JP2001026225A - 空圧の環状アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 相対的に回転する構成要素の間に空気チャン
バが形成されず、車の排気マニホルドからの全体として
作動に利用可能な負の空気圧力が制限されないように改
良した環状の空圧アクチュエータを提供する。 【解決手段】 駆動部材及び被駆動部材を取り巻くアク
チュエータ１０は、ダイヤフラム４０が取り付けられる
ハウジング１２を有している。ダイヤフラム４０はばね
３０により１つの軸方向に動くように偏倚され、また空
気を吸引したとき、反対の軸方向に動くように付勢され
る。ダイヤフラム４０に接続されたシフトフォーク６８
がクラッチリング８０を一方の軸方向に動かし、駆動部
材及び被駆動部材の一方とのみ接続されるようにし、ま
た、反対方向に動いたとき、駆動部材及び被駆動部材の
双方と接続される。アクチュエータ１０は、シフトフォ
ーク６８とクラッチリング８０との間にて生ずる相対的
な動作と共に完全に回転不能な密封されたチャンバ２２
を画成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動軸及び被駆動
軸を係合させ／非係合状態にすべくクラッチのシフト動
作を開始させるアクチュエータ、より具体的には、空圧
によって作動される、かかるアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に対して、２輪駆動及び４輪
駆動間にて変換する能力を提供することが益々、一般化
している。かかる一般化に伴って、変換を行うための多
くの方法が開発されている。その一例において、車両の
後輪に対する恒久的に被駆動のドライブライン部分と、
前輪に対するパートタイムの被駆動のドライブライン部
分とがある。このパートタイムのドライブライン部分
は、トランスミッション又はトランスファーケースにて
エンジンの駆動軸から簡単に切り離され／非接続状態と
なり、その部分は受動的（非駆動）状態とされる。差動
装置付近に（中心切り離し）又は両輪付近に第二の切り
離し点が存在することがある。

【０００３】本明細書にて対象とするような接続及び切
り離しを行う機械的動作がある。２つの軸又はドライブ
ライン部分が緊密な関係にあり、１つの軸に恒久的に接
続されたクラッチリングは、摺動して他方の軸と係合
し、軸を結合（接続）し、また、摺動して上記他方の軸
と非係合状態となり、２つの軸を非係合（切り離し）状
態にすることができる。

【０００４】この摺動動作は、本明細書にてアクチュエ
ータと称するものによって行われる。このアクチュエー
タは、例えば、マニュアル又は電気駆動型のシフトレバ
ーを含む多くの型式とすることができ、これは、カム作
動型とし且つ空圧作動型とすることができる。本発明
は、クラッチリングを作動させる空圧アクチュエータに
関するものである。

【０００５】空圧アクチュエータは、全体として、新規
なものではない。空圧アクチュエータは、１９８６年１
２月９日発行の米国特許第４，６２７，５１２号に開示
されている。このアクチュエータは、車輪を車軸に接続
し／車軸から切り離すため車輪ハブ内に取り付けられて
いる。別の空圧アクチュエータは、米国特許第５，０４
４，４７９号に開示されている。この特許の一つの実施
の形態は、車両の車輪ハブに取り付けられ、車軸を車輪
ハブに接続し／車輪ハブから切り離し、また、別の実施
の形態は、車輪ハブと差動装置との間に配置された２つ
の車軸部分の間の接続部に取り付けられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの特許に開示さ
れた空圧アクチュエータ及びその他の同様のアクチュエ
ータは、特許請求の範囲に記載されたように作用する
が、これらのアクチュエータには問題点がある。上記米
国特許第４，６２７，５１２号において、相対的に回転
する構成要素の間に空気チャンバが形成されて、密封を
難しくする。更に、例えば、車両の排気マニホルドか
ら、全体として作動に利用可能な負の空気圧力は、制限
されており、上記の米国特許第５，０４４，４７９号及
び米国特許第４，６２７，５１２号の双方の設計は、所
望通りに作動するためには不十分である。

【０００７】少なくとも上記のことを理由の１つとし
て、クラッチリング用の空圧アクチュエータは、非常に
普及しているとはいえない。本発明の目的は、上記の問
題点を回避する、改良に係る空圧アクチュエータを提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】クラッチリング、及び接
続すべき構成要素は、回転する一方、環状アクチュエー
タは、回転するクラッチリングと接触するように配置さ
れた非回転部材（フォークと称される）を変位させる設
計とされている。回転するクラッチリングとフォークと
の間の接触点は、アクチュエータの全体が静止している
間に、クラッチリングの回転を許容するベアリングを形
成する設計とされている。

