JPH112322A - シングルレールシフトオペレータアセンブリ - Google Patents

シングルレールシフトオペレータアセンブリ

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JPH112322A
JPH112322A JP10136479A JP13647998A JPH112322A JP H112322 A JPH112322 A JP H112322A JP 10136479 A JP10136479 A JP 10136479A JP 13647998 A JP13647998 A JP 13647998A JP H112322 A JPH112322 A JP H112322A
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JP
Japan
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shift
rail
assembly
output
operator assembly
Prior art date
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Pending
Application number
JP10136479A
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English (en)
Inventor
Ronald A Schoenbach
ロナルド・エイ・ショーンバック
Dan J Showalter
ダン・ジェイ・ショウォルター
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BorgWarner Inc
Original Assignee
Borg Warner Automotive Inc
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Filing date
Publication date
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    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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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    • Y10T74/20177—Particular element [e.g., shift fork, template, etc.]
    • Y10T74/20183—Shift fork structure

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトフォークの位置を検出できるようにし
たシングルレールシフトオペレータアセンブリを提供す
る。 【解決手段】 ２速度ドライブアセンブリ８０を有する
トランスファーケース１６は、フィードバックが行われ
る直接的に連結されたシフトオペレータを備えている。
シフトオペレータは、駆動モータ１３０を備えている。
駆動モータ１３０は、シフトレール１２６を直接的に回
転可能に駆動する。シフトレールはねじ部１２４を備え
ており、ねじ部１２４に対して相補的な形状をしたねじ
部１２２を有するシフトフォーク１２０を受け入れる。
シフトフォークは、かみ合いクラッチ１０４に係合して
いる。シフトレールを両方向に回転させることにより、
これに対応して、シフトフォークが両方向に並進して、
２速度ドライブアセンブリのうち直接駆動（ハイギ
ヤ）、減速駆動（ローギヤ）、あるいはニュートラル作
動が選択される。シフトレールポジションセンサ１４４
が、シフトフォークの実際の位置に関するデータを、関
連する論理及び命令回路に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、概ね、速度変換
歯車装置（換言すれば、変速装置）用のシフトオペレー
