なくとも一方は、能動型乾式摩擦クラッチを有する。
2012519630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを第１及び第２の組をなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンであって、
前記ドライブトレーンは、
トルクを前記第１の車輪組に伝達するように構成され第１の動力切り離し装置を含む第１のドライブラインと、
トルクを前記第２の車輪組に伝達するように構成され第２の動力切り離し装置を含む第２のドライブラインと、
前記第１の動力切り離し装置と前記第２の動力切り離し装置との間の動力経路中で前記第１のドライブライン及び前記第２のドライブラインの一方の内部に配置されているハイポイド歯車装置とを有し、前記ハイポイド歯車装置は、前記第１及び前記第２の動力切り離し装置を切り離し且つトルク非伝達モードで作動させると、前記第１のドライブライン及び前記第２のドライブラインによって駆動される状態から選択的に切り離され、前記第１及び前記第２の動力切り離し装置の少なくとも一方は、能動型乾式摩擦クラッチを有する、
ことを特徴とする車両用ドライブトレーン。
【請求項２】
前記第１の動力切り離し装置は、動力取り出しユニット内に配置され、前記第１の動力切り離し装置は、多板クラッチを含む、
請求項１記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項３】
前記第１のドライブラインは、前記多板クラッチに結合された出力部を有する差動装置組立体を含む、
請求項２記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項４】
前記第２のドライブラインは、前記ハイポイド歯車装置によって駆動されると共に前記第１の動力切り離し装置と前記第２の動力切り離し装置との間の前記動力経路中に配置された別のハイポイド歯車装置を含む、
請求項１記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項５】
前記第２の動力切り離し装置は、前記第２の車輪組に属する車輪の一方を駆動するように構成されたアクスルシャフトの別々の部分を選択的に連結するクラッチを含む、
請求項１記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項６】
前記第２の車輪組に属する車輪の他方を駆動するように構成された別のアクスルシャフトの別々の部分を選択的に連結するクラッチを含む第３の動力切り離し装置を更に有し、前記第２及び前記第３の動力切り離し装置は、乾式摩擦クラッチを含む、
請求項５記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項７】
前記第２の動力切り離し装置は、互いに異なる速度で回転している部材を互いに連結するよう動作可能なシンクロナイザ及びローラクラッチの一方である、
請求項５記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項８】
前記第１の動力切り離し装置は、トランスファケース内に配置されていて、前記第１の動力切り離し装置は、能動型乾式多板クラッチを含む、
請求項１記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項９】
動力源からのトルクを第１及び第２の組をなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンであって、前記ドライブトレーンは、
前記動力源からのトルクを前記第１の車輪組に伝達する構成された第１のドライブラインを有し、前記第１のドライブラインは、動力取り出しユニットを含み、前記動力取り出しユニットは、ハイポイド歯車装置及び前記ハイポイド歯車装置へのトルクの伝達を選択的に止める第１の動力切り離し装置を含み、
前記ハイポイド歯車装置からのトルクを受け取る第２のドライブラインを有し、前記第２のドライブラインは、トルクを前記第２の車輪組に伝達し、前記第２のドライブラインは、前記第２の車輪組から前記ハイポイド歯車装置へのトルクの伝達を選択的に中断する第２の動力切り離し装置を含み、前記第１及び前記第２の動力切り離し装置の一方は、能動型乾式摩擦クラッチを含む、
ことを特徴とする車両用ドライブトレーン。
【請求項１０】
前記動力取り出しユニットは、入力シャフトで回転可能に支持された駆動歯車を含み、前記第１の動力切り離し装置は、前記入力シャフトと一緒に回転可能に固定されたハブと、前記駆動歯車と一緒に回転可能に固定されたドラムと、前記ハブ及び前記ドラムと一緒に回転するよう交互に固定された複数枚のクラッチ板とを有するクラッチを含む、
請求項９記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１１】
前記動力取り出しユニットは、前記駆動歯車と噛み合い係合状態にある被動歯車を備えたカウンタシャフトを有し、前記ハイポイド歯車装置のリング歯車は、前記カウンタシャフトと一緒に回転可能に固定されている、
請求項１０記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１２】
前記動力取り出しユニットは、作動力を前記クラッチに及ぼすピストンに加圧流体を供給するポンプを含む、
請求項１１記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１３】
前記第１のドライブラインは、前記多板クラッチに結合された出力部を有する差動装置組立体を含む、
請求項９記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１４】
前記第２のドライブラインは、リング及びピニオン歯車装置を含むリヤ駆動アクスルと、差動装置組立体と、前記第２の動力切り離し装置とを含み、前記差動装置組立体は、１対のサイド歯車と噛み合い係合状態にある１対のピニオン歯車を収容したキャリヤを含み、前記キャリヤは、前記第２の動力切り離し装置の第１の回転可能な部材と一緒に回転可能に固定され、前記リングは、前記第２の動力切り離し装置の第２の回転可能な部材と一緒に回転可能に固定されている、
