JPH10196770A - 選択的に制動されるトランスファケース等用のプラネタリギヤキャリヤ - Google Patents

選択的に制動されるトランスファケース等用のプラネタリギヤキャリヤ

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JPH10196770A
JPH10196770A JP10000156A JP15698A JPH10196770A JP H10196770 A JPH10196770 A JP H10196770A JP 10000156 A JP10000156 A JP 10000156A JP 15698 A JP15698 A JP 15698A JP H10196770 A JPH10196770 A JP H10196770A
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brake
planetary gear
assembly
transfer case
planet carrier
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JP10000156A
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David R Weilant
デービッド・アール・ワイラント
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BorgWarner Inc
Original Assignee
Borg Warner Automotive Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランスファケース用のプラネタリギヤ装置
とブレーキとの組立体を提供する。 【解決手段】 ２速トランスファケース組立体はプラネ
タリギヤ減速装置組立体１００と、該プラネタリギヤ減
速装置組立体を介しての減速駆動又は前記トランスファ
ケース入力からの直結駆動を選択するシフトスリーブと
を含む。減速装置組立体のプラネットキャリヤ１１６は
その回りに配置されたバンドブレーキを含む。リニアア
クチュエータは該バンドブレーキを選択的に調整自在に
締めつけてプラネットキャリヤの減速を制御し、該プラ
ネットキャリヤの速度を、従って、プラネタリギヤ装置
の出力を制御する。これにより、自動変速機からトラン
スファケースの入力部に付加されるドラグトルクを相殺
し、トランスファケース内の切換え要素間の相対的な回
転を最小限にし或いは排除して円滑な切換えを可能にす
る。プラネタリキャリヤブレーキは、また、駐車用ブレ
ーキの機能を果たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概ね、２速トラン
スファケースに関し、詳細には、調整自在に制御される
バンドブレーキにより囲繞されたプラネタリギヤ減速装
置組立体のキャリヤを有した２速トランスファケースに
関する。更に詳細には、該トランスファケース用のプラ
ネタリギヤ装置とブレーキとの組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】初期及び現代の４輪駆動車では、トラン
スファケースが変速機の出力部から駆動トルクを受け、
該変速機の出力を終始１次動力伝達装置へ伝えるととも
に、選択的に２次動力伝達装置へ伝える。動力分配規準
は多岐に亘っている。機械式の中央差動装置が駆動動力
を分配する。即ち、操作者により作動されたクラッチが
２次動力伝達装置すなわちドライブラインを係合したり
又は切り離したり、或いは自動装置が、車輪スリップ等
の車両の作動状態に応じて２次ドライブラインを係合し
たり又は切り離したりするクラッチを制御する。
【０００３】より最新技術を搭載した車両では、トラン
スファケースがプラネタリギヤ減速装置組立体を含み、
該プラネタリギヤ減速装置組立体がかみ合いクラッチま
たはかみ合いクラッチ組立体構造に結合されると、プラ
ネタリ組立体を介して減速駆動を、または、トランスフ
ァケース出力を直接車両の変速機の出力部へ連結して直
結駆動を提供する。
【０００４】４輪駆動への切換え及び４輪駆動からの切
換え、並びに、トランスファケースのハイレンジとロー
レンジ間の切換えを行うのに必要とされる複雑な操作方
式の幾つかにより証明されている如く、トランスファケ
ース及びその操作を自動車の全体の操作の中へ統合する
ことは未だに完全にはなされていない。例えば、あるト
ランスファケースの構成は、４輪駆動の状態から切り離
す前に車両を完全に停止しなければならないようにされ
ている。その他のものでは、係止ハブを解放するのに車
両を数フィート後退させなければならず、更に、別のト
ランスファケースの構成では、運転者が車両を降りて車
両の係止ハブの連結及び解除をしなければならないよう
にされている。
