JP2000185571A - ４輪駆動車用トランスファ―ケ―ス - Google Patents

４輪駆動車用トランスファ―ケ―ス

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JP2000185571A
JP2000185571A JP11321931A JP32193199A JP2000185571A JP 2000185571 A JP2000185571 A JP 2000185571A JP 11321931 A JP11321931 A JP 11321931A JP 32193199 A JP32193199 A JP 32193199A JP 2000185571 A JP2000185571 A JP 2000185571A
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gear
teeth
sprocket
output
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JP11321931A
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Dan J Showalter
ダン・ジェイ・ショウォルター
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Borg Warner Automotive Inc
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 直接的な２輪駆動を提供し得るように係止
し、また、減速モードにて４輪駆動を提供し得るように
非係止できるトランスファーケースを提供する。 【解決手段】 ２輪駆動時、中央差動装置１４０の出力
はクラッチカラー１００、２２０により共に係止され、
主駆動ラインにのみ駆動トルクが提供される。４輪駆動
時、クラッチカラー１００、２２０は、差動装置を非係
止状態にし、太陽歯車７２からの出力を二次的駆動ライ
ン中のチェーンスプロケット２５０に接続する。中央差
動装置１４０はキャリアを通じて駆動され、開放型差動
装置として作動する。リング（外）歯車８０が主駆動ラ
インを駆動し、太陽（中央）歯車７２が協働するチェー
ンスプロケット２５０及びチェーンを通じて二次的駆動
ラインを駆動する。チェーン駆動スプロケット２５０は
寸法不同であり、駆動スプロケット２５０と被駆動スプ
ロケット２６８との間で減速を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、４輪
駆動車用のトランスファーケース、より具体的には、４
輪のアンダードライブ運転モードを選択的に提供する形
態とされた中央差動装置を有するトランスファーケース
に関する。
【０００２】
【従来の技術】雪、みぞれ、氷及び水といったような悪
い運転状態下にて、４輪駆動装置により実現される牽引
力及び車のコントロールが向上することが明確に有利で
あることは、従来から車の設計者にとって公知であり且
つ理解されてきた。ボート、スノーモービル等を運ぶト
レーラを牽引するときに４輪駆動を使用することもそれ
程、明確ではないにしても利点がある。この場合にも、
牽引力が向上すれば、悪い運転状態下にて、ドライバの
コントロール及び安定性が向上する。トレーラを牽引す
ることを１つの特別な運転モードとみなすとき、車の設
計基準に対して更なる特徴及び条件を加えることができ
る。例えば、車の重量が数百又は数千ポンド増加すると
き、全体的な運転比を僅かに大きくすれば、トルクが向
上し、従って、加速を向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、車が２輪駆動運
転にて利用されるとき、車がトレーラを牽引せず、又は
道路状況が良好であるか、又はその双方の状況である限
り、牽引力を向上させることや、加速を向上させること
が有利であったり、又は必要とされることはないだろう
という考えが存在する。
【０００４】このように、本発明の１つの目的は、直結
駆動及びアンダードライブの運転モードの双方を有する
トランスファーケースを提供することである。本発明の
別の目的は、直接的な２輪駆動を提供し得るように係止
し、また、減速（アンダードライブ）モードにて４輪駆
動を提供し得るように非係止状態とすることのできる中
央差動装置を有するトランスファーケースを提供するこ
とである。
【０００５】本発明の更に別の目的は、例えば、トラン
スファーケースと独立的に、自動車に内蔵させたアンチ
ロックブレーキ装置により横滑りの制御が為される、開
放中央差動装置を有するトランスファーケースを提供す
ることである。
【０００６】本発明の更に別の目的は、車の性能を向上
させ得るように、４輪アンダードライブモードにて、開
放中央差動装置及び不同のチェーンスプロケットが主駆
動ライン及び二次的駆動ラインに対し駆動トルクを提供