タに関し、特に、自動車のドライブライン（動力伝達系
統）の構成要素（例えば、変速機、トランスファーケー
ス、差動装置など）において使用するためのシングルシ
フトレール及びフィードバックアセンブリを有するシフ
トオペレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの自動車のドライブライン（動力伝
達系統）の構成要素（例えば、トランスファーケース）
においては、プラネタリギヤ減速ユニットを典型的に含
む２速度アセンブリが、通常の道路やオフロード状態で
車両の作動をそれぞれ最適にするハイスピードレンジ
（高速度レンジ）とロースピードレンジ（低速度レン
ジ）とを与えている。減速アセンブリが係合したとき、
減速アセンブリは、概ね３ないし４倍だけ、車両の変速
機の回転速度出力を減少させる。このようにして、自動
変速機が通常の速度レンジで作動し、また、通常のシフ
トポイントで作動している間、前記トランスファーケー
スのアウトプットシャフトの回転速度と車両の速度は相
応して減少する。トランスファーケースの減速アセンブ
リの係合が解除されあるいはバイパスされたとき、トラ
ンスファーケースの入力速度（すなわち、インプットシ
ャフトの回転速度）と出力速度（すなわち、アウトプッ
トシャフトの回転速度）は等しくなる。そのような減速
アセンブリには、また、通例として、ニュートラルポジ
ションが設けられている。このニュートラルポジション
では、変速機の出力は、自動車のドライブラインから切
り離されている。
【０００３】減速アセンブリの速度レンジの選択を行う
機構は、多くの異なった構造を備えている。
【０００４】米国特許第４，７７０，２８０号において
は、回転カムが、カム従動節と、これに関連したシフト
レールとを軸線方向に並進させ、これに相応して、クラ
ッチカラーを、少なくとも１つの圧縮ばねを介して並進
させるようにしている。同期が取られて次いでシフトが
完了するまで、シフトが試みられてギヤ鳴り（換言すれ
ば、ギヤの衝突）が生じた場合、前記圧縮ばねは、一時
的にエネルギーを蓄積する。
【０００５】米国特許第５，４０７，０２４号におい
て、かみ合いクラッチ（ドグクラッチ）が、カム従動節
を含むシフトフォークによって係合される。シフトフォ
ークとカム従動節は、円形のカムによって、両方向に移
動する。円形のカムは、エネルギー蓄積ばねを介して電
動モータによって回転させられる。再び、２つのギヤの
係合が試みられて、干渉とギヤ鳴りとが引き起こされた
場合、前記エネルギー蓄積ばねは、前記駆動モータがそ
の運動を完了させることを許容し、ギヤの歯の干渉が終
わったとき、前記ばねに蓄積されたエネルギーが、前記
シフトを完了する。
【０００６】そのような２速度オペレータアセンブリに
おけるシフトフォークの実際の位置に関するフィードバ
ック信号をコントローラに供給することに関して、多く
の設計では、どんなフィードバックも行われていなかっ
た。米国特許第５，１５９，８４７号のような別のもの
では、トランスファーケースの作動状態に関するフィー
ドバックを行っているが、しかし、そのようなフィード
バックは、実際のシフトフォークとは異なる（そして、
しばしば、実際のシフトフォークとはかけ離れた）部品
の位置から得ている。米国特許第５，０５２，２４５号
においては、ポジションセンサ（すなわち、位置セン
サ）が、シフトレールに隣接して作動可能に配置されて
おり、したがって、シフトレールの位置は検出したが、
シフトフォークの位置は検出していない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のシフトレー
ルオペレータやセンサだけでなく前記従来の特許の再検
討から、これらのアセンブリを改善することが望ましい
のは明らかである。
【０００８】したがって、本願発明の目的は、モータ
と、回転可能な単一のシフトレール（すなわち、回転可
能なシングルシフトレール）と、シフトフォークと、自
動車のドライブラインの構成要素において使用可能なフ
ィードバックアセンブリとを備えたシフトオペレータア
センブリを提供することである。
【０００９】また、本願発明の目的は、モータによって
直接的に駆動される回転可能な単一のシフトレールを有
するシフトオペレータアセンブリを提供することであ