【０００５】２速トランスファケースも同様に典型的に
は２速レンジ間の切換えに関する円滑な制御を目指した
取り組みがなされている。斯かる切換えの困難さは、概
ね、同期の困難さ、即ち、高速及び低速駆動の速度をト
ランスファケースの出力軸に合致させる困難さであると
見なされている。
【０００６】様々な変速機及びトランスファケース装置
がこの問題に取り組んでいる。例えば、米国特許第３，
０１９，６７１号では、ディスクパッククラッチ組立体
及び該ディスクパッククラッチ組立体の外側ハウジング
の周囲に巻き付けられたブレーキバンドを有した変速機
が教示されている。ブレーキは液圧装置により起動され
る。米国特許第４，９３０，３７３号では、同様の液圧
アクチュエータが自動変速機部材の周囲に配置されたブ
レーキバンドを駆動する。
【０００７】米国特許第５，０１８，４３４号では、自
動変速機内に配置されたプラネタリギヤセットの一部に
係合する摩擦バンドを作動する自己調整式の液圧サーボ
機構が教示されている。
【０００８】米国特許第５，２３５，８９９号は前記の
米国特許第５，０１８，４３４号と同様のものであり、
異なる液圧サーボ機構を開示している。
【０００９】米国特許第５，４４５，２４６号では、プ
ラネタリギヤ組立体のリングギヤの周囲に配置された追
加の液圧サーボ制御ブレーキバンドが開示されている。
この装置は自動変速機内に組み込まれるのが典型的であ
る。
【００１０】バンド式のブレーキがプラネタリギヤ組立
体と関係して使用されてきたが、２速トランスファケー
ス内で関連した構造を使用する改良は未だ完全になされ
ていないことが上記からも明白である。
【００１１】
【解決使用とする課題】本発明の一つの目的は、トラン
スファケース等用のプラネタリギヤとブレーキとの組立
体を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は、関係した自動変速機
からトランスファケースの入力に典型的に付加されるド
ラグトルクを相殺するとともに、トランスファケース内
の切換え要素間の相対的な回転を最小限にするかもしく
は排除して、円滑な切換えを可能にする組立体を提供す
ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願の発明によるプラネ
タリギヤとブレーキとの組立体は、サンギヤを有する入
力部材と、該サンギヤ）の周りに配置されるとともに、
周辺にブレーキ表面を有するプラネットキャリヤと、該
プラネットキャリヤ内に回転自在に配置された少なくと
も２つのプラネットギヤと、該プラネットギヤの周りに
配置されるとともに、該プラネットギヤにより係合され
る固定リングギヤと、前記ブレーキ表面の周りに配置さ
れたブレーキバンドと、前記ブレーキ表面上の前記ブレ
ーキバンドを選択的に係合させるアクチュエータとを組
み合わせて備えて構成されている。
【００１４】２速トランスファケース組立体は、プラネ
タリギヤ減速装置組立体と、該プラネタリギヤ組立体を
介しての減速駆動またはトランスファケース入力部から
の直結駆動を選択するシフトスリーブを含む。プラネタ
リギヤ組立体のプラネットキャリヤはその周りに配置さ
れたバンドブレーキを含む。リニアアクチュエータが選
択的且つ調整自在にバンドブレーキを引き締めて、プラ
ネットキャリヤの遅延を制御し、それにより、該キャリ
ヤの速度、従って、プラネタリギヤ組立体の出力を制御
する。この構成は関係した自動変速機からトランスファ
ケースの入力部に典型的に付加されるドラグトルクを相
殺し、また、トランスファケース内の切換え要素間の相
対的な回転を最小限にするかもしくは排除して、円滑な
切換えが可能にされる。プラネタリキャリヤは、完全に
繋がれると、湿式駐車用ブレーキとして機能する。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１において、本発明を組み込ん
だ車両駆動装置が全体を符号１０で示されている。この
車両駆動装置１０は、操作自在に変速機１４へ連結され
る出力部を有する内燃機関１２等の原動機を含んでい
る。変速機１４も本発明のトランスファケース組立体１
６に操作自在に連結される出力部を有している。トラン
スファケース組立体１６は主すなわち１次後方出力軸１
８及び２次前方出力軸２０を含んでいる。トランスファ
ケース組立体の１次出力軸１８は動力を後部差動装置２
６へ伝達する後部駆動軸２４を駆動する。自在継手２８
は、必要によりまた従来実施されている如く、後部駆動
軸２４を１次出力軸１８及び後部差動装置２６へ連結す
るのに使用される。後部差動装置２６の出力部は後部駆
動車軸３０を介して一対の後部タイヤ及び車輪組立体３
２へ連結される。例示した後輪駆動装置では、後部駆動
軸２４、後部駆動車軸３０及び後部タイヤ及び車輪組立
体３２が１次（フルタイム）動力伝達装置すなわちドラ
イブラインを構成する。
【００１６】同様に、トランスファケース組立体１６の