する、自動車のトランスファーケースを提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、直接的な２輪
駆動、及び車の性能を向上させるアンダードライブ４輪
駆動運転モードを提供する中央差動装置を有するトラン
スファーケースに関するものである。
【０００８】４輪駆動車用のトランスファーケースは、
２輪駆動時における直接的な出力と、４輪駆動時におけ
る僅かに減速した速度出力とを提供する、中央の遊星歯
車差動装置を備えている。２輪駆動時において、中央差
動装置の出力は、クラッチカラーによって共に係止さ
れ、駆動トルクは、主駆動ラインにのみ提供される。４
輪駆動時、クラッチカラーは、差動装置を非係止状態に
し、太陽歯車からの出力を二次的駆動ライン中のチェー
ン駆動スプロケットに接続する。中央差動装置は、キャ
リアを介して駆動され、開放差動装置として機能し、ま
た、主（後側）駆動ラインへの６５％、二次的（前側）
駆動ラインへの３５％のトルク分割を行うような形態と
されることが好ましい。リング（後側）歯車は、主駆動
ラインを駆動し、また、太陽（中央）歯車は、協働する
チェーンスプロケット及びチェーンを通じて二次的駆動
ラインを駆動する。チェーンスプロケットは、寸法不同
であり、駆動スプロケットと被駆動スプロケットとの間
にて減速を行う。この減速は、中央差動装置を通じて実
現される入力から主出力への減速と名目的に等しい。こ
のように、４輪駆動モード時、駆動ラインを通じての駆
動比は増大し且つ減速されて、車の加速力及び引張り力
を向上させる。２輪駆動時、より小さい（直接的な）駆
動比にてより有利な燃料の経済性が得られる。開放差動
装置の場合、車のアンチロック又はアンチスキッドブレ
ーキ装置によって横滑りの制御及びトルクの分配を実現
することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の更なる目的及び有利な点
は、以下の説明及び同一の構成要素、要素又は特徴部分
を同様の参照番号で表示する添付図面を参照することに
より明らかになるであろう。
【００１０】先ず、図１を参照すると、４輪駆動車の駆
動トレーンが参照番号１０で概略図的に示してある。４
輪駆動車の駆動トレーン１０は、伝動装置すなわちトラ
ンスミッション１４に接続され且つ該伝動装置を直結駆
動する原動機１２を有している。伝動装置１４は、オー
トマチック型又はマニュアル型の何れかとすることがで
きる。伝動装置１４の出力は、トランスファーケース組
立体１６を直結駆動し、該トランスファーケース組立体
１６は、主すなわち後推進軸２２と、主すなわち後差動
装置２４と、一対の主活車軸すなわち後車軸２６と、そ
れぞれ一対の主すなわち後タイヤ及び車輪の組立体２８
とを備える主すなわち後駆動ライン２０に対し駆動力を
提供する。
【００１１】また、トランスファーケース組立体１６
は、二次的すなわち前推進軸３２と、二次的すなわち前
差動装置組立体３４と、一対の二次的活車軸すなわち前
車軸３６と、それぞれの一対の二次的すなわち前タイヤ
及び車輪の組立体３８とを備える、二次的すなわち前駆
動ライン３０に対し駆動力を選択的に提供する。前タイ
ヤ及び車輪の組立体３８は、対の前車軸３６のそれぞれ
の１つに直接接続されることが好ましい。これと代替的
に、一対の手動又は遠隔的に作動可能な係止ハブ４２を
対の前車軸３６とタイヤ及び車輪の組立体３８のそれぞ
れ１つとの間に作用可能に配置し、これらを選択的に接
続させるようにしてもよい。主駆動ライン２０及び二次
的駆動ライン３０の双方は、適当な且つ適宜に配置され
た自在継手４４を備えることができる。該自在継手４４
は、従来の仕方にて機能し、色々な軸と構成要素との間
の静的及び動的なずれ及び不整合を許容する。
【００１２】車の運転者の手が容易に届く範囲内に運転
者の制御盤又は組立体４６が配置される。該組立体４６
は、トランスファーケース組立体１６の４つの運転モー
ドの１つを選択するスイッチすなわち複数の押釦４８を
有している。４つの運転モードは、Ｈ２；高歯車比（直
結駆動）にて主駆動ライン２０による２輪駆動、Ｎ；中
立、Ｈ４；減速高歯車比（アンダードライブ）にて主及
び二次的駆動ライン２０、３０を通じての４輪駆動、及
びＬ４；低歯車比にて主及び二次的駆動ライン２０、３
０を通じての４輪駆動である。
【００１３】上記及び以下の説明は、後駆動ライン２０
が主駆動ラインとして機能する、すなわち、後駆動ライ
ンが実質的に常時（フルタイムで）係合し且つ機能し、
これに対応して、前駆動ライン３０が二次的駆動ライン
として機能する、すなわち、二次的駆動ラインがパート
タイムでのみ、すなわち、二次的又は補助的な仕方にて
のみ係合し且つ機能する車、すなわち、一般に、後輪駆
動車と称される、車に関するものである。
【００１４】主駆動ライン２０が車の前側に配置され、
二次的駆動ライン３０が車の後側に配置される、伝動装
置及びトランスファーケース内にて、本明細書に開示し
且つ特許請求の範囲に含めた本発明が、容易に利用でき