請求項９記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１５】
前記キャリヤは、互いに反対側に配置された軸方向に延びる第１及び第２のジャーナルを含み、前記第１のジャーナルは、前記第１の回転可能な部材と一緒に回転可能に固定され、前記第２のジャーナルは、前記第２の回転可能な部材を回転可能に支持している、
請求項１４記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１６】
圧縮荷重を前記乾式摩擦クラッチに及ぼすと共に前記第１のドライブラインに伝達されるトルクの大きさを変化させるアクチュエータを更に有する、
請求項９記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１７】
前記第１及び前記第２の動力切り離し装置の他方は、ローラクラッチ及びシンクロナイザの一方を含む、
請求項９記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項１８】
トルクを第１及び第２の組みをなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンであって、前記ドライブトレーンは、
トルクを前記第１の車輪組に伝達するように構成され第１の動力切り離し装置を含む第１のドライブラインと、
トルクを前記第２の車輪組に伝達するように構成された第２のドライブラインと、
動力源からのトルクを前記第１及び前記第２のドライブラインに伝達するように構成されたトランスファケースとを有し、前記トランスファケースは、前記動力源をハイポイド歯車装置に選択的に連結したり切り離したりするよう動作可能な能動制御型乾式摩擦クラッチを含む第２の動力切り離し装置を有し、前記ハイポイド歯車装置は、前記第１の動力切り離し装置と前記第２の動力取り出し装置との間の動力経路中で前記第１のドライブライン内に配置され、前記ハイポイド歯車装置は、前記第１及び前記第２の切り離し装置が切り離し且つトルク非伝達モードで作動されると、前記第１のドライブライン及び前記第２のドライブラインによる駆動状態から選択的に切り離される、
ことを特徴とする車両用ドライブトレーン。
【請求項１９】
前記トランスファケースは、前記動力源により駆動されるように構成された入力シャフトと、前記第２のドライブラインを駆動するリヤ出力シャフトと、前記第１のドライブラインを駆動するフロント出力シャフトとを有する、
請求項１８記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項２０】
前記トランスファケースは、圧縮荷重を前記乾式摩擦クラッチに及ぼすと共に前記第１のドライブラインに伝達されるトルクの大きさを変化させるアクチュエータを有する、
請求項１９記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項２１】
前記アクチュエータは、力増強装置を駆動する電気モータを含む、
請求項２０記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項２２】
前記第１のドライブラインは、前記第１の動力切り離し装置をトルク伝達モード及びトルク非伝達モードの一方の状態にする別のアクチュエータを含む、
請求項２１記載の車両用ドライブトレーン。
【請求項２３】
前記ハイポイド歯車装置の回転速度を表す信号を受け取る制御装置を更に有し、前記制御装置は、前記第１及び前記第２の動力切り離し装置の作動を制御する、
請求項２２記載の車両用ドライブトレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイポイドリング（輪）歯車をドライブライン速度での回転状態から切り離すシステムを備えた自動車用ドライブラインに関する。詳細には、動力伝達装置、例えば動力取り出しユニット又はトランスファケースは、別の切り離し装置が車両車輪から二次ドライブラインのハイポイドリング歯車への動力の流れを選択的に遮っている間、動力源から二次ドライブラインのハイポイドリング歯車への動力の伝達を止めるカップリングを含む。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００９年３月９日に出願された米国特許仮出願第６１／１５８，５０４号の権益主張出願である。この出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
典型的な動力取り出しユニットは、車両用動力源からのトルクを受けるトランスアクスルから動力を伝達する。動力取り出しユニットは、典型的にはハイポイド直交軸線歯車装置を含む歯車装置を介して動力をプロペラシャフトに伝達する。追加のトルク減少をもたらすために他の歯車装置、例えば平行軸線歯車装置が動力取り出しユニット内に設けられる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動力取り出しユニットは、伝統的に、トランスアクスル出力差動装置に連結されている。したがって、動力取り出しユニットのコンポーネントの少なくとも幾つかは、トランスアクスル差出力速度で回転する。動力損失は、ハイポイド歯車が潤滑流体中でこれをかき回すこと（churning：チャーニング）によって生じる。軸受予荷重及び歯車噛み合い条件に起因した効率上の損失は、動力取り出しユニットのコンポーネントを回転させている間にも生じる。
【０００５】
同様なエネルギー損失は、他のドライブラインコンポーネントを回転させる場合に生じる。例えば、多くのリヤ被動アクスルは、潤滑流体中に少なくとも部分的に浸漬されたリング歯車を備えたハイポイド歯車装置を有する。少なくとも幾つかのフルタイム前輪駆動形態では、リヤ駆動アクスルハイポイド歯車装置は、全ての動作モードの間、連続的に回転し、或る程度のレベルのトルクを伝達する。他の用途では、リヤアクスルハイポイド歯車装置は、依然として回転するが、車両が走行しているときにはいつでも、トルクの伝達なしで回転する。他の形態では、トランスファケースがフロント駆動アクスルハイポイド歯車装置を備えたフロント駆動アクスルに動力を選択的に伝達する。特定の形態とは無関係に、チャーニング損失及び寄生損失が車輪に伝達可能であったエネルギーを熱エネルギーに変換し、この熱エネルギーは、車両によって有益に捕捉されることはない。したがって、エネルギー効率が一層高い車両ドライブラインを提供する課題が存在していると言える。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