前方すなわち２次出力軸２０が前部駆動軸３４を駆動
し、該前部駆動軸が動力を前部差動装置３６へ伝達す
る。ここでも、適切な自在継手３８が、必要によりまた
従来実施されている如く、２次出力軸２０を前部駆動軸
３４及び前部差動装置３６へ連結するのに使用される。
前部差動装置３６は動力を一対の前部車軸４０を介して
一対の前部タイヤ及び車輪組立体４２へ伝達する。好適
には、それぞれ一対の係止ハブ４４が前部車軸４０をそ
れぞれ一対のタイヤ及び車輪組立体４２へ選択的に連結
する。係止ハブ４４は手動で作動されても、または、遠
隔操作で自動的に作動されても良い。例示の後輪駆動装
置では、前部駆動軸３４、前部差動装置３６、自在継手
３８、前部駆動車軸４０、前部タイヤ及び車輪組立体４
２及び係止ハブ４４が２次（パートタイム）動力伝達装
置すなわちドライブラインを構成する。
【００１７】次いで、図２及び図３において、トランス
ファーケース組立体１６は、鋳造されるのが典型的であ
る多部品から成るハウジング４６を含んでおり、該ハウ
ジングは、図２及び図３を詳しく見れば容易に分かる如
く、軸及び取り付け具用の様々な開口部及び軸シール、
軸受け、シール保持用溝及びその他の内部部品用の様々
な取り付け面及び溝を有している。ハウジング４６はス
タブシャフトすなわち入力軸４８を収容し、該入力軸は
該入力軸に配置されて一緒に回転するトーンホイール５
０を有している。ホール効果（Ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃ
ｔ）装置または磁気抵抗装置等のセンサ５２が入力軸４
８の回転速度の検出または導入に有効な信号を送る。該
入力軸４８は貫通する段付孔５４を画定し、該貫通する
段付孔５４は複数の雌スプラインまたは歯５６またはそ
の他の適当な構造を画定する第１の径を有する領域を有
して、図１に例示した変速機１４の前記スプラインまた
は歯またはその他の適当な構造に相補するような形状に
された出力軸（図示なし）に係合し且つ該出力軸を収容
するようにされている。
【００１８】入力軸４８は、ボール軸受組立体５８等の
転がり軸受上に部分的に支持される。軸シール６２はハ
ウジング４６の前方端で入力軸４８を囲繞する。入力軸
４８の貫通する段付孔５４の大径領域は椀状の軸シール
６４及びころ軸受組立体６６を収容する。該ころ軸受組
立体６６は、第１すなわち１次出力軸１８の縮径領域６
８を収容するとともに、回転自在に支持する。１次出力
軸１８の反対の端部は、ボール軸受組立体７２等の転が
り軸受に回転自在に支持されている。１次出力軸の該端
は雄ねじ７４を含むのが好適であり、図１に例示した関
係するドライブラインの要素に固着される、前記雄ねじ
と相補するねじの切られたフランジ７６を収納すること
が可能である。軸シール７８はねじの切られたフランジ
７６とハウジング４６との間で適切なシールを行う。
【００１９】トランスファケース組立体１６のハウジン
グ４６はまた第２すなわち２次出力軸２０を収容し、該
出力軸２０は、自在継手３８または同様なドライブライ
ンの構成部品の一部を構成する取付部品または継手８０
と一体に形成されるか、または、該継手を含むようにす
ることが可能である。２次出力軸２０はボール軸受組立
体８２等の一対の転がり軸受により支持される。２次出
力軸２０は雄スプライン８４の領域を含む。該雄スプラ
イン８４は、チェーン歯９８を有する被駆動チェーンス
プロケット８８の内部表面に設けられた該雄スプライン
と相補の雌スプライン８６を収容するとともに、回転自
在に係合する。駆動チェーン９４はチェーン歯８８を有
するチェーン駆動スプロケット９６の回りに架け渡され
て収容される。チェーン駆動スプロケットは出力軸１８
に回転自在に配置される。
【００２０】図２及び図３において、トランスファケー
ス組立体１６はプラネタリギヤ減速装置組立体１００を
内蔵する。該プラネタリギヤ減速装置組立体１００は中
央に配置されたサンギヤ１０２を含んでおり、該サンギ
ヤは入力軸４８と一体に形成され、該入力軸と一緒に回
転する歯１０４を有する。一組の雌スプラインまたは歯
１０６が入力軸４８に形成されて、サンギヤ１０２から
半径方向内側に配置される。サンギヤ１０２の歯１０４
は、図２及び図３の双方にその１つを例示した、複数の
ピニオンギヤまたはプラネットギヤ１１０に形成された
該歯１０４と相補する歯１０８に駆動係合する。プラネ
ットギヤ１１０はころ軸受組立体１１２等の転がり軸受
を収容するとともに該軸受に支持され、該ころ軸受組立
体はプラネットキャリヤ１１６内に取り付けられて保持
されたスタブシャフト（ｓｔｕｂｓｈａｆｔ）１１４上
に支持される。
【００２１】プラネットキャリヤ１１６は、図２及び図
３で見ると右方向に、第１の軸線方向延長部１１８を含
んでおり、該第１の軸線方向延長部は、入力軸４８上の
雌スプラインまたは歯１０６と同一な形状にされた複数
の雌スプラインまたは歯１２０を有する。第１の軸線方
向延長部１１８は、また、複数の歯を含み、該歯はトー