る限り、本明細書にて「前側」及び「後側」ではなく
て、こうした「主」及び「二次的」という表現を利用す
る。このように、かかる「主」及び「二次的」という表
現は、そのそれぞれの特定の位置ではなく、個々の駆動
ラインの機能を広く且つ適切に特徴付けるものである。
【００１５】次に、図１及び図２を参照すると、本発明
を具体化するトランスファーケース組立体１６は、典型
的に、鋳造による多数の部品のハウジング組立体５０を
備え、そのハウジング組立体は、平面状で且つ円形の密
封面と、軸及びベアリング用の開口部と、トランスファ
ーケース１６の色々な構成要素又は組立体を受け入れる
色々な凹所、肩部、フランジ、端ぐり穴等とを有してい
る。入力軸５２は、図１に図示した伝動装置１４の出力
部を入力軸５２に駆動可能に接続する、雌型又は内側ス
プライン部分すなわち歯車の歯５４又は他の適当な構造
体を有している。入力軸５２は、外側にてボールベアリ
ング組立体５６のような減摩ベアリングすなわち転がり
ベアリングにより、また、内側にてローラベアリング組
立体５８のような減摩ベアリングすなわち転がりベアリ
ングにより回転可能に支持されている。段付きの中間軸
６０の一部分にローラベアリング組立体５８が配置され
ている。入力軸５２とハウジング組立体５０との間に配
置された適当なオイルシール６２は、その両者の間に適
当な流体密のシールを提供する。中間軸６０の他端は、
ローラベアリング組立体６４のような減摩ベアリングす
なわち転がりベアリングによって支持されている。端部
キャップ又はシール６６は、中間軸６０における軸方向
通路６８の端部を閉塞する。仮想線で示したゲロータ
（ｇｅｒｏｔｏｒ）ポンプＰは、典型的に、軸方向通路
６８に対し潤滑・冷却流体の流れを提供するために利用
される。その後、該潤滑・冷却流体は、中間軸６０にお
ける複数の半径方向ポートを通じてトランスファーケー
ス組立体１６の構成要素に分配される。
【００１６】次に、図２を参照すると、トランスファー
ケース組立体１６は、全体として、入力軸５２の周りに
配置された２速度の遊星（周転円（ｅｐｉｃｙｃｌｉ
ｃ））歯車組立体７０を有している。遊星歯車組立体７
０は、共に、入力軸５２の軸方向伸長部７８に形成され
た、複数の外歯車の歯７４と、複数の内側スプライン部
分すなわち歯車の歯７６とを有する太陽歯車７２を備え
ている。内歯車の歯８２を有するリング歯車８０が太陽
歯車７２及びその歯７４と半径方向に整合されている。
リング歯車８０は、ハウジング組立体５０の部分に形成
された突出部すなわち張出し部８４、及び協働するスナ
ップリング８６のような任意の適当な保持構造体により
ハウジング組立体５０内に固定状態に保持されている。
ローラベアリング９０のような、複数の減摩ベアリング
すなわち転がりベアリングの上に同様に複数のピニオン
歯車８８が回転可能に受けられている一方、ローラベア
リング９０は、同様に複数の副軸９２により支持され且
つ配置されている。複数の副軸９２は、遊星キャリア９
４内に取り付けられ且つ該遊星キャリア９４に固着され
ている。遊星キャリア９４は、入力軸５２の伸長部７８
上にて内側スプライン部分すなわち歯車の歯７６に全体
として隣接して配置された複数の内側スプライン部分す
なわち歯車の歯９６を有している。遊星歯車組立体７０
については、参考としてその内容を引用して本明細書に
含めた、共有に係る米国特許第４，４４０，０４２号に
より詳細に記載されている。
【００１７】遊星歯車組立体７０は、また、長い内側ス
プライン部分すなわち歯車の歯１０２を画定する第一の
ドッグクラッチすなわちクラッチカラー１００も備えて
いる。第一のクラッチカラー１００の内側スプライン部
分すなわち歯車の歯１０２は、中間軸６０における相補
的な複数の外側スプライン部分すなわち歯車の歯１０４
上に摺動可能に受けられる。このように、第一のクラッ
チカラー１００は、中間軸６０と共に回転するが、該中
間軸に沿って両方向に移動可能である。また、第一のク
ラッチカラー１００は、一端に外側スプライン部分すな
わち歯車の歯１０６を有している。該歯車の歯１０６
は、全ての点にて、入力軸５２の軸方向伸長部７８にお
ける内側スプライン部分すなわち歯車の歯７６及び遊星
キャリア９４における内側スプライン部分すなわち歯車
の歯９６と相補的である。第一のクラッチカラー１００
の他端は、周方向に且つ半径方向に伸長するフランジ１
０８を画定する。
【００１８】第一のクラッチカラー１００は、３つの位
置及び運転モードが可能である。図２の下方部分におい
て、第一のクラッチカラー１００は、その最左側位置す
なわち直結駆動位置にて示してある。第一のクラッチカ
ラー１００の外側スプライン部分すなわち歯車の歯１０
６が入力軸５２の軸方向伸長部７８における内側スプラ
イン部分すなわち歯車の歯７６に係合し、これにより、
入力軸５２を中間軸６０に直接接続し且つその両者間に
て直接的すなわち高歯車駆動を提供するとき、直結駆動
が達成される。第一のクラッチカラー１００が図２の下