トルクを第１及び第２の組をなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンがトルクを第１の車輪組に伝達するように構成された第１のドライブライン及び第１の動力切り離し装置を含む。第２のドライブラインがトルクを第２の車輪組に伝達するようになっていて、第２の動力切り離し装置を含む。ハイポイド歯車装置が第１の動力切り離し装置と第２の動力切り離し装置との間の動力経路中で第１のドライブライン及び第２のドライブラインの一方の内部に配置されている。ハイポイド歯車装置は、第１及び第２の動力切り離し装置を切り離し且つトルク非伝達モードで作動させると、第１のドライブライン及び第２のドライブラインによって駆動される状態から選択的に切り離される。第１及び第２の動力切り離し装置の少なくとも一方は、能動型乾式摩擦クラッチを有する。
【０００７】
更に、動力源からのトルクを第１及び第２の組をなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンが開示される。第１のドライブトレーンが動力源からのトルクを第１の車輪組に伝達するようになっており、第１のドライブラインは、動力取り出しユニットを含む。動力取り出しユニットは、ハイポイド歯車装置及びハイポイド歯車装置へのトルクの伝達を選択的に止める第１の動力切り離し装置を含む。第２のドライブトレーンがハイポイド歯車装置からのトルクを受け取る。第２のドライブラインは、トルクを第２の車輪組に伝達し、第２のドライブラインは、第２の車輪組からハイポイド歯車装置へのトルクの伝達を選択的に中断する第２の動力切り離し装置を含む。第１及び第２の動力切り離し装置の一方は、能動型乾式摩擦クラッチを含む。
【０００８】
別の形態では、トルクを第１及び第２の組みをなす車輪に伝達する車両用ドライブトレーンがトルクを第１の車輪組に伝達するように構成された第１のドライブライン及び第１の動力切り離し装置を含む。第２のドライブラインがトルクを第２の車輪組に伝達するようになっている。トランスファケースが動力源からのトルクを第１及び第２のドライブラインに伝達するようになっている。トランスファケースは、動力源をハイポイド歯車装置に選択的に連結したり切り離したりするよう動作可能な能動制御型乾式摩擦クラッチを含む第２の動力切り離し装置を有する。ハイポイド歯車装置は、第１の動力切り離し装置と第２の動力取り出し装置との間の動力経路中で第１のドライブライン内に配置されている。ハイポイド歯車装置は、第１及び第２の切り離し装置が切り離し且つトルク非伝達モードで作動されると、第１のドライブライン及び第２のドライブラインによる駆動状態から選択的に切り離される。
【０００９】
別の産業上の利用可能性分野は、本明細書において提供される説明から明らかになろう。この説明及び特定の実施例は、例示目的に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１０】
本明細書において説明する図面は、例示目的に過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の車両用ドライブトレーンを装備した例示の車両の図である。
【図２】２軸動力取り出しユニットの部分断面図である。
【図３】１軸動力取り出しユニットの部分断面図である。
【図４】リヤアクスル組立体の部分断面図である。
【図５】変形例としてのドライブトレーンを装備した別の例示の車両の図である。
【図６】別のリヤアクスル組立体の部分断面図である。
【図７】別の変形例としてのドライブトレーンを装備した別の例示の車両の図である。
【図８】別の２軸動力取り出しユニットの部分断面図である。
【図９】別の１軸動力取り出しユニットの部分断面図である。
【図１０】別の変形例としてのドライブトレーンを装備した別の例示の車両の図である。
【図１１】別のリヤアクスル組立体の部分断面図である。
【図１２】別の変形例としてのドライブトレーンを装備した別の例示の車両の図である。
【図１３】別のリヤアクスル組立体の部分断面図である。
【図１４】別のリヤアクスル組立体の部分断面図である。
【図１５】別の変形例としてのドライブトレーンを装備した別の例示の車両の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明は、性質上単に例示であり、本発明の内容、用途又は使用を限定するのもではない。図面全体を通じ、対応の参照符号は、同一又は対応の部分及び特徴を示している。
【００１３】
一般に、本発明は、自動車のドライブトレーン用の結合及びハイポイド切り離しシステムに関する。動力取り出しユニットが動力源をドライブトレーンの一部分から切り離したりドライブトレーンの同期化により再び連結したりする能動型カップリング又はドグクラッチ（かみ合いクラッチ）／シンクロナイザを装備するのが良い。更に、ドライブトレーンの一部分を車輪から切り離すために別の能動型カップリング又はドグクラッチが設けられるのが良い。車両ドライブトレーンのハイポイド歯車装置は、チャーニング損失及び他の機械的非効率性を減少させるために駆動動力源から分離されるのが良い。
【００１４】
特に図面の図１を参照すると、四輪駆動車両のドライブトレーン１０が示されている。ドライブトレーン１０は、フロントドライブライン１２及びリヤドライブライン１４を有し、これら両方のドライブラインは、動力源、例えばエンジン１６から伝動装置１８を介して駆動可能であり、伝動装置１８は、マニュアル型かオートマチック型かのいずれのものであっても良い。図示の特定の実施形態では、ドライブトレーン１０は、駆動トルクをエンジン１６及び伝動装置１８からフロントドライブライン１２及びリヤドライブライン１４に伝達する動力伝達装置２０を組み込んだ四輪システムである。動力伝達装置２０は、動力取り出しユニットとして示されている。
【００１５】