ンホイール１２２を形成するとともに、ホール効果セン
サまたは磁気抵抗（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）センサ等の
センサ１２４と協働して、プラネットキャリヤ１１６の
回転速度を検出または導入するのに有効な信号を提供す
る。プラネットキャリヤ１１６は、また、図２及び図３
で見ると左方向に、第２の軸線方向延長部１２６を含ん
でおり、該第２の軸線方向延長部は環状の円周方向摩擦
表面１２８を含んでいる。プラネットギヤ１１０の歯１
０８と相補になっている歯１３２を有するリングギヤ１
３０は、ハウジング４６内にプラネットギヤ１１０と協
働するように整列されて固着されている。
【００２２】軸線方向に摺動するシフトスリーブまたは
減速ハブ１３４は１次出力軸の周りに同心状に配置され
るとともに、雌スプラインまたは歯１３６を含んでお
り、該雌スプラインまたは歯１３６は、１次出力軸１８
の外側に配置された前記雌スプラインまたは歯と相補の
雄スプラインまたは歯１３８に常時噛合しまた駆動係合
する。シフトスリーブ１３４は、また、近位の一端部に
１組の雄スプラインまたは歯１４２を含み、該雄スプラ
インまたは歯は、それぞれ、入力軸４８及びプラネット
キャリヤ１１６の延長部１８の雌スプラインまたは歯１
０６及び１２０に相補の形状にされている。半径方向外
側に指向されたフランジ１４４が前記スプラインまたは
歯１４２と反対側のシフトスリーブ１３４の端部に配置
される。
【００２３】従って、シフトスリーブ１３４が軸線方向
に移動して、図２及び図３に例示した位置の左方向に位
置決めされて歯１０６及び１４２が噛合すると、シフト
スリーブ１３４が１次出力軸１８に選択的に連結すると
ともに、該１次出力軸１８を入力軸４８から直結駆動す
ることになる（高速ギヤ）。シフトスリーブ１３４が図
２及び図３に例示した位置の右方向に位置決めされてス
プラインまたは歯１２０及び１４２が噛合すると、１次
出力軸１８がプラネタリギヤ減速装置組立体１００のギ
ヤ比により確立される減速された速度（低速）でプラネ
タリギヤ減速装置組立体１００のプラネットキャリヤ１
１６により駆動される。シフトスリーブ１３４が図２及
び図３に例示した位置にあると、入力軸４８及び出力軸
１８間の駆動接続が確立されず、トランスファケース１
６はニュートラル位置にあることになる。
【００２４】シフトスリーブ１３４を選択的に軸線方向
に移動して、直結駆動（高速ギヤ）にするか、または、
プラネタリギヤ組立体１００を介した低速駆動（低速ギ
ヤ）にするか、または、ニュートラルにするかはアクチ
ュエータ組立体１５０によりなされる。アクチュエータ
組立体１５０は電気、空気圧または液圧駆動モータ１５
２を含み、該モータが軸１５４を回動する。軸１５４は
エネルギーを蓄積する平型コイルスプリグ１５６を駆動
し、該平型コイルスプリグは、カム通路１６０を有する
カム組立体１５８を駆動する。カム従動ピン１６２はカ
ム組立体１５８内のカム通路１６０に着座され、軸１５
４及びカム組立体１５８が回動すると、従動ピン１６２
がシフトフォーク１６４を円筒状軸受１６６に沿って双
方向に移動する。次いで、シフトフォーク１６４がシフ
トスリーブ１３４のフランジ１４４に係合する。前記し
た如く、平型コイルスプリング１５６は、駆動モータ１
５２及びシフトフォーク１６４間でエネルギーを蓄積す
る弾性相互接続を画定し、それにより、シフトモータ１
５２は所望の位置に到達するが、シフトフォーク１６４
及びシフトスリーブ１３４は、コイルスプリング１５６
内に蓄積されたエネルギーが駆動モータ１５２により指
令されたシフトを完了する点まで、該シフトスリーブ１
３４に作用する力が低減されるまでは対応する所望の位
置へは移動しないようにされている。
【００２５】図３及び図４において、プラネタリキャリ
ヤブレーキ組立体１７０が例示されており、該組立体は
リニアアクチュエータ組立体１７２を含み、該リニアア
クチュエータ組立体は減速歯車列１７６を駆動する双方
向電気駆動モータ１７４を含んでいるのが好適である。
該減速歯車列１７６は１つ若しくはそれ以上のピニオン
及び平歯車を含んで、トルクを増大させる一方で、駆動
モータ１７４の減速を行うようにすることが可能であ
る。減速歯車列１７６の出力はボールねじ組立体１７８
へ伝達され、該ボールねじ組立体が歯車列１７６の双方
向の減速出力をリニア出力軸１８０の直線状の双方向運
動に変化させる。リニアアクチュエータ組立体１７２は
適切な取付具１８２によりハウジング４６内のシールさ
れた開口部を介して取り付けられ、出力軸１８０はプラ
ネットキャリヤ１１６の第２の軸線方向延長部１２４の
近傍で、該延長部に対して概ね接線方向に伸長する。
【００２６】例示したリニアボールねじアクチュエータ
組立体１７２に代えて、液圧または空気圧を動力源とす
る双方向ピストン及びシリンダ組立体等に匹敵しまたは
類似するリニアアクチュエータ組立体、または、その他