方部分に図示した位置から図２の上方部分に図示した位
置まで右方向に移動したときに、遊星歯車組立体７０に
より実現される減速は、第一のクラッチカラー１００に
おける外側スプライン部分すなわち歯車の歯１０６が遊
星キャリア９４における内側スプライン部分すなわち歯
車の歯９６と係合することにより実現される。このよう
に係合したとき、遊星歯車組立体７０は作用可能であ
り、入力軸５２と中間軸６０との間にて典型的に３：１
乃至４：１の範囲の減速を行う。これら２つの位置の間
に、中立位置がある。中央の中立位置において、入力軸
５２及び遊星キャリア９４の双方は、中間軸６０から切
り離され、その両者の間にて何ら動力は伝達されない。
【００１９】第一のクラッチカラー１００の位置は、シ
フト制御電気モータ１１０によって支配される。シフト
制御モータ１１０は、一対のブッシュ又はベアリング１
１４によってハウジング組立体５０内にて回転可能に支
持された駆動軸すなわちシフトレール１１２を回転させ
る。シフトレール１１２は、半径方向に伸長し且つ隔て
られた第一の対のピン又はカム従動子１１６を有してい
る。第一の対のカム従動子１１６の間には、第一のシフ
トフォーク組立体１２０が配置されている。第一のシフ
トフォーク組立体１２０は、シフトレール１１２を受け
入れる貫通路１２４を画定する、第一のシフトフォーク
本体１２２を有している。第一のシフトフォーク本体１
２２の両端には、相補的な形状とされ且つ隔てられたら
旋状のカム面１２６と、軸方向に伸長する不連続部分す
なわち平坦部１２８とがある。ら旋状のカム面１２６
は、カム従動子１１６の分離距離よりも僅かに短い距離
を隔てられ且つ所要の形状とされており、このため、シ
フトレール１１２が回転すると、シフトフォーク組立体
１２０は、シフトレール１１２に沿って限られた距離、
軸方向に移動する。不連続部分すなわち平坦部１２８
は、シフトレール１１２の回転を一方向に制限するスト
ッパとして機能する。また、シフトフォーク組立体１２
０は、半円形の通路すなわち溝１３４を画定するヨーク
１３２も有している。半円形の溝１３４は、第一のクラ
ッチカラー１００におけるフランジ１０８の一部分と相
補的であり且つ該一部分と係合し、容易に理解し得るよ
うに、シフトレール１１２の回転に応答して、第一のク
ラッチカラー１００を軸方向に且つ両方向に再位置決め
する。
【００２０】遊星歯車組立体７０は、２つの範囲、すな
わち高速及び低速を提供する第一のクラッチカラー１０
０を有すること、トランスファーケース組立体１６の機
能がオプション的であること、４輪駆動車の駆動トレー
ン１０及びトランスファーケース組立体１６は、単一速
度の直結駆動装置として完全に機能可能であること、遊
星歯車組立体７０及び該遊星歯車組立体により提供され
る２つの速度範囲無しにて本発明が利用可能であること
を理解すべきである。
【００２１】次に、図２及び図３を参照すると、トラン
スファーケース組立体１６は、また、遊星歯車の中央差
動装置組立体１４０も有している。中央差動装置組立体
１４０は、遊星の歯車列装置であることも好ましく、ま
た、内側スプライン部分すなわち歯車の歯１４４を有す
る遊星キャリア１４２を備えており、該歯車の歯１４４
は、中間軸６０の段付きの端末部分１４８に形成され
た、相補的な形状の外側スプライン部分すなわち歯車の
歯１４６に係合し且つ該歯車の歯１４６によって駆動さ
れる。遊星キャリア１４２は、軸方向に伸長する、複数
の、好ましくは３つの副軸１５０を受け入れる。該副軸
１５０は、複数のピニオンすなわち遊星歯車１５４を回
転可能に受ける、ニードルベアリング組立体１５２を支
持する。複数のピニオンすなわち遊星歯車１５４の各々
は、リング歯車環状体１６２の内部に形成された内歯車
の歯１５８と常にかみ合わさる歯車の歯１５６を有して
いる。主出力軸１６８の一部分を構成する、斜め方向に
伸長する円形部材１６６の周縁に形成された複数の外歯
車の歯１６４がリング歯車環状体１６２に係合し、リン
グ歯車環状体１６２は、該外歯車の歯１６４により接続
され且つ支持されている。歯車の歯１５８の周溝内に座
したスナップリング１７０は、出力軸１６８の円形部材
１６６をリング歯車環状体１６２内に保持する。
【００２２】上述したように、ローラベアリング組立体
６４は、中間軸６０の段付きの端末部分１４８を主出力
軸１６８の端ぐり穴内に回転可能に支持する。主出力軸
１６８は、ボールベアリング組立体１７２のような減摩
ベアリングすなわち転がりベアリングに回転可能に支持
されることが好ましい。主出力軸１６８は、外側スプラ
イン部分すなわち外歯車の歯１７４を有しており、該外
歯車の歯１７４は、出力フランジ１７８、又は他の出力
部すなわち駆動ライン構造体の内側スプライン部分すな
わち歯車の歯１７６と合わさる。出力フランジ１７８
は、ナット１８２のような適当なリテーナによって主出
力軸１６８に固着されることが好ましい。オイルシール
１８４は、トランスファーケース組立体１６のフランジ
１７８とハウジング５０との間に流体密のシールを提供