る。
【００１０】また、本願発明の目的は、回転可能なシフ
トレールと、シフトフォークと、前記シフトフォークの
実際の位置に関する信号を供給する、シフトフォークの
近くに配置されたセンサとを備えたシフトオペレータア
センブリを提供することである。
【００１１】また、本願発明の目的は、ねじが形成され
た回転可能な単一のシフトレールと、モータと、開口部
を有するシフトフォークとを備え、前記開口部には、前
記回転可能な単一のシフトレールのねじに対して相補的
な形状のねじが形成されている、シフトオペレータアセ
ンブリを提供することである。
【００１２】また、本願発明の目的は、ねじが形成され
た回転可能な単一のシフトレールと、モータと、前記シ
フトレール上に自由に回転できるように配置され、前記
シフトレール上で軸線方向への移動が制限されたシフト
フォークとを備えたシフトオペレータアセンブリを提供
することである。
【００１３】また、本願発明の目的は、ねじが形成され
た回転可能な単一のシフトレールと、モータと、前記シ
フトレール上に自由に回転できるように配置され、前記
シフトレール上で軸線方向への移動が制限されたシフト
フォークと、前記シフトフォークの近くに配置され、前
記シフトフォークの実際の位置に関する信号を供給する
センサとを備えたシフトオペレータアセンブリを提供す
ることである。
【００１４】また、本願発明の目的は、駆動モータと、
線形のボールねじアセンブリと、シフトレールと、前記
シフトレールに固定されたシフトフォークとを備えたシ
フトオペレータアセンブリを提供することである。
【００１５】本願発明の目的は、駆動モータと、線形の
ボールねじアセンブリと、シフトレールと、前記シフト
レールに固定されたシフトフォークと、前記シフトフォ
ークの近くに配置され、前記シフトフォークの実際の位
置に関する信号を供給するセンサとを備えたシフトオペ
レータアセンブリを提供することである。
【００１６】本願発明の他の目的や効果は、下記に詳細
に述べられる好適な実施例の説明や添付した図面を参照
することによって、明らかとなるであろう。同じ参照符
号は、同じ構成要素を参照している。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明は、自
動車のドライブライン構成要素用のシングルレールシフ
トオペレータアセンブリであって、回転出力部を有する
駆動モータと、前記駆動モータの前記回転出力部を直線
的な並進運動に変換するための変換アセンブリと、少な
くとも、第１の速度レンジを供給する第１の出力部と、
別個の第２の速度レンジを供給する第２の出力部とを有
する変速度アセンブリと、第１の位置において、第１の
速度レンジの前記第１の出力部に係合可能で、第２の位
置において、前記別個の第２の速度レンジの前記第２の
出力部に係合可能な、軸線方向に並進できるクラッチカ
ラーと、前記変換アセンブリと前記クラッチカラーとの
間に作動可能に配置されたシフトフォークとを備えて構
成されている。
【００１８】本願の他の発明は、自動車のトランスファ
ーケース用のシフトオペレータアセンブリであって、両
方向回転出力部を有する駆動モータと、前記駆動モータ
の前記両方向回転出力部を両方向の直線的な並進運動に
変換するための変換アセンブリと、少なくとも、第１の
速度レンジを供給する第１の出力部と、別個の第２の速
度レンジを供給する第２の出力部とを有する変速度アセ
ンブリと、前記第１の出力部に係合する第１の位置と前
記第２の出力部に係合する第２の位置との間で、両方向
に並進運動可能なクラッチカラーと、前記変換アセンブ
リと前記クラッチカラーとの間に作動可能に配置された
シフトフォークと、前記シフトフォークと一緒に移動で
きるように配置されたカムとを備えており、前記カム
は、少なくとも２つの異なる領域と、前記カムに隣接し
て配置され、前記少なくとも２つの領域を検出するため
のポジションセンサとを備えて構成されている。
【００１９】２速度ドライブアセンブリを有するトラン
スファーケースは、フィードバックが行われる直接的に
連結されたシフトオペレータを備えている。好適な実施
例において、前記シフトオペレータは、電動モータ、空
気圧モータ、または液圧モータとを備えている。電動モ