の類似の機械式装置を使用することも可能である。しか
しながら、例示した電気を動力源とするリニアアクチュ
エータ組立体１７２の利点の１つは、モータ１７４の電
源が切られた時に、前記リニアアクチュエータ組立体で
は、出力軸１８０の選択された直線方向の位置が維持さ
れることであり、即ち、概ね制御を改善するとともに電
力消費を最低限にし、従って、電気駆動モータ１７４内
での発熱を最低限にすると言った特徴を有する。
【００２７】１本または２本のベルクランクすなわちカ
ムレバー１８４が概ねリニアアクチュエータ組立体１７
２の近傍で出力軸１８０に枢動自在に取り付けられる。
該カムレバー１８４は、ハウジング４６内に形成され
た、または、該ハウジングに取り付けられた取付クレビ
スすなわちラグ１８６内に枢動自在に配置される。ピボ
ットピン１８８はカムレバー１８４をコントロールロッ
ド及び取付クレビスすなわちラグ１８６に取り付けられ
る。ブレーキバンド１９０は複数の適当なクラッチまた
はブレーキ摩擦材料から成るストリップを含むのが好適
であり、該ストリップはプラネットキャリヤ１１６の延
長部１２４の円周方向の摩擦表面の周りに配置される。
ブレーキバンド１９０は一対の概ね平行で外側に指向さ
れた耳部すなわちラグ１９４を含む。該耳部すなわちラ
グ１９４は各々出力軸１８０を収容する整列された貫通
する開口部１９８を含む。出力軸１８０は、また、固定
されたウエブすなわちプレート２００を貫通して伸長
し、該ウエブすなわちプレートはハウジング４６から伸
長するとともに、耳部１９４間で略中央に配置され、且
つ、入力軸４８及び出力軸１８の軸線に対して概ね半径
方向に配向されるのが好適である。
【００２８】一対の圧縮スプリング２０２の各々は耳部
１９４の各々と、固定プレート２００との間に伸長し
て、容易に理解される如く、耳部１９４を固定プレート
２００から離れる方向に付勢する。一対の係止ナットす
なわちジャムナット２０４は最右側の耳部１９４に対す
る出力軸１８０の位置の調整を容易にする。一対の係止
すなわちジャムナット２０８を有する機械ボルト２０６
は中央プレートすなわちウエブ２００に対する最右側耳
部１９４の位置を調整する。リベット、ねじの切られた
固定具、溶接物または任意の適当な固定手段によりブレ
ーキバンド１９０に固着することが可能なＵ字状のスト
ラップ２１２は、ねじの切られた調整ボルト２１４に捕
捉自在に固着される。ねじの切られた調整ボルト２１４
を回動させてブレーキバンド１９０の底部を上下させ、
摩擦材料１９２と、ブレーキバンド１９０の下部の隣接
領域のプラネットキャリヤ１１６の円周方向摩擦表面１
２６との間の間隙を調整するようにすることも可能であ
る。
【００２９】本発明による選択的に制動されるプラネタ
リギヤキャリヤ組立体１７０は複雑なものではない。最
初に、本書において発明者が「選択的に制動される」と
言った場合には、調整自在または比例して制動されるこ
とを意味しているのであり、従って、プラネタリギヤキ
ャリヤ１１６に付与される制動力量を０％から１００％
まで調節する能力を含んでおり、斯かる能力が前記組立
体によりもたらされることを理解しておく必要がある。
従って、リニアアクチュエータ組立体１７２は、プラネ
タリギヤキャリヤ１１６への抵抗を一切提供しないよ
う、及び、プラネットキャリヤ１１６がきつく締着また
は制動されて、事実上回転不可能となる点までプラネッ
トキャリヤ１１６の抵抗または制動を増大するように調
整または位置決めされるのが可能となる。勿論、この調
整且つ調節自在の作動には、従来のプラネタリキャリヤ
としての機能を果たす完全に解放されたプラネタリキャ
リヤ１１６と、完全に係止されたキャリヤ１１６との２
つの位置のみを有するオン／オフの２状態装置としての
機能を単純に果たす装置が包含される。
【００３０】従って、本発明の作動には、プラネタリギ
ヤキャリヤ１１６の制動を調整且つ調節自在に制御する
ことが含まれる。斯かる機能においては、電気動力が電
気モータ１７４に供給され、出力軸１８０を進退させて
プラネットキャリヤ１１６の摩擦表面の周りのブレーキ
バンド１９０が締め付けられたり、または、緩められた
りする。出力軸１８０が後退するにつれて、最右側の耳
部１９４が左へ引っ張られ、カムレバー１８４の作用に
より、最左側の耳部１９２が左へカムにより移動され
て、ブレーキバンド１９０が円周方向摩擦表面１２６の
周りに締着される。電気モータ１７４を逆操作して、出
力軸１８０を伸展させると、ブレーキバンド１９０が弛
緩されて、容易に理解できる如く、プラネタリキャリヤ
１１６の制動が低減されるか、または、終結する。
【００３１】上記の作動には多くの用途がある。先ず第
１には、トランスファケース組立体１６の入力軸４８に
関係する自動変速機１４から典型的に付与されるドラグ
トルクを相殺するのに使用するのが可能である。第２に
は、１次出力軸１８とプラネットキャリヤ１１６とが同
期している時にシフトスリーブ１３４による変速が起き