【０００９】接続すべき接続部を取り巻くアクチュエー
タが環状の形態をしていることは、空気が作用する、よ
り大きい表面積を使用することを可能にする。このた
め、（マニホルドから）利用可能な空気圧力は、このよ
り大きい表面積に加えられ、より大きい蓄積した力を発
生させる。更に、クラッチリングの軸線からより離れた
半径方向距離にて加えられるため、この発生される力
は、より大きいトルクを生じさせ、表面積が大きいこと
と相俟って、クラッチリングに加わる有効力は、実質的
に増して、クラッチリングを所望通りに十分に動作させ
る。

【００１０】取り巻くクラッチリング用に価値ある空圧
アクチュエータを開発した後、当該発明者達はコストの
削減を目指した。可動壁として使用されるダイヤフラム
は、金属製の対象物に適合し且つその対象物に対して座
する材料で出来ている。ダイヤフラムをさもなければ密
封することを要する開口部内に配置することにより、ダ
イヤフラムが二重の目的を果たすことを可能にする。ま
た、利用可能な場合、車両の既存の構成要素から空気チ
ャンバの壁の他の半分を提供し、ダイヤフラムが可動壁
の半分を形成するようにすることでコストも削減され
る。

【００１１】従来、従来の空気チャンバの他方の半分
（固定壁の半分）は、ダイヤフラムが金属材料を保持す
ることを要する境界部を機械加工しなければならなかっ
た。その理由は、鋳造部品にはテーパー付き面が設けら
れており、このテーパーを除去するため機械加工が行わ
れていたからである。ダイヤフラムのようなエラストマ
ー材料は、テーパー付き面から滑り落ちる。本発明の一
つの実施の形態において、当該発明者達は、エラストマ
ー材料中に曲げ可能な支え材を鋳込み、この支え材が、
適正に配置されたとき、その端部にてすえ込まれて、ダ
イヤフラムを機械的に把持し且つ保持することが可能で
あるようにした。また、エラストマー材料には、１又は
２つ以上の周縁ビードが形成されるようにし、これらの
周縁ビードは、テーパー付き面に対して潰れて、テーパ
ー付き面に対する把持を促進する効果がある。

【００１２】ダイヤフラムの表面積が大きくなり、従っ
て吸気マニホルドにより付与される有効力が増すため、
戻しばね力もまた増大して、より確実な係合及び非係合
状態を保証することができる。

【００１３】このように、遥かに効率的な空圧作動のク
ラッチリングアクチュエータが実現されたが、ドライブ
ラインに沿って従来から提供されるアクチュエータの全
て又は殆どが本発明の環状アクチュエータと置換し得る
ことは有利な点である。当業者は、添付図面を参照しつ
つ、以下の詳細な説明を読むことにより、上記の空圧ア
クチュエータについての有利な点及びその多数の適用例
が理解されよう。

【００１４】

【実施の形態の説明】図１乃至図４には、本発明の環状
アクチュエータ１０の一つの実施の形態が図示されてい
る。図１及び図２を参照すると、該環状アクチュエータ
１０は、回転不能な仕方にて固定状態に取り付け得るよ
うに配置されたハウジング１２を有している。該アクチ
ュエータ１０は、円形の形態であり、また、中央開口部
（ボア）１４を有している。所要のガスチャンバ２２が
ハウジング１２内に形成されており、該ハウジング１２
は、該ガスチャンバ２２の可動壁を画成する柔軟なダイ
ヤフラム４０を有している。該ダイヤフラム４０は、チ
ャンバ２２を膨張させるばね３０のような偏倚部材によ
り軸方向外方に偏倚されている。ダイヤフラム４０は、
チャンバを収縮させる所要のチャンバ２２から媒体を吸
引することにより軸方向内方に移動する。

【００１５】次に、アクチュエータ１０の図２の分解図
を参照する。アクチュエータ１０のハウジング１２は成
形され且つリング状構造体に類似した円形の形態である
ことが好ましい。ハウジング１２は、基部分２０から伸
長する内壁１８により画成されたその中央開口部１４を
有している。また、基部分２０から伸長した円形の外壁
１６は、内壁１８及び基部分２０と組み合わさって、内
側の真空チャンバすなわちガスチャンバ（キャビティ）
２２の固定壁部分を画成する。

【００１６】壁１６の内面２８は、典型的に、成形工程
に起因する僅かなテーパーを有している。ポート２４
は、チャンバ２２と連通し、所要チャンバ２２に空気を
供給し又は該所要チャンバ２２から空気を排出するため
に設けられている。図面に図示すように、外壁１６は、
内壁１８よりも長い距離に亙って基部分２０から伸長し
ている。ハウジング１２を車両の車台の部材に嵌まり易
くするため突き出しタブ２９が設けられている。