する。
【００２３】斜め方向に伸長する円形部材１６６と反対
側のリング歯車環状体１６２の他端には、円形の端板１
９２がある。円形の端板１９２は、外歯車の歯１９４を
有しており、該外歯車の歯１９４は、リング歯車環状体
１６２における内歯車の歯１５８と相補的であり且つ該
内歯車の歯１５８に係合する。円形の端板１９２は、遊
星キャリア１４２に隣接して配置され且つスナップリン
グ１９６により軸方向に拘束されている。該スナップリ
ング１９６は、歯車の歯１５８の適当な周溝内に受け入
れられる。また、円形の端板１９２は、複数の内側スプ
ライン部分すなわち内歯車の歯１９８も有している。異
なる速度にて回転する中央差動装置組立体１４０の構成
要素の間に、色々な減摩用の平座金２００を介在させる
ことができることが理解されよう。
【００２４】駆動スリーブ２０２は、中間軸６０の周り
に回転自在に配置されている。所望であるならば、駆動
スリーブ２０２と中間軸６０との間に減摩ブッシュ２０
４を介在させることができる。駆動スリーブ２０２は、
複数の外歯車の歯２０６を有しており、該複数の外歯車
の歯２０６は、複数のピニオンすなわち遊星歯車１５４
の各々の歯車の歯１５６と常にかみ合わさっている。こ
のように、駆動スリーブ２０２及びその外歯車の歯２０
６は、ピニオンすなわち遊星歯車１５４と協働する太陽
歯車として機能する一方、該遊星歯車は、リング歯車環
状体１６２の歯車の歯１５８と協働して遊星すなわち周
転円歯車列を形成する。該周転円歯車列は、配置された
ように、開放中央差動装置として機能する。
【００２５】また、駆動スリーブ２０２は、太陽歯車を
形成する外歯車の歯２０６と全体として反対側に配置さ
れた外側スプライン部分すなわち外歯車の歯２０８の領
域も有している。駆動スリーブ２０２は、スナップリン
グ２１２により保持され且つ軸方向に位置決めされてい
る。該スナップリングは、中間軸６０に形成された適当
な周溝２１４内に受け入れられている。第二のドッグク
ラッチすなわちクラッチカラー２２０が駆動スリーブ２
０２の外側スプライン部分すなわち外歯車列２０８上に
て軸方向の両方向に摺動可能である。第二のクラッチカ
ラー２２０は、内側スプライン部分すなわち内歯車の歯
２２２を有しており、該歯車の歯２２２は、駆動スリー
ブ２０２における外側スプライン部分すなわち外歯車の
歯２０８と相補的であり且つ該歯車の歯２０８と駆動可
能に係合する。中央差動装置組立体１４０のより基端側
にある第二のクラッチカラー２２０の端部は、第一の組
みの外側スプライン部分すなわち外歯車の歯２２４を有
しており、該歯車の歯２２４は、全ての点にて円形の端
板１９２における内側スプライン部分すなわち内歯車の
歯１９８と相補的であり且つ該歯車の歯１９８と係合す
る。
【００２６】第二のクラッチカラー２２０は、中間位置
に配置されて、半径方向に且つ周方向に伸長するフラン
ジ２２６を有している。また、第二のクラッチカラー２
２０は、第一の組みの外側スプライン部分すなわち外歯
車の歯２２４と反対側にある、第二のクラッチカラー２
２０の端部に配置された第二の組みの外側スプライン部
分すなわち外歯車の歯２２８も有している。
【００２７】図２に図示するように、また、シフトレー
ル１１２に、第二のシフトフォーク組立体２３０が配置
されている。第二の対のピン又はカム従動子２３２は、
第二のシフトフォーク本体２３６の両端における隔てら
れたら旋状のカム２３４と係合する。ら旋状カム２３４
は、軸方向に伸長する不連続部分すなわち平坦部２３８
を有することができる。また、第二のシフトフォーク本
体２３６は、シフトレール１１２を受け入れ得るように
された貫通路２４０も有している。また、第二のシフト
フォーク組立体２３０は、第二のクラッチカラー２２０
のフランジ２２６の一部分を受け入れる半円形の溝２４
４を画定するヨーク２４２も有している。
【００２８】次に、図２及び図３を参照すると、より小
型のチェーン駆動スプロケット２５０は、中間軸６０に
回転自在に配置されている。このより小型のチェーン駆
動スプロケット２５０は、中間軸６０上に形成された肩
部２５２と、相補的な形状とした周溝２５６内に座した
スナップリング２５４との間に配置され且つその間にて
軸方向に拘束されている。より小型のチェーン駆動スプ
ロケット２５０は、内側スプライン部分すなわち内歯車
の歯２５８を有しており、該歯車の歯２５８は、第二の
シフトカラー２２０における第二の複数の外側スプライ
ン部分すなわち外歯車の歯２２８と相補的であり且つ該
歯車の歯２２８と選択的に係合可能である。より小型の
チェーン駆動スプロケット２５０は、また、駆動チェー
ン２６４と駆動可能に係合する複数のチェーン駆動歯２
６２も有している。一方、駆動チェーン２６４は、より
大型の被駆動チェーンスプロケット２６８の周縁の周り
に形成されたチェーン歯２６６と駆動可能に係合する。
より大型の被駆動チェーンスプロケット２６８は、二次
的出力軸２７６における外側スプライン部分すなわち外