るようにプラネットキャリヤ１１６を同期させること
で、トランスファケース組立体１６の要素間での速度差
を最小限にするか、または、排除するのに使用すること
が可能である。更に、完全に係合した時には、プラネッ
トキャリヤブレーキは、車両１０の動力伝達装置すなわ
ちドライブラインを完全に係止すなわちロックアップす
る機能を果たし、従って、湿式駐車用ブレーキとしての
機能を果たす。リニアアクチュエータ組立体１７２は、
電気モータ１７４への動力供給が停止した時には、その
時の位置を保持すると言うことを思い出して欲しい。従
って、プラネタリキャリヤブレーキ組立体１７０が完全
に係合され、プラネットキャリヤ１１６が係止されて回
動が防止され、動力が電気モータ１７４から排除され
る。リニアアクチュエータ組立体１７２はその位置を保
持し、従って、プラネットキャリヤ１１６は電気動力が
なくなった状態では制動されたままとなり、前記した如
く、この組立体が駐車用ブレーキとして使用されるのが
適切となる。最後に、入力軸４８上のトーンホイール５
０に関係したセンサ５２、プラネットキャリヤ１１６上
のトーンホイールに関係したセンサ１２４及び出力軸１
８上のトーンホイール２７０に関係したセンサ２７２
は、電子制御装置またはマイクロプロセッサ（双方とも
図示なし）が使用可能な信号を送信し、該電子制御装置
またはマイクロプロセッサが電気モータ１７４にサーボ
制御信号を送信して、入力軸４８またはプラネットキャ
リヤ１１６と出力軸１８との同期を制御するとともに達
成して変速を容易にしたり、または何らかの他の目的を
達成したり、または入力軸４８、プラネットキャリヤ１
１６及び出力軸１８の現在の速度を情報として必要とす
る任意の目的のために単純に斯かる入力軸４８、プラネ
ットキャリヤ１１６及び出力軸１８の現在の速度を表示
する。
【００３２】再度図２において、トランスファケース組
立体１６は、また、電磁的に作動されるディスクパック
組立体２２０を含む。該ディスクパック組立体２２０は
出力軸１８の周りに配置されるとともに、オペレータす
なわちアクチュエータ組立体２２２を含み、該オペレー
タすなわちはアクチュエータ組立体２２０は１組の雌ス
プラインまたは歯を介して出力軸に回転自在に連結され
た円形の駆動部材２２４を有し、前記雌スプラインまた
は歯は該雌スプラインまたは歯と相補する出力軸１８上
の１組のスプラインまたは歯と係合する。円形の駆動部
材２２４の一方の面は複数の円周方向に隔置された螺旋
状の円環体（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｏｒｕｓ）の斜め断面
の形状をした凹所を含んでいる。該複数の凹所の各々は
同様の複数の負荷伝達ボール２２６の１つを収容する。
【００３３】円形の駆動部材２２４に隣接して配置され
た円形の被駆動部材２３２は、前記駆動部材２２４の凹
所と同一の形状を画定する同様な複数の凹所を対向する
面に含む。該凹所の斜め側壁はランプまたはカムとして
の機能を果たすとともに、前記の負荷伝達ボール２２６
と協働して、軸線方向に離れた円形の駆動及び被駆動部
材２２４及び２３２を両部材２２４と２３２との間の相
対的回転に応答して駆動する。前記凹所及び負荷伝達ボ
ールは、前記の駆動部材２２４と被駆動部材２３２との
間の相対的回転に応答して該両部材を軸線方向に変位さ
せるその他の類似の機械的な要素で置換することが可能
である。例えば、駆動部材と被駆動部材との間に円周方
向に隔てて（軸線を半径方向に整合しかつ大径部分を半
径方向外側にして）配置された複数のテーパローラと、
そのテーパローラを受けるように相補の形状で駆動部材
及び被駆動部材に円周方向に隔てて形成された複数の凹
所とを使用することが可能である。
【００３４】円形の駆動部材２２４は半径方向外側へ伸
長する作用板２３４に固着されるか、または、該作用板
と一体に形成される。圧縮スプリング２３６は出力軸１
８の周りに同心状に配置される。圧縮スプリング２３６
は複数のベルビル（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）スプリング
または波形座金を含むことが可能である。圧縮スプリン
グは付勢または復元力を円形の駆動部材２２４及び作用
板２３４へ与え、図２に例示した如く該円形の駆動部材
及び作用板を右方向へ押して移動させる。クラッチアー
マチュア電機子２３８は作用板の背後即ち右側に該作用
板と概ね整列するように配置される。該クラッチアーマ
チュア２３８は該クラッチアーマチュアの周囲に配置さ
れた複数の雄スプラインまたは歯を含み、該雄スプライ
ンまたは歯は、ベル状のクラッチハウジング２４４の円
筒部の内部表面に沿って軸線方向に伸長する前記雄スプ
ラインまたは歯と相補の形状にされた複数の雌スプライ
ンまたは歯に係合する。
【００３５】軟鉄の回転子２４６が作用板２３４に対向
するクラッチアーマチュア２３８の正面に隣接して位置