【００１７】ばね３０は、該ばね３０の一端がハウジン
グ１２の基部分２０と当接する状態で壁１８及び壁１６
の間にてチャンバ２２内に取り付け得る寸法とされてい
る。リング状の構造のピストン３４は、アクチュエータ
１０の構成要素を組み立てたとき、ばね３０に当接す
る。ピストン３４は、以下に説明するように、シフトフ
ォーク６８のポスト又はピン７０を受け入れ得るような
形態とされた多数の隔てた穴３６を有している。

【００１８】上述したエラストマー材料製の柔軟なダイ
ヤフラム４０は、アクチュエータ１０のハウジング１２
に嵌まり得る形態とされている。ダイヤフラム４０の縁
部４２は、ハウジング１２の開口部１４（壁１８に対し
て取り付けられる）内に嵌まり得る寸法とされている。
縁部４２は、該縁部４２と一体に形成された金属製リン
グ４４により補強されている。取り付けたとき、該縁部
４２は、開口部１４内に圧力嵌めされ、この開口部１４
は、（壁１８とダイヤフラム４０との間）にハウジング
１２のチャンバ２２を密封するシールを提供する。リン
グ４４の端部４５は、縁部４２を開口部１４内で確実に
保持し得るようにすえ込むことが出来る（図３参照）。
ダイヤフラム４０の外径５０は、その外周の周りに形成
された突き出しビード５２を有している。ダイヤフラム
４０と一体に成形されたリング５４（図３）はビード５
２を支持し、取り付けたとき、ビード５２をハウジング
１２の内面２８に対して圧縮する圧縮部材として作用す
る。ダイヤフラム４０がハウジング１２に取り付けられ
ると、ビード５２は壁１６の内面２８と圧縮可能に接触
し、このことは（ダイヤフラム４０の壁１６とビード５
２との間）に、ハウジング１２のチャンバ２２を密封す
るシールを提供する。ダイヤフラム４０の基部分５６
は、ピストン３４の穴３６と合わさる多数の穴５８を有
している。

【００１９】円形のシフトフォーク６８は、ダイヤフラ
ム４０及びピストン３４に取り付け可能である。該フォ
ーク６８は、基部分６８から伸長するポスト７０を有し
ており、該ポスト７０は、ダイヤフラム４０の穴５８を
貫通して伸長し且つピストン３４の合わさる穴３６内に
嵌まる。このように、ダイヤフラム４０はピストン３４
とシフトフォーク６８との間にて保持される。フォーク
６８のピン７０は、溶接のような従来の方法にてピスト
ン３４の穴３６内に固定状態に取り付けられている。該
フォーク６８は、基部分６９から伸長するＬ字形の円弧
状の突き出し部分７４を有しており、該円弧状の突き出
し部分７４は、クラッチリング８０の溝８２内に位置す
る形態とされている。

【００２０】円形のクラッチリング８０は、シフトフォ
ーク６８の形成された部分７４を受け入れる周溝８２を
有している。該周溝８２及びシフトフォーク６８が形成
された部分７４は、クラッチリング８０がシフトフォー
ク６８に対して回転可能であるようにベアリング部分を
提供する。クラッチリング８０は、車両の駆動部材及び
被駆動部材のスプライン部分とかみ合い可能である内ス
プライン部分８４を有している。

【００２１】次に、車輪ハブに適用された環状アクチュ
エータを示す図３及び図４に関して説明する。アクチュ
エータのハウジング１２は、車両のナックル１００に固
定状態に取り付けられている。空気供給管１０２がハウ
ジング１２のポート２４に接続され、該空気供給管１０
２は吸気マニホルドのような空気供給源に接続されてい
る。アクチュエータは、クラッチリング８０がフォーク
６８に対して回転可能であるように、上述したように組
み立てられる。図示するように、フォーク６８のＬ字形
部分７４はクラッチリング８０の溝８２内に嵌まる。ク
ラッチリング８０の内スプライン部分８４は車軸１０８
におけるスプライン部分１０６と恒久的に係合してい
る。内スプライン部分１１３を有するカプラー１１２が
車輪ハブのスピンドル１１６の上に取り付けられ、該カ
プラー１１２の内スプライン部分１１３は車輪ハブのス
ピンドル１１６のスプライン部分１１４とかみ合う。カ
プラー１１２は、車軸１０８のスプライン部分１０６と
整合可能な外スプライン部分１１８を有している。ハブ
のスピンドル１１６とスプライン係合したカプラー１１
２はハブのスピンドル１１６と共に回転する。