フロントドライブライン１２は、第１のアクスルシャフト２６及び第２のアクスルシャフト２８により個々に駆動される１対の前輪２４を有するものとして示されている。フロントドライブライン１２は、減速歯車装置３０及び差動装置組立体３２を更に有している。動力伝達装置２０は、能動型（アクティブ）クラッチ３４及び直角駆動組立体３６を有している。
【００１６】
リヤドライブライン１４は、第１の端部が直角駆動組立体３６に連結されると共に反対側の端部がリヤアクスル組立体４０に連結されたプロペラシャフト３８を有している。リヤドライブライン１４もまた、第１のリヤアクスルシャフト４４及び第２のリヤアクスルシャフト４６により個々に駆動される１対の後輪４２を有している。リヤアクスル組立体４０は、差動装置組立体５０を駆動するハイポイドリング（輪）・ピニオン歯車装置４８を更に有している。
【００１７】
第１及び第２の切り離し装置５２，５４が第１及び第２のリヤアクスルシャフト４４，４６をリング・ピニオン歯車装置４８及び差動装置組立体５０から選択的に駆動面で切り離す。第１及び第２の切り離し装置５２，５４は、ドグクラッチ、同期クラッチ、ローラクラッチ又は別のトルク伝達切り離し機構体として構成されるのが良い。速度同期化を連結されるべき回転部材相互間で達成されるのが良い場合、シンプルなドグクラッチで十分な場合がある。しかしながら、或る特定の条件下においては、先に切り離されたドライブラインの再連結が動力切り離し装置前後の回転速度差に起因して厄介になる場合がある。例えば、前輪のスリップが生じる場合があり、その結果、フロントドライブライン速度が後輪によって駆動されているリヤドライブラインコンポーネントの回転速度よりも高くなる。この場合、速度差が動力切り離し装置の前後に生じ、それにより、ドグクラッチをトルク非伝達モードからトルク伝達モードに作動させることが困難になり又は不可能になる。したがって、ドグクラッチ又はこれに類似した動力切り離し装置として示されている配設場所のどこかにローラクラッチ又はシンクロナイザを設けるのが良い。ローラクラッチ又はシンクロナイザを設けることにより、制御装置は、２つの部材相互間の指定された速度差範囲にいったん収まると、再連結及びトルク伝達を開始することができる。この制御構成の結果として、車両を駆動モードの１つで作動させるのに必要な時間の短縮を含むシステム性能の向上が得られる場合がある。
【００１８】
図２は、動力取り出しユニット２０の一部分を詳細に示している。ハウジング６０が軸受６４及び軸受６６を介して入力シャフト６２を回転可能に支持している。駆動歯車６８が入力シャフト６２で回転可能に支持されている。クラッチ３４は、入力シャフト６２と一緒に回転可能に固定されたハブ７０を有している。ドラム７２が駆動歯車６８と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の外側クラッチ板７４がドラム７２と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の内側クラッチ板７６がハブ７０と一緒に回転可能に固定されると共に外側クラッチ板７４と交互に配置されている。アプライプレート（apply palte）７８がクラッチ作動力をクラッチ板７４，７６に加えたりクラッチ３４を介してトルクを伝達したりするよう軸方向に並進可能である。軸方向に動くことができるピストン８０は、電気モータ８４により駆動されるポンプ８２によって提供される加圧流体を受け入れる状態にある。
【００１９】
カウンタシャフト８６が１対の軸受８８によりハウジング６０内に回転可能に支持されている。駆動歯車６８と駆動噛み合い係合関係をなして被動歯車９０がカウンタシャフト８６に一体に形成されている。直角駆動組立体３６は、カウンタシャフト８６と一緒に回転可能に固定されたリング（輪）歯車９２及びリング歯車９２と噛み合い係合状態にあるピニオン歯車（小歯車）９４を含む。ピニオン歯車９４は、１対の軸受９８により回転可能に支持されたピニオンシャフト９６と一体に形成されている。ピニオンシャフト９６は、フランジ１００を介してプロペラシャフト３８と一緒に回転可能に固定されている。
【００２０】
作動を説明すると、クラッチ３４をトルクが入力シャフト６２と駆動歯車６８との間で伝達される動作モードにするのが良い。ポンプ８２により発生する圧力に応じて、クラッチ３４により伝達されるトルクは、変化する場合がある。したがって、リヤドライブライン１４に伝達されるトルクの大きさもまた、変化する場合がある。クラッチ３４はまた、トルクがリヤドライブライン１４に非動作モードで作動可能である。エンジン１６からの動力は、クラッチ３４が非動作モードにあるとき、直角駆動組立体３６には伝達されない。
【００２１】
図３は、動力取り出しユニット２０に代えてドライブトレーン１０内に使用できる変形例としての動力取り出しユニット１２０の一部分を示している。動力取り出しユニット１２０は、動力取り出しユニット２０と実質的に同一である。したがって、同一の要素は、上記の参照符号に添字としてプライム記号（′）を付けた状態で示されている。動力取り出しユニット１２０は、上述のカウンタシャフト８６を備えていない１軸動力伝達装置であるという点において動力取り出しユニット２０とは異なっている。対照的に、動力取り出しユニット１２０は、リング歯車９２′が固定された同心シャフト１２２を有している。クラッチ３４′が入力シャフト６２′と一緒に回転可能に固定されたハブ７０′を有している。ドラム１２４が同心シャフト１２２と一緒に回転可能に固定されている。
【００２２】
動力取り出しユニット１２０は、所望の大きさのトルクをリヤドライブライン１４に選択的に伝達するよう作動可能である。この仕事は、動力取り出しユニット２０に関連して上述したのと同一の仕方で達成される。具体的に説明すると、クラッチ３４′は、所望の大きさのトルクを、ポンプ８２′を駆動する電気モータ８４′の選択的作動により伝達するよう選択的に作動可能である。直角駆動組立体３６′は、クラッチ３４′を非動作モードにすることによって入力シャフト６２′から駆動的に切り離されるのが良い。
【００２３】