ータ、空気圧モータ、または液圧モータは、シフトレー
ルを直接的に回転可能に駆動する。前記シフトレールの
一部には、ねじが切られており、該シフトレールの一部
はシフトフォークを受け入れる。このシフトフォークの
開口部には、前記シフトレールのねじに対して相補的な
形状をしているねじが形成されている。前記シフトフォ
ークは、かみ合いクラッチ（ドグクラッチ）に係合して
いる。前記シフトレールを両方向に回転させることによ
り、これに対応して、前記シフトフォークが両方向に並
進して、２速度ドライブアセンブリのうち直接駆動（ハ
イギヤ）、減速駆動（ローギヤ）、あるいはニュートラ
ル作動が選択される。前記シフトフォークはカムを備え
ている。また、このカムの近くにポジションセンサ（位
置センサ）が設けられており、このポジションセンサ
は、前記シフトフォークの実際の位置に関するデータ
を、関連する論理及び命令回路に供給する。シフトレー
ルオペレータアセンブリの２つの代替的な実施例が、ま
た、示されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、４輪駆動車の
ドライブトレインが、図式的に表されており、参照符号
１０によって示されている。４輪駆動車のドライブトレ
イン１０は、原動機１２を備えている。原動機１２は、
変速機１４に連結されており、かかる変速機１４を直接
的に駆動する。変速機１４の出力は、トランスファーケ
ースアセンブリ１６を直接的に駆動する。トランスファ
ーケースアセンブリ１６は、原動力を一次ドライブライ
ンすなわちリヤドライブライン２０に供給する。一次ド
ライブラインすなわちリヤドライブライン２０は、一次
プロペラシャフトすなわちリヤプロペラシャフト２２
と、一次差動装置（一次ディファレンシャル）すなわち
リヤ差動装置（リヤ・ディファレンシャル）２４と、一
対の一次活軸すなわち一対のリヤアクスル２６と、それ
ぞれ一対の一次タイヤ及びホイールアセンブリすなわち
それぞれ一対のリヤ側のタイヤ及びホイールアセンブリ
２８を備えている。
【００２１】トランスファーケースアセンブリ１６は、
また、原動力を二次ドライブラインすなわちフロントド
ライブライン３０に選択的に供給する。二次ドライブす
なわちフロントドライブライン３０は、二次プロペラシ
ャフトすなわちフロントプロペラシャフト３２と、二次
差動アセンブリすなわちフロント差動アセンブリ３４
と、一対の二次活軸すなわち一対のフロントアクスル３
６と、それぞれ一対の二次タイヤ及びホイールアセンブ
リすなわちそれぞれ一対のフロント側のタイヤ及びホイ
ールアセンブリ３８とを備えている。フロント側のタイ
ヤ及びホイールアセンブリ３８は、一対のフロントアク
スル３６のそれぞれに直接的に連結するようにしてもよ
い。あるいは、所望するならば、手動操作可能なまたは
遠隔操作可能な一対のロック用のハブ４２を、フロント
アクスル３６と、フロント側のタイヤ及びホイールアセ
ンブリ３８のそれぞれとの間に作動可能に配置して、フ
ロントアクスル３６とフロント側のタイヤ及びホイール
アセンブリ３８とを選択的に連結するようにしてもよ
い。最後に、一次ドライブライン２０と二次ドライブラ
イン３０とは、適切に配置された適当なユニバーサルジ
ョイント（自在継手）４４を備えるようにしてもよい。
ユニバーサルジョイント４４は、通常の態様で機能し
て、種々のシャフトと構成要素との間の静的及び動的な
オフセットや非整合を許容できるようになっている。
【００２２】コントロールアセンブリ５０が、運転手の
近くの車両のキャビン（車室）内に設けられている。コ
ントロールアセンブリ５０は、複数の押しボタン５２を
備えている。押しボタン５２は、ハイ、ニュートラル、
またはローのような、トランスファーケースアセンブリ
１６のうち運転手により選択可能な種々の操作位置に対
応している。別の実施例として、押しボタン５２の代わ
りに、ロータリースイッチや運転手により選択可能な他
の類似のインプット装置（入力装置）を使用するように
してもよい。コントロールアセンブリ５０は、信号を受
信し、また、トランスファーケースアセンブリ１６の構
成要素によって供給されるフィードバックや信号に基づ
いた論理決定を行う装置ばかりでなく、種々の電子式コ