【００２２】基部２０とピストン３４との間にて拘束可
能なアクチュエータのばね３０は、ピストン３４、ダイ
ヤフラム４０及びフォーク６８の組立体を付勢してハウ
ジング１２の基部２０から軸方向に動いて離れるように
する。このことは、クラッチリング８０を車軸１０８の
スプライン部分１０６に沿って軸方向に動かし、また、
クラッチリング８０を付勢してカプラー１１２のスプラ
イン部分１１８と係合させることになる。このことは、
クラッチリング８０を車軸１０８及びカプラー１１２
（図３）の双方と係合する位置に配置し、カプラー１１
２はハブスピンドル１１６とスプライン係合しているた
め、ハブのスピンドル１１６は、車軸１０８と共に回転
するように付勢される。

【００２３】空気がポート２４を介してハウジング１２
から吸引されると、ハウジング１２のチャンバ２２内で
発生された負圧の空気圧力がピストン３４、ダイヤフラ
ム４０及びフォーク６８の組立体をハウジング１２の基
部に向けて付勢することになる。負圧の空気圧力は、ば
ね３０を圧縮するのに十分であり、このため、クラッチ
リング８０は、カプラー１１２と非係合状態となるよう
に移動し、図４に図示するように、車軸１０８とのみ係
合するようにする。

【００２４】上述し且つ図４から理解されるであろう組
立体の１つの有利な点は、ダイヤフラム４０が、車軸１
０８とナックル１００との間にシールを提供し、このシ
ールが車輪の端部を汚染から保護する点である。

【００２５】図５には、差動装置組立体１３０に適用さ
れた同様の環状アクチュエータ１０´が図示されてい
る。該アクチュエータ１０´は、図面にて参照番号１３
２ａ、１３２ｂとして図示した組立体１３０の車軸の少
なくとも１つを切り離し得るように設けられている。基
本的に、駆動軸１３４は回転可能に駆動されて、車軸１
３２に接続された車両の車輪に対し原動力を提供する。
駆動軸１３４の端部に取り付けられたピニオン１４０
は、回転可能なキャリア１４４に取り付けられたリング
ギア１４２とかみ合っている。このため、駆動軸１３４
の回転は、ピニオン１４０を回転させ、このことは、ま
たリングギア１４２及びキャリア１４４を回転させるこ
とになる。スパイダギア１４６がキャリア１４４の上に
回転可能に支持され且つ車軸１３２に接続され、１つの
スパイダギア１４６ａは左側車軸部分１３２ｂに接続さ
れる一方、他のスパイダギア１４６ｂは右側車軸部分１
３２に接続されている。スパイダギア１４６ａ、１４６
ｂは、キャリア１４４の上に回転可能に支持されたスパ
イダギア１４８ａ、１４８ｂとかみ合っている。公知で
あるように、該差動装置組立体１３０は、カーブを曲が
るときに必要とされるように、（車軸に接続された車両
の車輪の内の）１つの車輪がオーバーランすること、す
なわち他の車輪よりも速く走行することを可能にする。

【００２６】アクチュエータ１０´は少なくとも１つの
車軸（３２ａ、３２ｂ）に適用されて、該車軸を車両の
ドライブトレインに接続するか又はその車軸を車両のド
ライブトレインから切り離すことを可能する。切り離さ
れたとき、双方の車軸は駆動軸１３４と独立的に回転自
在となり、駆動軸がトランスファーケースにて切り離さ
れたとき、駆動軸１３４の駆動を防止する。

【００２７】図５に図示するように、１つの車軸は、車
軸部分１３２ａと、車軸部分１３２ｂとを提供するよう
に分割されている。スパイダギア１４６ａが車軸部分１
３２ｂの端部に取り付けられ且つキャリア１４４内に回
転可能に支持されている。車軸部分１３２ａは、車軸部
分１３２ｂと整合され且つ車軸部分１３２ａ及び１３２
ｂの間に介在されたベアリング１５０の上に支持されて
いる。スプライン部分１５２は車軸部分１３２ａの上に
形成され、スプライン部分１５４は車軸部分１３２ｂの
端部に形成されている。

【００２８】アクチュエータ１０´は、クラッチリング
８０が車軸部分１３２ａ、１３２ｂを取り巻くように、
差動装置組立体１３０のハウジングに固定状態に取り付
けられている。クラッチリング８０は、通常、アクチュ
エータ１０´のばね３０により偏倚されて、車軸部分１
３２ａ、１３２ｂの双方と係合している。クラッチリン
グ８０の内スプライン部分８４は車軸部分１３２ａのス
プライン部分１５２と、車軸部分１３２ｂのスプライン
部分１５４と係合することになる。空気がアクチュエー
タ１０´のハウジングから吸引されると、ばね３０はダ
イヤフラム４０及びピストン３４の動作により圧縮され
て、このため、クラッチリング８０を車軸部分１３２ｂ
におけるスプライン部分１５４と非係合状態にする。こ
のことは、車軸部分１３２ａを車軸部分１３２ｂから切
り離すことになる。