図４は、リヤアクスル組立体４０の一部分を示している。ハウジング１４０が軸受１４４，１４６によりリング・ピニオン歯車装置４８のピニオンシャフト１４２を回転可能に支持している。ピニオン歯車１４８がピニオンシャフト１４２に一体に形成されている。リング・ピニオン歯車装置４８は、ピニオン歯車１４８と噛み合い係合状態にあると共にキャリヤ１５２と一緒に回転可能に固定されたリング歯車１５０を更に有している。キャリヤ１５２は、軸受１５４によってハウジング１４０内に回転可能に支持されている。差動装置組立体５０は、キャリヤ１５２に固定されているクロスピン１５８で支持された１対のピニオン歯車１５６を含む。１対のサイド歯車（サイドギヤ）１６０がピニオン歯車１５６と噛み合い係合状態にある。サイド歯車１６０は、スタブシャフト１６２と一緒に回転可能に固定されている。軸受１６４がハウジング１４０内でスタブシャフト１６２を回転可能に支持している。
【００２４】
切り離し装置５２は、切り離し装置５４と実質的に同一である。各切り離し装置は、関連のスタブシャフト１６２と一緒に回転可能に支持された駆動フランジ１６６を有している。複数個の周方向に間隔を置いて設けられた外歯１６８が駆動フランジ１６６に形成されている。被動スピンドル１７０がスタブシャフト１６２の遠位端部で回転可能に支持されている。複数個の周方向に間隔を置いて設けられた外歯１７２が被動スピンドル１７０に形成されている。スリーブ１７４は、複数個の内歯１７６を有する。スリーブ１７４は、連結位置と切り離し位置との間で軸方向に動くことができる。切り離し位置では、スリーブ１７４の歯１７６がスピンドル１７０の歯１７２とのみ係合する。連結位置では、歯１７６は、スピンドル１７０の歯１７２と駆動フランジ１６６に形成されている歯１６８の両方に同時に係合する。
【００２５】
出力フランジ１８０，１８２がスピンドル１７０をそれぞれ第１のリヤアクスルシャフト４４及び第２のリヤアクスルシャフト４６に駆動的に結合している。シフトフォーク１８４がスリーブ１７４に形成された溝１８６に嵌まり込む。アクチュエータ（図示せず）がシフトフォーク１８４を軸方向に並進させてスリーブを連結位置及び切り離し位置の一方のところに位置決めする。連結位置では、トルクは、スリーブ１７４によって駆動フランジ１６６とスピンドル１７０との間で伝達される。切り離し位置では、スリーブ１７４は、駆動フランジ１６６に駆動的に係合せず、従って、トルクは、スタブシャフト１６２とスピンドル１７０との間で伝達されない。
【００２６】
車両作動中、リング・ピニオン歯車装置４８及び直角駆動組立体３６の駆動と関連したチャーニング損失を減少させることが優位な場合がある。制御装置１９０が種々の車両センサ１９２と連絡状態にあり、これら車両センサは、パラメータ、例えば車速、四輪駆動モード、車輪スリップ、車両加速度等のようなパラメータを表すデータを提供する。適当な時期に、制御装置１９０は、信号を出力してモータ８０又は８４′を制御し、それによりクラッチ３４をトルクがエンジン１６からリヤドライブライン１４に伝達されない非動作モードにする。制御装置１９０はまた、切り離し装置５２及び切り離し装置５４と関連したアクチュエータに信号を出してシフトフォーク１８４をこれらの切り離し位置に配置し、その結果、回転中の後輪４２と関連したエネルギーがリング・ピニオン歯車装置４８又は差動装置組立体５０に伝達されないようにする。したがって、ハイポイド歯車装置は、差動装置組立体３２の回転出力速度では回転せず、後輪４２の回転速度でも回転しない。ハイポイド歯車装置は、全ての動力源から切り離され、全く駆動されない。
【００２７】
図５は、参照符号２００で示された変形例としてのドライブトレーンを示している。ドライブトレーン２００は、ドライブトレーン１０と実質的に同一である。したがって、同一の参照符号は、これらの上述の参照符号に添字としてプライム記号（′）を付けた状態で示されている。ドライブトレーン２００は、リヤアクスル組立体２０２が上述の二重切り離し構成に代えて、単一の切り離し装置５４′を有する点においてドライブトレーン１０とは異なっている。
【００２８】
図６は、リヤアクスル組立体２０２の一部分の拡大図である。リヤアクスル組立体２０２は、リヤアクスル組立体４０と実質的に同一である。したがって、同一の参照符号は、これらの上述の参照符号に添字としてプライム記号（′）を付けた状態で示されている。第２のリヤアクスルシャフト４６′と関連した差動装置組立体５０′の側からの出力は、リヤアクスル組立体４０に関して上述した出力と実質的に同一である。差動装置組立体５０′からの他の出力は、サイド歯車１６０′の一方と一緒に回転可能に固定されたスプライン付きシャフト部分２０６を有するスピンドル２０４を含む。
【００２９】
作動を説明すると、ドライブトレーン２００を作動させて能動型クラッチ３４′を介するトルクの伝達を止め、切り離し装置５４′を切り離し位置に配置することによりチャーニング損失を回避することができる。この時点で、リング・ピニオン歯車装置４８′及び直角駆動組立体３６′は駆動されない。しかしながら、単一の切り離し装置だけがリヤアクスル組立体２０２内に設けられているので、エネルギーは、切り離し装置を備えていない後輪４２′から作動装組立体５０′に伝わる。回転中のリング・ピニオン歯車装置４８′、プロペラシャフト３８′及び直角駆動組立体３６′に対する抵抗は、サイド歯車１６０′及びピニオン歯車１５６′を回転させるのに必要なエネルギーよりも高い。したがって、差動装置組立体５０′の歯車は、ハイポイド歯車装置部材が駆動されない間、回転することになる。したがって、チャーニング損失がこの構成でも回避される。
【００３０】
図７は、参照符号２５０で示された別の変形例としてのドライブトレーンを示している。ドライブトレーン２５０は、ドライブトレーン１０と実質的に同一である。したがって、同一の参照符号は、これらの上述の参照符号に添字としてプライム記号（′）を付けた状態で示されている。ドライブトレーン２５０は、能動型クラッチ３４に代えてドグクラッチ又は他の機械的切り離し装置２５２を有している。第１の能動型クラッチ２５４が切り離し装置５２に置き換わっている。第２の能動型クラッチ１５６が切り離し装置５４に置き換わっている。ドライブトレーン２５０の残りのコンポーネントは、ドライブトレーン１０に関して上述したコンポーネントと実質的に同一である。
【００３１】