歯車の歯２７４と相補的であり且つ該歯車の歯２７４と
係合する内側スプライン部分すなわち内歯車の歯２７２
を有することが好ましい。二次的出力軸２７６は、ボー
ルベアリング組立体２８２のような一対の隔たった減摩
ベアリングすなわち転がりベアリングに支持されること
が好ましい。二次的出力軸２７６は、二次的駆動ライン
３０の関係する被駆動構成要素と適合可能なフランジ２
７８すなわち他の構造体を有している。オイルシール２
８４は、トランスファーケース組立体１６の二次的出力
軸２７６とハウジング５０との間に適当な流体密のシー
ルを提供する。
【００２９】次に、本発明に従って、２輪駆動における
高歯車比（直結駆動）モード、及び４輪駆動の減速（ア
ンダードライブ）モードにおけるトランスファーケース
組立体１６、具体的には、中央差動装置組立体１４０の
作用について説明する。図３において、第二のクラッチ
カラー２２０は、２輪の直結駆動運転モードにて図示さ
れている。この運転モードにおいて、第二のクラッチカ
ラー２２０は、該第二のクラッチカラー２２０の外側ス
プライン部分すなわち外歯車の歯２２４が円形の端板１
９２における内側スプライン部分すなわち内歯車の歯１
９８と係合した状態にて、その最右側の位置に示してあ
る。第二のクラッチカラー２２０は、駆動スリーブ２０
２を通じて、太陽歯車の歯２０６、従って、ピニオンす
なわち遊星歯車１５４に回転可能に接続されているた
め、中央差動装置組立体１４０は、効果的に係止され、
キャリア１４２を通じて中央差動装置組立体１４０に入
る駆動トルクは、差動、増速又は減速を伴うことなく、
主出力軸１６８に提供される。
【００３０】４輪のアンダードライブ運転モードにおい
て、第二のシフトカラー２２０は、シフト制御モータ１
１０によって図３に仮想線で示した最左側の位置まで移
動される。キャリア１４２及び関係したピニオンすなわ
ち遊星歯車１５４を通じて、中間軸６０から中央差動装
置組立体１４０内に駆動トルクが供給される。第二のシ
フトカラー２２０は、より小型のチェーン駆動スプロケ
ット２５０と係合し且つスプロケット２５０を駆動す
る。このように、中央差動装置組立体１４０は、非係止
状態とされ且つ主出力軸１６８とより小型のチェーン駆
動スプロケット２５０との間にて差動作用を実現するこ
とができる。中央差動装置組立体１４０は、主駆動ライ
ン２０と二次的駆動ライン３０との間にてトルクを６５
対３５に分割し得る形態とされることが好ましい。
【００３１】この運転モードにおいて、上述した直結駆
動運転モードに対して、中央差動装置組立体１４０を通
じて主出力軸１６８への減速が実現される。対応する減
速は、より小型のチェーン駆動スプロケット２５０にお
ける歯車の歯とより大型の被駆動チェーンスプロケット
２６８における歯車の歯との比を通じて実現される。例
えば、より小型のチェーン駆動スプロケット２５０は、
３１個の歯を有する一方、より大型の被駆動チェーンス
プロケット２６８は４１個の歯を有し、これにより、
１．１３２３：１の減速比を実現し、この減速比は、ピ
ニオンすなわち遊星歯車１５４と駆動スリーブ２０２に
おける太陽歯車の歯２０６との間の減速比と組み合わさ
って、ピニオンすなわち遊星歯車１５４、リング歯車の
環状体１６２及び主出力軸１６８を介して実現されると
同一の公称の減速を実現することができる。より小型の
チェーン駆動スプロケット２５０とより大型の被駆動チ
ェーンスプロケット２６８との間の減速比は、１．１５
乃至１．５０：１．００の範囲にあることが適してい
る。
【００３２】この減速比は、色々な車の寸法、重量及び
馬力に対応し得るように変更可能である一方、アンダー
ドライブモードにおける全体的な運転減速比は１．１３
対１であることが満足し得ることが判明している。ま
た、約１．０５：１乃至１．２５：１の範囲の減速比も
適当であることと考えられる。この減速比（アンダード
ライブ）は、例えば、３．３１：１乃至３．７３：１の
範囲まで前及び後差動装置の車軸比を効果的に増大さ
せ、これにより、車の性能及び牽引能力を向上させる。
勿論、車が２輪直結駆動にシフトバックされたとき、容
易に理解し得るように、車は例えば、３．３１：１の車
軸比のようなその基準に従って機能する。
【００３３】上述したように、高歯車比にてアンダード
ライブ速度範囲を提供する中央差動装置組立体１４０
は、２速度遊星歯車組立体７０と、該歯車組立体が提供
する高速（直接）及び低速（減速）範囲と共に又はこれ
らを伴わずに、利用することができる。更に、本発明に
よる中央差動装置組立体１４０は、主差動装置２４及び
二次的差動装置３４と相俟って、完全な差動機能を提供
する、すなわち、タイヤ及び車輪の組立体２８、３８の
間にて独立的な可変速度とすることを可能にする。従っ
て、関係した自動車のアンチロック又はアンチスキッド
ブレーキ制御装置を利用して、色々なタイヤ及び車輪の
組立体２８、３８へのトルクの分配を制御し且つ制限
し、特に、悪天候及び悪い運転状態のとき、車輪のスピ
ンを少なくし且つ車の性能及びハンドリング性を向上さ