【００２９】車軸部分１３２ｂを車軸部分１３２ａから
切り離すことは、車軸部分１３２ａに接続された車輪を
車両のドライブラインから切り離す効果がある。トラン
スファーケースを中立位置にシフトすることによって駆
動軸１３４が車両の動力ラインから切り離れるとして、
車両を道路に沿って推進させるとき、右車軸１３２に接
続された車輪は、スパイダギア１４８ａ、１４８ｂにか
み合ったそのスパイダギア４６ｂのみを回転させ、回転
する要素は、右車軸１３２、スパイダギア１４６、スパ
イダギア１４８及び車軸部分１３２ｂのみである。キャ
リア１４４の大きい質量が回転に抵抗し、このため、駆
動軸１３４を回転させることはない。車軸部分１３２ｂ
は車軸部分１３２ａの回転方向と反対方向に回転するこ
とが許容されるから、この状態が可能となることが理解
されよう。

【００３０】図６には、４輪駆動のトランスファーケー
ス１７０が図示されている。該トランスファーケース１
７０は、車両の２輪駆動又は４輪駆動が可能であるよう
にシフト可能である。また、該トランスファーケース
は、車両の前輪及び後輪に対して高速及び低速範囲出力
を提供するギア装置も有している。

【００３１】該トランスファーケースは、車両の車輪に
原動力を提供し得るように、車両のエンジンによって回
転可能に駆動される入力軸１７２を有している。該入力
軸１７２は、出力軸１７４に直結的に接続するか、又は
トランスファーケースの低速範囲を提供するギアトレー
ンを通じて出力軸１７４に接続することもできる。該軸
１７４は、車両の一組みの車輪に対して回転力を提供
し、この実施例において、軸１７４は、車両の後輪に対
し回転力を提供する。軸１７４は、補助軸１７６に接続
したり、該補助軸１７６から切り離したりすることが更
に可能である。該軸１７６は、車両の前輪に対する原動
力を提供する。このように、トランスファーケース１７
０は、車両の後輪にのみ原動力を提供するか、又は車両
の前輪及び後輪に原動力を提供するように配置される。
更に、トランスファーケース１７０は、前輪及び後輪の
双方に対して高速範囲及び低速範囲を提供する。

【００３２】アクチュエータ１０ａは、高速範囲と低速
範囲との間にてトランスファーケースをシフトするため
のシフト機構を提供し、更に、トランスファーケースを
２輪駆動と４輪駆動との間にてシフトするための別のア
クチュエータ１０ｂが設けられている。

【００３３】アクチュエータ１０ａは、トランスファー
ケース１７０のハウジング１７１に固定状態に取り付け
られている。クラッチリング８０ａは、出力軸１７４の
スプライン部分１８０上に恒久的に且つ摺動可能に取り
付けられ且つギア１８２のスプライン部分１８４、又は
ギア１８６のスプライン部分１８８の何れかと係合する
位置の間にて摺動可能に可動である（このクラッチリン
グは、図示の便宜上のためにのみ、中間位置に示してあ
る）。ギア１８２は、入力軸１７２に固定状態に取り付
けられ且つ該入力軸１７２によって直結的に駆動され
る。ギア１８６は、出力軸１７４上に回転可能に取り付
けられ且つ以下に説明するように、ギア１８２によって
間接的に且つ恒久的に駆動される。アクチュエータ１０
ａのばね３０は、通常、クラッチリング８０ａをギア１
８６におけるスプライン部分１８８と係合するように偏
倚させている。アクチュエータ１０ａのチャンバから空
気が吸引されると、ダイヤフラム及びピストンは、組み
合わさって、ばね３０を圧縮し、クラッチリング８０ａ
は、スプライン部分１８８と非係合状態となる一方、ギ
ア１８２におけるスプライン部分１８４と係合する。こ
のクラッチリング８０ａの後者の位置は、入力軸１７２
を出力軸１７４と直結的に接続することになり、これに
より、入力軸１７２及び出力軸１７４を共に回転させ
る。