図８は、ドグクラッチ２５２を含む動力伝達ユニット２５８を示している。動力取り出しユニット２５８は、図２を参照して上述したような２軸形式のものである。ドグクラッチ２５２は、入力シャフト６２′と一緒に回転可能に固定されたハブ２６０を有している。ハブ２６０は、複数個の周方向に間隔を置いて設けられた外歯２６２を有している。駆動歯車２６４が入力シャフト６２′で回転可能に支持されると共に歯車９０と噛み合い係合状態にある。複数個のクラッチ歯２６６もまた、駆動歯車２６４に形成されている。スリーブ２６８が歯２６２及び歯２６６と選択的に駆動可能に係合できる複数個の内歯２７０を有している。スリーブ２６８は、切り離し位置と連結位置との間で動くことができる。切り離し位置では、スリーブ２６８は、歯２７０が歯２６２だけと係合する右側に軸方向にシフトされる。トルクは、ハブ２６０と駆動歯車２６４との間では伝達されない。連結位置では、スリーブ２６８は、歯２７０が歯２６２と歯２６６の両方に係合する最も左側の位置に軸方向に並進される。この時点では、駆動歯車２６４は、ハブ２６０及び入力シャフト６２′と一緒に回転可能に固定されている。トルクは、リヤドライブライン１４′に伝達される。
【００３２】
図９は、変形例としての動力取り出しユニット３００を示しており、この動力取り出しユニット３００は、能動型クラッチ３４′がドグクラッチ３０２で置き換えられている点を除き、動力取り出しユニット１２０と実質的に同一である。ドグクラッチ３０２は、入力シャフト６２′と一緒に回転可能に固定されたハブ３０４を有している。駆動リング３０６が同心シャフト１２２′と一緒に回転可能に固定されている。スリーブ３０８がハブ３０４を駆動リング３０６に駆動的に結合する連結位置と、スリーブ３０８がハブ３０４とのみ接触状態にある切り離し位置との間で軸方向に動くことができる。切り離し位置では、トルクは、ハブ３０４と駆動リング３０６との間では伝達されない。ドライブトレーン２５０は、本発明の範囲から逸脱することなく、動力取り出しユニット２５８か動力取り出しユニット３００かのいずれを備えても良いことが解る。
【００３３】
再び図７を参照すると、第１のクラッチ２５４は、第１のリヤアクスルシャフト４４′と一緒に回転可能に固定されたドラム２７２を有している。複数枚の外側クラッチ板２７４がドラム２７２と一緒に回転可能に固定されている。シャフト２７６がリング歯車１５０′に固定されている。複数枚の内側クラッチ板２７８がシャフト２７６と一緒に回転可能に固定されている。内側クラッチ板２７８は、外側クラッチ板２７４と交互に配置されている。アクチュエータ２８０が作動力を内側クラッチ板２７８及び外側クラッチ板２７４に加えてトルクが第１のクラッチ２５４を介して伝達されるようにするよう選択的に作動可能である。第１のリヤアクスルシャフト４４′は、この時点ではリング歯車１５０′に駆動的に結合される。
【００３４】
第２のクラッチ２５６は、第２のリヤアクスルシャフト４６′と一緒に回転可能に固定されたドラム２８２を有している。キャリヤ１５２′がリング歯車１５０′と一緒に回転可能に固定されている。ハブ２８４もまた、キャリヤ１５２′と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の内側クラッチ板２８６がハブ２８４に対して軸方向に動くことができると共にハブ２８４と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の外側クラッチ板２８８が内側クラッチ板２８６と交互に配置されると共にドラム２８２と一緒に回転可能に固定されている。アクチュエータ２９０が作動力を加えてトルクがハブ２８４からドラム２８２に伝わるようにするよう選択的に作動可能である。作動を説明すると、ドライブトレーン２５０は、直角駆動組立体３６′及びリング・ピニオン歯車装置４８′をエンジン１６′及び被動車輪２４′，４２′との駆動連結状態から切り離すよう機能することができる。この仕事を達成するため、ドグクラッチ２５２は、第１のクラッチ２５４及び第２のクラッチ２５６がトルクをこれらを介して伝達しないよう制御されている間、切り離し位置に配置される。また、第１のクラッチ２５４及び第２のクラッチ２５６を設けることにより、ハブ２６０と駆動歯車２６４の同期化が容易になり、それにより、シンクロナイザを用いないで、ドグクラッチ２５２又はドグクラッチ３０２の作動が可能である。
【００３５】
図１０は、別の変形例としてのドライブトレーン３５０の略図である。ドライブトレーン３５０は、リヤアクスル組立体３５２が上述の二重能動型クラッチ構成に代えて、単一シャフト間クラッチ３５４を備えている点を除き、ドライブトレーン２５０と実質的に同一である。
【００３６】
図１１は、サイド歯車１６０′の１つと一緒に回転可能に固定されたスタブシャフト１６２′を有するリヤアクスル組立体３５２の詳細図である。クラッチ３５４は、スタブシャフト１６２′と一緒に回転可能に固定されたドラム３５６を有している。出力スピンドル３５８にはハブ３６０が一体に形成されている。複数枚の内側クラッチ板３６２がハブ部分３６０に対して軸方向に動くことができると共にハブ３６０と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の外側クラッチ板３６４がドラム３５６に対して軸方向に動くことができると共にドラム３５６と一緒に回転可能に固定されている。外側クラッチ板３６４は、内側クラッチ板３６２と交互に配置されている。アプライプレート３６６が内側及び外側クラッチ板３６２，３６４に加えるよう軸方向に動くことができる。軸方向に動くことができるピストン３６８が電機モータ３７２により駆動されるポンプ３７０からの加圧流体の供給量に基づいて作動力をアプライプレート３６６に選択的に加える。他の力増倍装置、例えば歯車、ボールランプ（ball ramp）及びねじを図示のポンプ及びピストン構成と組み合わせて又はこれに代えて使用可能である。出力フランジ３７４が出力スピンドル３５８の一端部と一緒に回転可能に固定されている。第２のリヤアクスルシャフト４６′（図１０）が他端に結合されている。
【００３７】
図１２を参照すると、別の変形例としてのドライブトレーンが参照符号４００で示されている。ドライブトレーン４００は、ドライブトレーン３５０と実質的に同一である。ドライブトレーン４００は、リング歯車４０４を差動装置キャリヤ４０６に選択的に駆動面で結合する板クラッチ４０２を備えたリヤアクスル組立体４０１を有している。
【００３８】