せることが可能となる。
【００３４】上記の開示は、本発明を実施するため当該
発明者が最良の形態と考えるものである。しかしなが
ら、改変例及び変更例を具体化する装置は、トランスフ
ァーケース及び自動車の駆動ラインの技術の当業者に明
らかであろう。上記の開示が本発明を実施するため当該
発明者が考える最良の形態を提供し、また、関連する技
術の当業者が本発明を実施することを可能にすることを
意図とする限り、これにのみ限定されず、かかる上記の
色々な改変例を含み、特許請求の範囲の精神及び記載に
よってのみ限定されるものであると解釈されるべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化するトランスファーケースを有
する４輪駆動自動車のパワートレーンの概略図的な平面
図である。
【図２】本発明による中央差動装置を内蔵する自動車の
トランスファーケースの完全な断面図である。
【図３】本発明による開放差動装置の拡大部分断面図で
ある。
【符号の説明】
１６ トランスファーケース組立体 ５０ ハウジング組立体 ５２ 入力軸 ５４ 入力軸の雌型又は内側スプライン部分すなわち歯
車の歯 ５６ ボールベアリング組立体 ５８、６４ ローラ
ベアリング組立体 ６０ 中間軸 ６２ オイルシール ６６ 端部キャップ／シール ６８ 軸方向通路 ７０ 遊星歯車組立体 ７２ 太陽歯車 ７４ 外歯車の歯 ７６ 遊星歯車組立体の内側スプライン部分すなわち歯
車の歯 ７８ 軸方向伸長部 ８０ リング歯車 ８２ 内歯車の歯 ８４ 突出部／張出
し部 ８６ スナップリング ８８ ピニオン歯車 ９０ ローラベアリング ９２ 副軸 ９４ 遊星キャリア ９６ 遊星キャリアの内側スプライン部分すなわち歯車
の歯 １００ 第一のドッグクラッチ／クラッチカラー １０２ 第一のクラッチカラーの内側スプライン部分す
なわち歯車の歯 １０４ 中間軸の外側スプライン部分すなわち歯車の歯 １０６ 第一のクラッチカラーの外側スプライン部分す
なわち歯車の歯 １０８ フランジ １１０ シフト制御
モータ １１２ 駆動軸／シフトレール １１４ ブッシュ／
ベアリング １１６ 第一の対のピン／第一の対のカム従動子 １２０ 第一のシフトフォーク組立体 １２２ 第一のシフトフォーク本体 １２４ 貫通路 １２６ カム面 １２８ 不連続部分／平坦部 １３２ ヨーク １３４ 半円形の通路／溝 １４０ 中央差動装
置組立体 １４２ 遊星キャリア １４４ 遊星キャリアの内側スプライン部分すなわち歯
車の歯 １４６ 端末部分の外側スプライン部分すなわち歯車の
歯 １４８ 端末部分 １５０ 副軸 １５２ ニードルベアリング組立体 １５４ ピニオン歯車／遊星歯車 １５６ 歯車の歯 １５８ 内歯車の歯 １６２ リング歯車
環状体 １６４ 外歯車の歯 １６６ 円形部分 １６８ 主出力軸 １７０ スナップリ
ング １７２ ボールベアリング組立体 １７４ 外歯車の歯 １７６ 駆動ライン構造体の内側スプライン部分すなわ
ち歯車の歯 １７８ 出力フランジ １８２ ナット １８４ オイルシール １９２ 円形の端板 １９４ 外歯車の歯 １９６ スナップリ
ング １９８ 円形の端板の内側スプライン部分すなわち歯車
の歯 ２００ 平座金 ２０２ 駆動スリー
ブ ２０４ 減摩ブッシュ ２０６ 駆動スリー
ブの外歯車の歯 ２０８ 駆動スリーブの外側スプライン部分すなわち外
歯車の歯 ２１２ スナップリング ２１４ 周溝 ２２０ 第二のドッグクラッチ／クラッチカラー ２２２ 第二のクラッチカラーの内側スプライン部分す
なわち内歯車の歯 ２２４ 第二のクラッチカラーの第一の組みの外側スプ
ライン部分すなわち外歯車の歯 ２２６ フランジ ２２８ 第二のクラッチカラーの第二の組みの外側スプ
ライン部分すなわち外歯車の歯 ２３０ 第二のシフトフォーク組立体 ２３２ 第二の対のピン／第二の対のカム従動子 ２３４ カム ２３６ 第二のシフ
トフォーク本体 ２３８ 不連続部分／平坦部 ２４０ 貫通路 ２４２ ヨーク ２４４ 半円形の溝 ２５０ より小型のチェーン駆動スプロケット ２５２ 肩部 ２５４ スナップリ
ング ２５６ 周溝 ２５８ より小型のチェーン駆動スプロケットの内側ス
プライン部分すなわち内歯車の歯 ２６２ チェーン駆動歯 ２６４ 駆動チェー
ン ２６６ チェーン歯 ２６８ より大型の被駆動チェーンスプロケット ２７２ より大型の被駆動チェーンスプロケットの内側
スプライン部分すなわち内歯車の歯 ２７４ より大型の被駆動チェーンスプロケットの外側
スプライン部分すなわち外歯車の歯 ２７６ 二次的出力軸 ２７８ フランジ ２８２ ボールベアリング組立体 ２８４ オイルシー
ル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591001709 3001 ｗｅｓｔ Ｂｉｇ Ｂｅａｖｅｒ Ｒｏａｄ Ｓｕｉｔｅ 200 Ｐ．Ｏ．Ｂ ｏｘ 5060 Ｔｒｏｙ， Ｍｉｃｈｉｇａ ｎ 48007−5060 Ｕ．Ｓ．Ａ (72)発明者 ダン・ジェイ・ショウォルター アメリカ合衆国ミシガン州48170，プリマ ス，パインビュー・ドライブ 9320