【００３４】次に、ギア１８６とギア１８２との間の間
接的で且つ恒久的な接続について、説明する。補助軸１
９６は、該補助軸に固定状態に取り付けられたギア１９
８を有しており、該ギア１９８は、入力軸１７２に取り
付けられたギア１８２とかみ合う。補助軸１９６と一体
であり、従って、該補助軸１９６上に固定状態に取り付
けられた別のギア２００は、出力軸１７４上に回転可能
に取り付けられたギア１８６とかみ合っている。ギア１
９８とかみ合ったギア１８２は、軸１９６、従って、ギ
ア２００を回転させる。このことは、入力軸１７２が回
転するときに、常に、ギア１８６を間接的に（ギア減
速）回転させることになる。このように、クラッチリン
グ８０ａがギア１８２のスプライン部分１８４と係合す
るように移動したとき、ギア１８６は、上述したよう
に、直結的駆動の場合と比べて遅い速度にて出力軸１７
４を駆動する。

【００３５】アクチュエータ１０ａが静止状態にあると
き、すなわち、アクチュエータ１０ａのチャンバが大気
圧力にあるとき、ばね３０はクラッチリング８０ａを付
勢して、出力軸１７４におけるスプライン部分１８０に
沿って移動させ且つギア１８６におけるスプライン部分
１８８と係合させる。このことは、ギア１８６を軸１７
４と接続することになる。しかしながら、クラッチリン
グ８０ａは、ギア１８２におけるスプライン部分１８４
と非係合状態となる。入力軸１７２は、ギア１９８とか
み合ったギア１８２及びギア１８６とかみ合ったギア２
００のギア比のため、出力軸１７４と異なる速度にて回
転することになる。このことは、低速範囲への設定を可
能にする。すなわち、出力軸１７４は入力軸１７２より
も遅い速度で回転することになる。

【００３６】別のアクチュエータ１０ｂが、トランスフ
ァーケースのハウジングに対し固定状態で且つ出力軸１
７４に対し戦略的に取り付けられている。ギア１９９は
出力軸１７４に回転可能に取り付けられ、駆動チェーン
２０２がギア１９９に接続されている。また、該駆動チ
ェーン２０２は車両の前側ドライブトレーンに接続され
た出力軸１７６におけるギア２０４にも接続されてい
る。アクチュエータ１０ｂは、ギア２０８のスプライン
部分２０６の上で摺動可能に可動であるクラッチリング
８０ｂを有している。ギア２０８は出力軸１７４に固定
状態に取り付けられている。空気がアクチュエータ１０
ｂのチャンバから吸引されると、ばね３００は圧縮さ
れ、クラッチリング８０ｂはギア２０８のスプライン部
分２０６とのみ係合する。このことは、駆動機構を軸１
７６から隔離し、車両は２輪駆動モードとなる。

【００３７】アクチュエータ１０ｂのチャンバの負圧の
空気圧が解放されると、ばね３０はクラッチリング８０
ｂを付勢して、スプライン部分２０６の上を摺動し、ギ
ア１９９のスプライン部分２０１と係合するようにす
る。このことは、出力軸１７４を前輪駆動軸１７６に接
続する。このことは、４輪駆動モードを実現する。

【００３８】当業者は、本発明の真の精神及び範囲から
逸脱せずに、改変例及び変更例が具体化可能であること
が認識されよう。このため、本発明は、説明し且つ図示
した実施の形態にのみ限定されるものではなく、特許請
求の範囲によって判断されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の環状アクチュエータの斜視図である。