図１３は、リヤアクスル組立体４０１を詳細に示している。リング歯車４０４は、ピニオン歯車４１０の歯４０８と噛み合い係合状態にある複数個の歯４０７を有している。リング歯車４０４は、差動装置キャリヤ４０６の円筒形スリーブ部分４１４で回転可能に支持されたハブ部分４１２を有している。
【００３９】
クラッチ４０２は、リング歯車４０４のハブ部分４１２と一緒に回転可能に固定されたハブ４１６を有している。複数枚の内側クラッチ板４１８がハブ４１６と一緒に回転可能に固定されている。ドラム４２０がキャリヤ４０６のスリーブ部分４１４と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の外側クラッチ板４２２がドラム４２０に対して軸方向に動くことができると共にドラム４２０と一緒に回転可能に固定されている。アプライプレート４２４がクラッチ作動力を内側クラッチ板４１８及び外側クラッチ板４２２に加えてクラッチ４０２を介してトルクを伝達するよう軸方向に動くことができる。ピストン４２６がポート４２８内に入っていて、ピストン４２６に作用する流体の圧力に比例した力を加えるよう軸方向に動くことができる。加圧流体は、上述した電機モータにより駆動されるポンプを含む幾つかの源により提供可能である。
【００４０】
加圧流体がピストン４２６に作用するよう提供されると、トルクは、リング歯車４０４とキャリヤ４０６との間で伝達される。リング歯車４０４及びピニオン歯車４１０が後輪４２′（図１２）により駆動されないようにすることが望ましい場合、クラッチ４０２は、開放モードに配置される。車輪からキャリヤ４０６内に位置決めされた差動歯車装置４３０に伝達されたトルクは、リング歯車４０４を駆動することはない。
【００４１】
図１４は、リヤアクスル組立体４０１と実質的に同一の変形例としてのリヤアクスル組立体４５０の一部分を示している。リヤアクスル組立体４５０は、クラッチ４５２がリング歯車４０４′を差動装置キャリヤ４０６′に選択的に駆動面で相互連結する仕方においてリヤアクスル組立体４０１とは異なっている。差動歯車キャリヤ４０６′は、差動歯車装置４３０′の互いに反対側に配置された第１の軸方向に延びるジャーナル４５４及び第２の軸方向に延びるジャーナル４５６を有している。クラッチ４５２は、第１のジャーナル４５４と一緒に回転可能にスプライン連結されたハブ４５８を有している。複数枚の内側クラッチ板４６０がハブ４５８に対して軸方向に動くことができると共にハブ４５８と一緒に回転可能に固定されている。段付きドラム４６２がキャリヤ４０６′の第２のジャーナル４５６で回転可能に支持されている。リング歯車４０４′は、段付きドラム４６２の第１の段付き部分４６４に取り付けられている。第２の段付き部分４６６が内側スプライン４６８を有している。複数枚の外側クラッチ板４７０がスプライン４６０を介してドラム４６２と一緒に回転可能に固定されていると共にドラム４６２に対して軸方向に動くことができる。ピストン４７４が加圧されてアプライプレート４７６に係合可能であり、それにより作動力をクラッチ４５２に提供する。図１４に示された構成では、段付きドラム４６２は、差動装置キャリヤ４０６′の大部分を包囲していて、これに対して回転可能である。
【００４２】
交互に配置された内側及び外側クラッチ板を含む上述のクラッチのどれか１つ又は２つ以上は、湿式クラッチかの乾式クラッチかのいずれであっても良いことが想定される。湿式クラッチは、内側及び外側クラッチ板の摩擦面を横切って圧送され又は跳ね飛ばされるのが良い流体で潤滑されると共に冷却される。湿式クラッチは、優れたトルク伝達性能を提供し、潤滑剤を収容した密閉環境で動作する。図１１に示されたポンプ、例えばポンプ３７０は、加圧流体をピストン３６８に提供すると共に加圧流体を提供して湿式クラッチを冷却することができる。変形例として、クラッチ板に作用する流体は、リング歯車及びピニオン歯車を含む歯車列の部材を潤滑するために用いられるのと同一の流体であっても良い。
【００４３】
湿式板クラッチが切り離し装置及び能動型前輪駆動カップリングとして用いられる場合、粘性抵抗トルク損失がクラッチプレートと接触状態にある流体を剪断する湿式クラッチのクラッチプレートと関連している。湿式クラッチ内での粘性抵抗損失を減少させるため、内側プレートと外側プレートは、互いに軸方向に比較的長い距離を置いて設けられるのが良い。しかしながら、チャーニング損失は、引き続き存在し、クラッチを効かせて内側及び外側プレートを横切ってトルクを発生させるための時間は、内側プレートと外側プレートの間隔の増大に起因して増加する場合がある。
【００４４】
上述したように、上述した摩擦板クラッチの少なくとも１つは、能動型多板乾式摩擦クラッチとして構成されるのが良い。具体的に説明すると、図７に示された能動型クラッチ２５４，２５６及び図１０及び図１１に示された能動型クラッチ３５４は、乾式摩擦クラッチであるのが良い。乾式クラッチを収容したキャビティは、潤滑剤を収容したキャビティから離されている。乾式クラッチキャビティは、隣接のキャビティからの汚染要因物又は潤滑剤の流入を制限するよう密封されるのが良い。乾式摩擦クラッチは、クラッチ板と接触状態にある潤滑剤を収容することはないので、厳密なクラッチ板パッククリアランスを湿式クラッチと関連した粘性損失よりも低い粘性損失で達成できる。乾式クラッチ構成により、開放条件におけるクラッチの作動と関連した抵抗損失が減少する。さらに、内側クラッチ板と外側クラッチ板を互いにつなぐのに必要な軸方向距離は、湿式クラッチの軸方向距離よりも小さいのが良い。
【００４５】
乾式クラッチの使用における別の特徴として、場合によっては、内側及び外側クラッチ板を湿式クラッチと関連した材料よりも摩擦係数の高い材料で被覆することが挙げられる。或る場合では、乾式クラッチは、湿式クラッチ表面相互間の摩擦係数の２倍又は３倍以上の摩擦係数を示す摩擦ブロックを有する。乾式クラッチは、所定の大きさのトルクを伝達するのに必要な摩擦円板の枚数を減少させることにより小型化可能である。摩擦円板の枚数を減少させると、アクチュエータの軸方向移動に関する要件が一段と減少する。
【００４６】
図１５は、乾式クラッチを含む参照符号５００で示された別の変形例としてのドライブトレーンを示している。ドライブトレーン５００は、フロントドライブライン５０２及びリヤドライブライン５０４を有し、これら両方のドライブラインは、伝動装置５０８を介して動力源、例えば長手方向に差し向けられたエンジン５０６から引き出し可能であり、伝動装置５０８は、マニュアル型かオートマチック型かのいずれであっても良い。図示の実施形態では、トランスファケース５１０が駆動トルクをエンジン５０６及び伝動装置５０８からフロントドライブライン５０２及びリヤドライブライン５０４に伝達する。