決めされる。該回転子２４６は、該回転子と相補の形状
にされた固定コイルハウジング２４８に対して回転自在
に配置されている。回転子２４６はスプラインによる相
互接続または摩擦嵌めや溶接物等のその他の固定方法に
より円形の被駆動部材２３２に連結されるとともに、該
円形の被駆動部材と一体に回転する。コイルハウジング
２４８は、その中の１つを図２に例示した複数の適当な
締結具２５２によりトランスファケース１６のハウジン
グ４６に固着される。コイルハウジング２４８は電磁コ
イル２５４を収容し、該電磁コイルは導体（図示なし）
を介して電気エネルギー源に接続される。
【００３６】ディスクパック組立体２６０は作用板２３
４に隣接しているとともに、クラッチハウジング２４４
内に収容される。該ディスクパック組立体２６０は複数
の交互に配置された摩擦板すなわちディスク２６２を含
む。第１の複数の小径ディスク２６２Ａはスプラインで
取り付けられたカラー２６４の雄スプラインで受けら
れ、該スプラインで取り付けられたカラーは、出力軸１
８の雄スプラインに受けられている。従って、前記第１
の複数の摩擦ディスク２６２Ａ及びスプラインで取り付
けられたカラーは全て１次出力軸１８と一体に回転す
る。第２の複数の大径ディスク２６２Ｂは第１の複数の
ディスク２６２Ａと交互に配置されるとともに、周囲に
スプラインを含み、該ディスクの周囲はクラッチハウジ
ング２４４の円筒部の内部表面上のスプラインまたは歯
２４２に係合し、該スプラインまたは歯と一体に回転す
る。クラッチハウジング２４４は１次出力軸１８の回り
に同心状に配置されるとともに、複数の軸線方向のラグ
すなわち突起２６６を含み、該軸線方向のラグすなわち
突起はチェーン駆動スプロケット９６の、前記軸線方向
のラグすなわち突起と相補の形状にされた開口部すなわ
ち口内に収容される。前記した如く、チェーン駆動スプ
ロケット９６は１次出力軸１８の回りに回転自在に配置
されるとともに、その周囲に駆動チェーン９４と噛合す
るチェーン駆動歯９８を含む。駆動チェーン９４は２次
出力軸２０に連結された被駆動スプロケット８８に動力
を伝達する。
【００３７】電磁コイル２５４が付勢されると、磁束が
生まれ、該磁束が抵抗を発生し、該抵抗が円形の駆動部
材２２４及び円形の被駆動部材２３２間で相対回転を起
こし、それによって前記円形の駆動部材と円形の被駆動
部材とが離間させられる。円形の駆動部材２２４と円形
の被駆動部材２３２が分離するに連れて、圧縮力が作用
板２３４を介してディスクパック組立体２６０に加えら
れる。摩擦ディスク２６２Ａ及び２６２Ｂが圧縮される
と、１次出力軸１８からチェーン駆動スプロケット９
６、駆動チェーン９４、被駆動チェーンスプロケット８
８及び２次出力軸２０へトルクが伝達される。１次出力
軸１８から２次出力軸へのトルク伝達は０から５０パー
セントの範囲で、即ち、前記２本の出力軸１８及び２０
の間でトルクの等配分が行われ、斯かる１次出力軸１８
から２次出力軸へのトルク伝達の大きさは電磁コイル２
５４へ供給される電気エネルギーの大きさを調整するこ
とで制御することができる。ディスクパック組立体２２
０の構造及び作動の一層の詳細は本書に参考として組み
入れた１９９５年４月１８日に特許が付与された共同で
所有される米国特許第５，４０７，０２４号に記されて
いる。
【００３８】トランスファケース組立体１６の全ての関
係する回転部品の回転速度の感知を容易にするために、
第３のトーンホイール２７０が１次出力軸１８に取り付
けられるとともに、該１次出力軸と一体に回転し、ホー
ル効果センサまたは可変磁気抵抗センサであって良い近
位に配置されたセンサ２７２が出力軸１８の回転速度を
検出または導入するのに有効な信号を送る。
【００３９】上記に開示したことは、本発明の発明者が
本発明を実施するために考案した最良の態様である。し
かしながら、プラネタリギヤ及びトランスファケース組
立体の技術分野の当業者であれば、様々な修正や変更を
加えることが可能なことが自明であるのは明白である。
上記の開示は当業者が本発明を実施するのを可能にする
ことを目的としたものであって、本発明は該開示により
限定されるものではなく、前記の自明の変更を含むもの
でり、本発明は冒頭の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に
よってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を組み込んだトランスファケースを有
する４輪駆動自動車の動力伝達装置の平面略図である。
【図２】 本発明を組み込んだ自動車用トランスファケ
ースの全断面図である。
【図３】 本発明による自動車用トランスファケースの
拡大部分断面図である。
【図４】 本発明によるプラネットキャリヤ及びプロポ
ーショナルバンドブレーキの全断面図である。
【符号の説明】
４８ 入力部材 １００ プラネタ
リギヤ １０２ サンギヤ １１０ プラネッ