ンピュータ装置、論理装置、及びアウトプット装置（出
力装置）を備えることができる。
【００２３】前記説明及び下記の説明は、リヤドライブ
ライン２０が一次ドライブラインとして機能する車両に
関するものである。すなわち、リヤドライブライン２０
は、実質的に常時、係合して作動する。また、これに対
応して、フロントドライブライン３０は、二次ドライブ
ラインとして機能する。すなわち、フロントドライブラ
イン３０は、二次的な態様すなわち補助的な態様で、パ
ートタイムのみ係合して作動させることができる。その
ような車両は、後輪駆動車両として一般に呼ばれる。
【００２４】本願に開示され請求の範囲で請求されてい
る本願発明は、一次ドライブライン２０が車両のフロン
トに配置され且つ二次ドライブライン３０が車両のリヤ
に配置される変速機及びトランスファーケースに容易に
用いることもできるということで、本願では、「フロン
ト」及び「リヤ」という文言よりもむしろ「一次」及び
「二次」という文言が用いられている。そのように「一
次」及び「二次」という文言を用いることにより、それ
らの具体的な位置よりもむしろ個々のドライブラインの
機能を幅広く且つ適切に特徴付けている。
【００２５】さて、図１及び図２を参照すると、本願発
明を具体化したトランスファーケースアセンブリ１６
は、多数部品用のハウジングアセンブリ６０を備えてい
る。多数部品用のハウジングアセンブリ６０は、複数の
平坦な密封面と、シャフト用の開口部と、ベアリング用
の開口部と、種々の凹部と、肩部と、カウンターボア
（端ぐり）などを備えており、これによって、トランス
ファーケースアセンブリ１６の種々の構成要素や組立品
を受け入れることができるようになっている。インプッ
トシャフト６２は、雌型スプラインすなわち内歯スプラ
インまたは雌型ギヤ歯すなわち内歯車のギヤ歯６４（以
下、単に、雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯
６４と言う）や他の適切な連結構造を備えている。雌型
すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯６４や他の適切
な連結構造は、図１に図示された変速機１４の出力をイ
ンプットシャフト６２に連結して、変速機１４の出力に
よりインプットシャフト６２を駆動できるようになって
いる。インプットシャフト６２の一端は、ボールベアリ
ングアセンブリ６６のような転がり軸受（または減摩軸
受）によって回転可能に支持されている。インプットシ
ャフト６２の他端は、ローラベアリングアセンブリ６８
のような内部転がり軸受（または内部減摩軸受）によっ
て回転可能に支持されている。ローラベアリングアセン
ブリ６８は、段付きのアウトプットシャフト７０の一部
上に配置されている。適切なオイルシール７２が、イン
プットシャフト６２とハウジングアセンブリ６０との間
に位置決めされており、これによって、インプットシャ
フト６２とハウジングアセンブリ６０との間が適切に液
密にされている。段付きのアウトプットシャフト７０の
他端は、ボールベアリングアセンブリ７４のような転が
り軸受（または減摩軸受）によって支持されている。段
付きのアウトプットシャフト７０の他端は、また、フラ
ンジ７６を備えている。フランジ７６は、ユニバーサル
ジョイント４４の一部とすることができ、一次プロペラ
シャフト２２のような関連するドライブライン構成要素
に固定することができる。適切なオイルシール７８が、
フランジ７６とハウジングアセンブリ６０との間に配置
されており、これによって、フランジ７６とハウジング
アセンブリ６０との間が適切に液密にされている。
【００２６】さて、図２及び図３を参照すると、トラン
スファーケースアセンブリ１６は、２速度プラネタリギ
ヤドライブアセンブリ（２速度遊星歯車駆動組立体）８
０を備えている。２速度プラネタリギヤドライブアセン
ブリ８０は、インプットシャフト６２の周辺に配置され
ている。
【００２７】２速度プラネタリギヤドライブアセンブリ
８０は、サンギヤ（太陽歯車）８２を備えている。サン
ギヤ８２は、複数の雌型スプラインすなわち内歯スプラ
インまたは雌型ギヤ歯すなわち内歯車のギヤ歯８４（以
下、単に、雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯
８４という）を備えている。雌型すなわち内歯のスプラ
インまたはギヤ歯８４は、インプットシャフト６２に設
けられ雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯８４
に対して相補的な形状をしている、複数の雄型スプライ
ンすなわち外歯スプラインまたは雄型ギヤ歯すなわち外
歯車のギヤ歯８６（以下、単に、雄型すなわち外歯のス
プラインまたはギヤ歯８６と言う）に係合している。し
たがって、サンギヤ８２は、インプットシャフト６２に
連結され、インプットシャフト６２に一緒に回転する。
サンギヤ８２は、その周辺に、雄型ギヤ歯すなわち外歯
車のギヤ歯８８を備えている。リングギヤ９０が、サン
ギヤ８２と、その雌型すなわち内歯のスプラインまたは
ギヤ歯８４とに径方向で整合している。リングギヤ９０
は、内側に向けられたギヤ歯９２を備えている。リング
ギヤ９０は、周辺溝とスナップリングとが協働して構成
された周辺溝及びスナップリングアセンブリ９４によっ
て、ハウジングアセンブリ６０内に保持されている。複
数のピニオンギヤ９６が、ピニオンギヤ９６と同じ数だ
け設けられた複数のスタブシャフト９８によって回転可
能に支持されている。スタブシャフト９８は、プラネッ
トキャリアー（換言すれば、プラネタリキャリアー）１
００内に取り付けられ且つプラネットキャリアー１００
に固定されている。プラネットキャリアー１００は、複
数の雌型スプラインすなわち内歯スプラインまたは雌型
ギヤ歯すなわち内歯車のギヤ歯１０２（以下、単に、雌
型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯１０２と言
う）を備えている。雌型すなわち内歯のスプラインまた
はギヤ歯１０２は、インプットシャフト６２に設けられ
た雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯８６に概
ね隣接して配置されている。２速度プラネタリギヤドラ
イブアセンブリ８０は、本願出願と同一人に所有された
米国特許第４，４４０，０４２号において、より十分に
説明されている。米国特許第４，４４０，０４２号は、
参照することによって本願明細書に組み込まれている。
【００２８】２速度プラネタリギヤドライブアセンブリ
８０は、また、かみ合いクラッチ（ドグクラッチ）すな
わちクラッチカラー１０４を備えている。クラッチカラ
ー１０４は、雌型スプラインすなわち内歯スプラインま
たは雌型ギヤ歯すなわち内歯車のギヤ歯１０６（以下、
単に、雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯１０
６と言う）を形成している。雌型すなわち内歯のスプラ
インまたはギヤ歯１０６は、インプットシャフト６２に
設けられた雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯
８６に対して軸線方向に整合しており、また、全ての点
で、雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯８６に
対して相補的な形状に形成されている。クラッチカラー
１０４とその雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ
歯１０６とは、段付きのアウトプットシャフト７０に設
けられ雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯１０
６に対して相補的な形状をしている複数の雄型スプライ
ンすなわち外歯スプラインまたは雄型ギヤ歯すなわち外
歯車のギヤ歯１０８（以下、単に、雄型すなわち外歯の
スプラインまたはギヤ歯１０８と言う）上に摺動可能に
支持されている。したがって、クラッチカラー１０４
は、段付きのアウトプットシャフト７０と一緒に回転
し、段付きのアウトプットシャフト７０に沿って両方向
に並進できるようになっている。クラッチカラー１０４
の一端には、また、雄型スプラインすなわち外歯スプラ
インまたは雄型ギヤ歯すなわち外歯車のギヤ歯１１０
（以下、単に、雄型すなわち外歯のスプラインまたはギ