【図２】図１の環状アクチュエータの分解図である。

【図３】係合した位置を示す、車輪ハブに適用された図
１の環状アクチュエータの断面図である。

【図４】非係合状態となった位置を示す、図３と同様の
図である。

【図５】差動装置に適用された、図１のものと同様の環
状アクチュエータの図である。

【図６】トランスファーケースに適用された、図１及び
図５のものと同様の一対の環状アクチュエータの図であ
る。

【符号の説明】

１０ アクチュエータ １２ ハウジング １４ アクチュエータの中央開口部（ボア） １６ ハウジングの外壁 １８ ハウジング
の内壁 ２０ ハウジングの基部分 ２２ ガスチャン
バ（キャビティ） ２４ ハウジングのポート ２８ ハウジング
の外壁の内面 ２９ ハウジングの突き出しタブ ３０ ダイヤフラ
ムのばね ３４ ピストン ３６ ピストンの
穴 ４０ ダイヤフラム ４２ ダイヤフラ
ムの縁部 ４４ ダイヤフラムの金属製リング ４５ 金属製リン
グの端部 ５０ ダイヤフラムの外径 ５２ ダイヤフラムの外周の突き出しビード ５４ ダイヤフラムのリング ５６ ダイヤフラ
ムの基部分 ５８ ダイヤフラムの基部分の穴 ６８ シフトフォ
ーク ６９ シフトフォークの基部分 ７０ シフトフォークのポスト又はピン ７４ シフトフォークの突き出し部分 ８０ クラッチリング ８２ クラッチリ
ングの溝 ８４ クラッチリングの内スプライン部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エヴァン・アール・ベーカー アメリカ合衆国ワシントン州98607，カマ ス，サウス・ウエスト・シックスス・アベ ニュー 2017 (72)発明者 キップ・イー・クロヘシー アメリカ合衆国オレゴン州97267，ミルウ ォーキー，サウス・イースト・ハンプシャ ー・レーン 16350 (72)発明者 フレッド・エル・イーワー アメリカ合衆国オレゴン州97015，クラッ カマス，サウス・イースト・ジャンセン・ ロード 8448 (72)発明者 トーマス・ダブリュー・ジアコミーニ アメリカ合衆国ミシガン州48152，リボニ ア，シックス・マイル・ロード 35190 (72)発明者 スコット・ジェイ・パグリーズ アメリカ合衆国オレゴン州97202，ポート ランド，サウス・イースト・エイス・アベ ニュー 3034 (72)発明者 オー・ランス・スクライベンズ アメリカ合衆国オレゴン州97015，クラッ カマス，サウス・イースト・サニーサイ ド・ロード 11500，ナンバー22 (72)発明者 トーマス・エフ・ダンラップ アメリカ合衆国オレゴン州97068，ウエス ト・リン，サウス・ウエスト・ペテズ・マ ウンテン・ロード 25255 (72)発明者 ジョン・エイ・ビグリー アメリカ合衆国ミシガン州48150，リボニ ア，インダストリアル・ロード 37002