【００４７】
フロントドライブライン５０２は、フロント差動装置５１６を有するフロント駆動アクスル組立体５１４の互いの反対側の端部のところに連結された１対の前輪５１２を有し、フロント差動装置５１６は、自在継手５２０によりフロントプロペラシャフト５１８の一端部に結合されている。フロントプロペラシャフト５１８の反対側の端部は、トランスファケース５１０のフロント出力シャフト５２２に結合されている。リング・ピニオン歯車５２４がフロントプロペラシャフト５１８により駆動される。
【００４８】
リヤドライブライン５０４は、リヤ駆動アクスル組立体５２８の互いの反対側の端部のところに連結された１対の後輪５２６を有している。リヤ差動装置５３０は、リヤプロペラシャフト５３２の一端部に結合されている。リヤプロペラシャフト５３２の反対側の端部は、トランスファケース５１０のリヤ出力シャフト５３４に駆動的に連結されている。
【００４９】
トランスファケース５１０は、エンジン５０６及び伝動装置５０８により駆動される入力シャフト５３８を有している。トランスファケース５１０は、入力シャフト５３８からの駆動トルクをフロント出力シャフト５２２に伝達する伝達組立体５４０を更に有している。伝達組立体５４０は、入力シャフト５３８で回転可能に支持された第１又は駆動スプロケット５４２及びフロント出力シャフト５２２と一緒に回転可能に固定された第２又は被動スプロケット５４４を含む。可撓性駆動部材、例えばチェーン５４６が第１のスプロケット５４２と第２のスプロケット５４４を駆動的に互いに連結している。変形例として、多歯車型伝達組立体がスプロケット及びチェーン構成に取って代わっても良い。
【００５０】
モードシフト機構体５５０が入力シャフト５３８とフロント出力シャフト５２２との駆動連結関係を確立する手段となる。モードシフト機構体５５０は、フロント出力シャフト５２２が入力シャフト５３８と一緒に回転可能に剛性的に結合される四輪駆動モードを確立するために駆動スプロケット５４２を入力シャフト５３８に結合するよう作動可能なモードクラッチ５５２を有する。更に、モードクラッチ５５２は、全駆動トルクがリヤ出力シャフト５３４に送られる二輪駆動モードを確立するために駆動スプロケット５４２を入力シャフト５３８から選択的に切り離すよう作動可能である。
【００５１】
モードクラッチ５５２は、入力シャフト５３８と一緒に回転可能に固定されたドラム５５６を有している。ハブ５５８が駆動スプロケット５４２と一緒に回転可能に固定されている。複数枚の内側クラッチ板５６０がハブ５５８と一緒に回転可能に固定され、複数枚の外側クラッチ板５６２がドラム５５６と一緒に回転可能に固定されている。内側クラッチ板５６０は、外側クラッチ板５６２と交互に配置されている。
【００５２】
モードシフト機構体５５０は、圧縮力を内側クラッチ板５６０及び外側クラッチ板５６２に加えてトルクをモードクラッチ５５２の前後に伝達するよう作動可能なアクチュエータ５６８を備えたクラッチ作動システム５６６を更に有している。アクチュエータ５６８は、ボールランプ型機構体５７２を駆動する電機モータ５７０を有している。荷重をクラッチパックに加える他の機構体を図示の構成に代えて使用できる。クラッチ作動システム５６６は、フロント出力シャフト５２２の速度、ボールランプ型アクチュエータ５７２の位置及び車両ＣＡＮネットワークにより提供される多くの他の車両パラメータを求めるよう作動可能なセンサを含む多くのセンサと連絡状態にある制御装置５７８を更に有する。
【００５３】
リング及びピニオン歯車装置５２４を車両作動中、全ての動力源から切り離すため、フロント駆動アクスル組立体５１４は、第１のアクスル部分５８４をフロント駆動アクスル組立体５１４の第２のアクスル部分５８６から選択的に切り離すよう作動可能なカップリング５８２を含む。カップリング５８２が開放又はトルク非伝達動作モードにあるとき、前輪５１２のいずれかからのエネルギーは、リング及びピニオン歯車装置５２４を回転させることはない。作動装置５１６の内側歯車のみがこの時点で回転する。
【００５４】
アクチュエータ５８８がカップリング５８２を制御してこのカップリングをトルク伝達モード又はトルク非伝達モードの一方の状態にするよう作動可能である。制御装置５７８は、アクチュエータ５８８並びにアクチュエータ５６８と連絡状態にあると共にこれらアクチュエータを制御する。能動型モードクラッチ５５２とカップリング５８２の協調は、ドライブラインの回転部分と関連したチャーニング損失を最小限に抑えることができる二輪駆動動作モード及び四輪駆動動作モードを選択的に提供するよう上述したのと同じ仕方で制御可能である。
【００５５】
図１〜図１４に示された横方向に差し向けられたエンジン及び伝動装置に対する多数の切り離し装置の作動及び配設場所に関する上述した技術的思想は、図１５の長手方向エンジン構成にも利用できることが解る。具体的に説明すると、１つ又は２つ以上の動力切り離し装置がリヤドライブライン５０４と関連可能であることが想定される。例えば、リヤプロペラシャフト５３２の部分を連結したり切り離したりするための切り離し装置をトランスファケースの外側に位置決めするのが良い。変形例として、図１に示された切り離し装置５２，５４と同一の仕方で１つ又は２つ以上の切り離し装置をリヤ駆動アクスル組立体５２８に関連させても良い。さらに、切り離し装置のどれか１つ又は２つ以上を図示の車内側位置ではなく、車輪ハブ内に位置決めすることは、本発明の範囲に含まれる。
【００５６】
多くの車両用ドライブラインを上述したが、上述の特定の形態は例示に過ぎない。したがって、図示のコンポーネントの他の組み合わせを明示的に示されていないが、本発明の範囲に含まれるドライブトレーンを構成するよう互いに組み合わせ可能であることが想定される。
【図１】
2012519630.tif 000003
【図２】
2012519630.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
2012519630.tif 000018
2012519630.tif 000019