ヤ歯１１０と言う）が設けられている。雄型すなわち外
歯のスプラインまたはギヤ歯１１０は、プラネットキャ
リアー１００に設けられた雌型すなわち内歯のスプライ
ンまたはギヤ歯１０２に対して全ての点において相補的
な形状をしている。
【００２９】最後に、かみ合いクラッチすなわちクラッ
チカラー１０４は、雄型すなわち外歯のスプラインまた
はギヤ歯１１０の反対側の一端に、径方向に伸長する間
隔をあけて設けられた一対のフランジ１１４を備えてい
る。フランジ１１４は、周辺溝１１６を形成している。
周辺溝１１６は、シフトフォーク１２０の、周辺溝１１
６に対して相補的な形状に形成された半円のスロートす
なわちヨーク１１８を受け入れている。シフトフォーク
１２０は、雌ねじ１２２を形成している貫通通路を備え
ている。雌ねじ１２２は、回転可能なシフトレール１２
６に設けられ雌ねじ１２２に対して相補的な形状に形成
された雄ねじ１２４に係合している。シフトレール１２
６は、適切なジャーナルベアリング（ジャーナル軸受）
すなわちブシュ１２８内で支持されている。シフトレー
ル１２６は、ロータリー（回転）式の電動モータ、空気
圧モータ、または液圧モータ（例えば、油圧モータ）１
３０（以下、単に、駆動モータ１３０と言う）に連結さ
れ、その駆動モータ１３０によって駆動される。ロータ
リー式の駆動モータ１３０には、ライン１３２を介して
エネルギーが供給される。
【００３０】シフトフォーク１２０のうち半円のヨーク
１１８と反対側にある端には、カム１３６が設けられて
いる。カム１３６は、凹部１３８と、第１の突起すなわ
ち突出部１４０Ｈと、第２の突起すなわち突出部１４０
Ｌとを備えている。第１の突起すなわち突出部１４０Ｈ
は、第２の突起すなわち突出部１４０Ｌよりも高くまた
は長く突出している。すなわち、第２の突起すなわち突
出部１４０Ｌは、第１の突起すなわち突出部１４０Ｈよ
りも低く突出している。第２の突起すなわち突出部１４
０Ｌは、凹部１３８よりも高くなっており、すなわち、
少なくとも１３８と区別できる高さを備えている。ロー
ラアクチュエータ又はボールアクチュエータ１４６を有
する３ポジションセンサ（３位置センサ）１４４は、好
適な多数の導線を備えたケーブル１４８に、下記のよう
な信号を形成する出力を供給するホール効果センサのよ
うな近接センサまたはポジションセンサを備えている。
【００３１】（１）シフトフォーク１２０とこれに関連
するクラッチカラー１０４とが、図２及び図３に図示さ
れた位置にあるとき、センサ１４４は、シフトフォーク
１２０とこれに関連するクラッチカラー１０４とがニュ
ートラル位置にあるということを示す信号を供給する。
【００３２】（２）また、シフトフォーク１２０が図示
されたニュートラル位置から左に移動して、その結果、
アクチュエータ１４６が、より高い第１の突起すなわち
突出部１４０Ｈに係合して、第１の突起すなわち突出部
１４０Ｈによって並進させられ、かつセンサ１４４は、
クラッチカラー１０４が、２速度プラネタリギヤドライ
ブアセンブリ８０を事実上通過することによってハイギ
ヤすなわち直接駆動を選択する位置にあるということを
示す信号を供給する。
【００３３】（３）また、逆に、シフトフォーク１２０
が図２及び図３に図示したニュートラル位置から右に移
動し、その結果、第２の突起すなわち突出部１４０Ｌが
アクチュエータ１４６に係合し、アクチュエータ１４６
が並進させられ、かつセンサ１４４は、シフトフォーク
１２０が並進して、２速度プラネタリギヤドライブアセ
ンブリ８０の低速度出力すなわち低速レンジが選択され
たということを示す信号を供給する。
【００３４】シフトフォークの並進移動は、両方向に回
転操作可能な駆動モータ１３０の回転方向を選択するこ
とによって達成される。駆動モータ１３０は、シフトレ
ール１２６を回転させ、シフトレール１２６の雄ねじ１
２４に沿ってシフトフォーク１２０を両方向（図３中の
左右の方向）に並進させる。
【００３５】トランスファーケースアセンブリ１６は、
また、電磁石で作動するディスクパックタイプのクラッ
チアセンブリ１５０を備えている。クラッチアセンブリ
１５０は、段付きのアウトプットシャフト７０の周辺に
配置されており、円形の駆動部材１５２を備えている。
円形の駆動部材１５２は、スプライン式の相互連結構造