トギヤ １１６ プラネットキャリヤ １２８ 周辺ブレ
ーキ表面 １３０ 固定リングギヤ １７０ ブレーキ
組立体 １７２ アクチュエータ １９０ ブレーキ
バンド

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サンギヤ（１０２）を有する入力部材
    （４８）と、 該サンギヤ（１０２）の周りに配置されるとともに、周
    辺にブレーキ表面（１２８）を有するプラネットキャリ
    ヤ（１１６）と、 該プラネットキャリヤ（１１６）内に回転自在に配置さ
    れた少なくとも２つのプラネットギヤ（１１０）と、 該プラネットギヤ（１１０）の周りに配置されるととも
    に、該プラネットギヤにより係合される固定リングギヤ
    （１３０）と、 前記ブレーキ表面（１２８）の周りに配置されたブレー
    キバンド（１９０）と、 前記ブレーキ表面（１２８）上の前記ブレーキバンド
    （１９０）を選択的に係合させるアクチュエータ（１７
    ２）とを組み合わせて備えているプラネタリギヤ装置
    （１００）とブレーキとの組立体。
  2. 【請求項２】 更に、前記入力部材（４８）または前記
    プラネットキャリヤ（１１６）に選択的に連結されるよ
    うにされた出力部材（１３４）を含む請求項１に記載の
    プラネタリギヤ装置とブレーキとの組立体。
  3. 【請求項３】 前記出力部材（１３４）が歯（１４２）
    を有する軸線方向に摺動自在のクラッチであり、前記入
    力部材（４８）及び前記プラネットキャリヤ（１１６）
    が前記クラッチ上の前記歯（１４２）が係合自在となる
    歯（１０６、１２０）を有する請求項２に記載のプラネ
    タリギヤ装置とブレーキとの組立体。
  4. 【請求項４】 前記ブレーキバンド（１９０）が摩擦材
    料（１９２）を含む請求項１に記載のプラネタリギ装置
    とブレーキとの組立体。
  5. 【請求項５】 前記アクチュエータ（１７２）がリニア
    ボールねじアクチュエータであり、かつ、電気モータ
    （１７４）と、減速歯車列（１７６）とを含む請求項１
    に記載のプラネタリギ装置とブレーキとの組立体。
  6. 【請求項６】 更に、前記アクチュエータ（１７２）
    と、前記ブレーキバンド（１９０）との間に協働自在に
    配置された一対の圧縮スプリング（２０２）を含む請求
    項１に記載のプラネタリギ装置とブレーキとの組立体。
  7. 【請求項７】 前記ブレーキバンド（１９０）が一対の
    端部（１９４）を有し、前記アクチュエータ（１７２）
    がリニア出力部材（１８０）を含み、該リニア出力部材
    （１８０）が前記ブレーキバンド（１９０）の前記一対
    の端部（１９４）の一方に直接作用し、前記ブレーキバ
    ンド（１９０）の前記一対の端部（１９４）の他方にベ
    ルクランク（１８４）を介して作用する請求項１に記載
    のプラネタリギ装置とブレーキとの組立体。
  8. 【請求項８】 更に、前記入力部材（４８）及び前記プ
    ラネットキャリヤ（１１６）に配置されたトーンホイー
    ル（５０、１２２）と、該トーンホイール（５０、１２
    ２）の各々に隣接して配置された速度信号を提供するセ
    ンサ（５２、１２４）とを含む請求項１に記載のプラネ
    タリギ装置とブレーキとの組立体。
  9. 【請求項９】 前記プラネタリギ装置（１００）とブレ
    ーキ（１７０）との組立体が自動車のトランスファケー
    ス（１６）内に配置される請求項１に記載のプラネタリ
    ギ装置とブレーキとの組立体。
  10. 【請求項１０】 前記プラネタリギ装置（１００）とブ
    レーキ（１７０）との組立体が自動車のトランスファケ
    ース（１６）内に配置され、該自動車のトランスファケ
    ース（１６）がトーンホイール（２７０）を有する出力
    軸（１８）と、該トーンホイール（２７０）に隣接して
    配置された速度センサ（２７２）とを含む請求項１に記
    載のプラネタリギ装置とブレーキとの組立体。
JP10000156A 1996-12-31 1998-01-05 選択的に制動されるトランスファケース等用のプラネタリギヤキャリヤ Pending JPH10196770A (ja)

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US08/775,651 US5842947A (en) 1996-12-31 1996-12-31 Planetary gear carrier having a band brake on an axial extension of the carrier for transfer cases

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