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ４輪駆動車用トランスファーケース（１
    ６）において、 入力部材（６０）と、 該入力部材に回転自在に配置され且つ歯（２５８）を有
    する出力部材（２５０）と、 遊星歯車の中央差動装置（１４０）であって、キャリア
    （１４２）と、該キャリア内に配置された複数のピニオ
    ン歯車（１５４）と、該複数のピニオン歯車が係合する
    内歯車の歯（１５８）を有するリング歯車（１６２）
    と、該リング歯車に接続された出力軸（１６８）と、前
    記ピニオン歯車とかみ合わさる歯車の歯（２０６）を有
    する出力スリーブ（２０２）と、前記リング歯車に接続
    され且つ内歯（１９８）を有する端板（１９２）とを備
    える遊星歯車の中央差動装置（１４０）と、 前記出力スリーブと共に回転し且つ該出力スリーブに沿
    って両方向に移動可能に配置されたクラッチカラー（２
    ２０）であって、第一の位置にて前記端板における前記
    内歯と相補的で且つ該内歯に係合する第一の歯（２２
    ４）と、第二の位置において、前記出力部材における前
    記歯と相補的で且つ該歯と係合可能な第二の歯（２２
    ８）とを有するクラッチカラー（２２０）とを組み合わ
    せて備える、トランスファーケース。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のトランスファーケース
    において、シフトレール（１１２）に摺動可能に配置さ
    れ且つ前記クラッチカラーの一部分に係合するシフトヨ
    ーク（２４２）を画定する第一のシフトフォーク（２３
    ０）を更に備える、トランスファーケース。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のトランスファーケース
    において、第一の直結駆動出力部（７６）及び第二の減
    速出力部（９６）と、該出力部の一方と選択的に係合し
    て、前記入力部材を駆動するクラッチ（１００）と、前
    記シフトレールに配置された第二のシフトフォーク（１
    ２０）とを有する減速組立体（７０）を更に備える、ト
    ランスファーケース。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のトランスファーケース
    において、前記シフトレールを移動し得るようにされた
    シフト制御モータ（１１０）を更に備える、トランスフ
    ァーケース。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のトランスファーケース
    において、運転者からの入力を受け取り且つ前記シフト
    制御モータを制御する制御盤（４６）を更に備える、ト
    ランスファーケース。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のトランスファーケース
    において、前記出力部材（２５０）がチェーン駆動スプ
    ロケットであり、前記トランスファーケースが、第二の
    出力軸（２７６）に接続された被駆動チェーンスプロケ
    ット（２６８）と、前記チェーン駆動スプロケットと前
    記被駆動チェーンスプロケットとの間を伸長するチェー
    ン（２６４）とを更に備える、トランスファーケース。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のトランスファーケース
    において、前記被駆動チェーンスプロケット（２６８）
    が、前記チェーン駆動スプロケット（２５０）よりも多
    数の歯（２６６）を有する、トランスファーケース。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載のトランスファーケース
    において、前記チェーン駆動スプロケット（２５０）が
    ３１個の歯（２６２）を有し、前記被駆動チェーンスプ
    ロケット（２６８）が４１個の歯（２６６）を有する、
    トランスファーケース。
  9. 【請求項９】 請求項６に記載のトランスファーケース
    において、前記チェーンスプロケット間の減速比が１．
    １５乃至１．４５：１の範囲にある、トランスファーケ
    ース。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のトランスファーケー
    スにおいて、前記出力スリーブが前記出力軸に回転自在
    に配置される、トランスファーケース。
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