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両において、 接続部と、該接続部に隣接する非回転ハウジングと、ク
   ラッチリングとを規定する隣接するドライブライン部分
   に分割されたドライブラインであって、前記クラッチリ
   ングが前記ドライブラインを取り巻き、前記ドライブラ
   イン部分の一方に恒久的に、しかし摺動可能に接続され
   且つ前記ドライブラインの他方を作動させ且つ不作動と
   させ得るように摺動可能に接続されて、該ドライブライ
   ン部分を共に係止または非係止状態にする、ドライブラ
   インと、 前記ドライブラインを取り巻き且つ前記接続部に隣接す
   る非回転ハウジングに取り付けられたリング形状の空圧
   アクチュエータであって、環状の膨張可能／収縮可能な
   ガスチャンバを画成する両側のリング形状壁を有し、前
   記リング形状壁の一方が可動であり、他方のリング形状
   壁がハウジングに固着されることにより、膨張及び収縮
   により可動壁の動作が付勢され、前記クラッチリングと
   回転可能な支持接触状態にあって、クラッチリングを軸
   方向に移動させ、前記他方のドライブライン部分と軸方
   向に係合させ且つ非係合状態にするベアリング部材が前
   記可動壁に接続されている、空圧アクチュエータと、 前記ベアリング部材及びクラッチリングを選択的に動か
   し得るようにガスを導入し且つガスを吸引し得るように
   空気チャンバに接続されたガス供給源とを備える、車
   両。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両において、ガスチ
   ャンバの固定壁がハウジングと一体である、車両。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の車両において、前記リ
   ング形状ガスチャンバの固定壁がリップ部分を画成する
   テーパー付きの環状壁を備えるように成形され、該可動
   壁が、テーパー付きの環状壁を把持する外周と、すえ込
   み可能な縁部とを有するエラストマーのダイヤフラムで
   あり、該縁部が該ダイヤフラムの外周内に成形され且つ
   テーパー付きの環状壁のリップ部分の上方に嵌まり、す
   え込み可能な縁部が、前記リップの周りにすえ込まれて
   該ダイヤフラムを環状壁に対して把持し得るようにし
   た、車両。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の車両において、リング
   形状ガスチャンバの固定壁がテーパー付きの環状壁を備
   えて成形され、該可動壁がテーパー付き壁に装着された
   エラストマーのダイヤフラムであり、該ダイヤフラムに
   は、テーパー付き壁に係合する周縁ビードと、該ビード
   をテーパー付き壁に対し圧縮し、ダイヤフラムを固定壁
   に対し把持し得るようにする圧縮部材とが設けられる、
   車両。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の車両において、前記ガ
   ス供給源が、空気チャンバを収縮させ且つクラッチリン
   グを付勢して引っ込ませる負圧を発生させ、ガスチャン
   バ内に保持された環状ばねがガスチャンバの膨張を付勢
   し、前記ガス供給源が可動壁を引っ込ませるばね、ベア
   リング部材及びクラッチリングに打ち勝つのに十分な力
   を提供し、前記ばねが、ガス供給源の力を解放したと
   き、可動壁、ベアリング部材及びクラッチリングの戻り
   動作を付勢するのに十分な力を有する、車両。
6. 【請求項６】 ドライブラインの接続部を形成する、車
   両の隣接するドライブラインの構成要素を接続し且つ切
   り離すべくクラッチリングを作動させる方法において、 接続部を固定ハウジングに隣接する位置に配置する工程
   と、 ドライブラインを取り巻き且つ固定ハウジングに固定状
   態に接続された環状の真空チャンバであって、固定壁
   と、該固定壁に向けて且つ該固定壁から離れる方向に動
   き、これによりドライブラインの構成要素を接続し且つ
   非接続状態にする可動壁とを有する環状の真空チャンバ
   を提供する工程と、 構成要素を接続し且つチャンバから空気を選択的に除去
   して、壁を共に付勢して切り離すための真空圧を発生さ
   せ得るように固定壁から分離するようにばね力を介して
   可動壁を連続的に付勢する工程と、 クラッチリングをシフトさせ得るように可動壁に接続さ
   れ且つ回転可能なクラッチリングに当接する非回転のベ
   アリング部材を提供する工程とを備える、方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の車両において、非回転
   のハウジングが、車両の車輪用のナックル、車輪のスピ
   ンドル、該車輪のスピンドルの周方向外側部分における
   スプライン部分であり、該車軸部分及び車軸部分の周方
   向外側部分におけるスプライン部分がスピンドルのスプ
   ライン部分に係合し、前記クラッチリングが、前記車輪
   のスピンドル及び車軸部分の一方に接続される一方に
   て、前記車輪のスピンドル及び前記車軸部分の他方と係
   合するように動いて、車両の車輪を車軸に接続し且つ該
   車軸から切り離すようにすることができる、車両。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の車両において、非回転
   のハウジングが、駆動軸から右側及び左側車輪の車軸ま
   で釣り合った駆動力を伝達する差動ギア組立体を有する
   差動ケーシングであり、前記車輪の車軸の一方が端部同
   士を合わせた関係にて２つの車軸部分に分割され且つ前
   記ドライブライン部分を提供し、一方の車軸部分が前記
   差動ギア組立体と係合するように伸長し、他方の車軸部
   分が車輪まで伸長し、前記車軸部分には、かみ合った外
   スプライン部分が設けられ、クラッチリングが前記車軸
   部分の一方のスプライン部分に係合し且つ前記車軸部分
   の他方のスプライン部分と係合するように動いて、車軸
   部分を接続し且つ非接続状態にすることができる、車
   両。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の車両において、前記非
   回転のハウジングがトランスファーケースであり、 該トランスファーケースが、入力駆動軸と、後輪まで伸
   長する第一の出力駆動軸と、前輪まで伸長する第二の出
   力駆動軸とを備え、前記出力駆動軸の一方が入力駆動軸
   に直結的に接続されており、 また前記トランスファーケースが更に前記入力駆動軸の
   一方及び前記出力駆動軸の前記一方により駆動される第
   一の駆動軸部分と、前記出力駆動軸の他方と駆動可能に
   係合した第二の駆動軸部分とを備え、前記第一及び第二
   の駆動軸部分が、前記ドライブライン部分を提供し、こ
   れにより、クラッチリングが前記駆動軸部分と選択的に
   係合し且つ非係合状態となることにより、２輪駆動と４
   輪駆動との間にて変換し得るようになっていることを特
   徴とする、車両。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の車両において、前記
    非回転のハウジングがトランスファーケースであり、該
    トランスファーケースが、 入力駆動軸及び出力駆動軸と、該出力駆動軸の外側部分
    に設けられた継手の形態と、第一の入力駆動軸部分及び
    第二の入力駆動軸部分とを備え、入力駆動軸部分の各々
    が、前記出力駆動軸部分の継手の形態部分と係合する継
    手の形態を有し、前記出力駆動軸部分が前記第一及び第
    二の入力駆動軸部分の間に位置決めされ、前記クラッチ
    リングが前記出力駆動軸部分の上に摺動可能に取り付け
    られて、前記第一及び第二の入力駆動軸部分の何れかと
    摺動可能に係合するようになっており、 前記トランスファーケースが更に、前記入力駆動軸と前
    記入力駆動軸部分の一方との間に設けられ、前記入力駆
    動軸部分の他方に対して前記入力駆動軸部分の少なくと
    も前記一方に対しギア減速を提供し、これにより、前記
    入力駆動軸部分間のクラッチリングの摺動可能な動作が
    前記出力駆動軸に対し低速及び高速範囲の駆動力を発生
    する少なくとも１つのギア組立体を備える、車両。