体１５４を介して段付きのアウトプットシャフト７０に
連結されている。円形の駆動部材１５２は、円周方向に
間隔をあけて設けた複数の凹部１５６を備えている。凹
部１５６は、図４に図示されているように、螺旋円環体
（ヘリカル・トーラス）状の傾斜断面を有するように形
成されている（図４において駆動及び被駆動部材に形成
されてい向きのことなる各傾斜面が、それらの部材の軸
線と同じ軸線を有するコイルばねの素線の周面によって
画成されている。）。凹部１５６の各々は、凹部１５６
と同じ数だけ設けられた複数の負荷伝達ボール１５８の
１つを受け入れている。
【００３６】円形の被駆動部材１６２が、円形の駆動部
材１５２に隣接して配置されている。円形の被駆動部材
１６２は、凹部１５６に対向した複数の凹部１６６を備
えている。凹部１６６は、凹部１５６と同じ数だけ設け
られており、凹部１５６と同じ形状に形成されている。
凹部１５６の傾斜した側壁と凹部１６６の傾斜した側壁
とが、傾斜路すなわちランプまたはカムとして機能し
て、負荷伝達ボール１５８と協働し、これにより、円形
の駆動部材１５２と円形の被駆動部材１６２との間の相
対回転に応答して、円形の駆動部材１５２と円形の被駆
動部材１６２とを引き離して駆動することができる。凹
部１５６と凹部１６６と負荷伝達ボール１５８の代わり
に、円形の駆動部材１５２と円形の被駆動部材１６２と
の間の相対回転に応答して円形の駆動部材１５２及び円
形の被駆動部材１６２を軸線方向に変位させる他の類似
の機械的な要素を使用してもよいということが理解でき
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（軸線を変形方向に整合しかつ大径部分を関係方
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テーパ付き凹
所とを使用することが可能である。
【００３７】円形の被駆動部材１６２は、径方向外側に
伸長しており、軟鉄製のロータ１７０に固定されてい
る。ロータ１７０は、アーマチュア１７６に対して対向
した関係で配置されている。ロータ１７０は、Ｕ字状に
形成されており、電磁石コイル１８０を収容するハウジ
ング１７８を囲んでいる。単一または２つの導線ケーブ
ル１８２を介して、電気エネルギーが電磁石コイル１８
０に供給される。
【００３８】導線ケーブル１８２を介して、電気エネル
ギーを電磁石コイル１８０に供給することによって、磁
気によりアーマチュア１７６をロータ１７０に引きつけ
る。この磁気的な引きつけによって、アーマチュア１７
６とロータ１７０とが摩擦接触する。段付きのアウトプ
ットシャフト７０が、第２のアウトプットシャフト１８
４と同じ回転速度で回転するアーマチュア１７６とは違
った速度で回転しているとき、この摩擦接触により、摩
擦トルクが、アウトプットシャフト７０から、円形の駆
動部材１５２と負荷伝達ボール１５８とを介して、円形
の被駆動部材１６２に伝達される。その結果、摩擦トル
クによって、負荷伝達ボール１５８が、凹部１５６及び
凹部１６６の傾斜路をずり上がり、円形の駆動部材１５
２が軸線方向に変位する。円形の駆動部材１５２の軸線
方向への変位によって、印加プレート１８６が、ディス
クパッククラッチアセンブリ１９０に向けて軸線方向に
並進する。圧縮ばね１９２が、復原力を供給している。
この圧縮ばね１９２の復原力によって、円形の駆動部材
１５２が、円形の被駆動部材１６２に向けて偏倚させら
れ、また、負荷伝達ボール１５８が、円形の凹部１５６
及び１６６の中心位置に復帰させられるようになってい
る。これによって、電磁石コイル１８０が非活動状態に
なったとき、電磁石式のクラッチアセンブリ１５０の構
成要素の間のクリアランスが最大となって、また、クラ
ッチアセンブリ１５０の構成要素の間の摩擦が最小にな
る。
【００３９】凹部１５６と、凹部１６６と、負荷伝達ボ
ール１５８とに関する設計上で重要な考察は、それらの
設計上の形状大きさと、圧縮ばね１９２の設計上の形状
大きさと、クラッチアセンブリ１５０のクリアランスの
形状大きさとによって、クラッチアセンブリ１５０が確
実に自己係合しない（駆動部材と被駆動部材との間に強
制的に相対回転速度差を与えないときは自動的に係合し
ない）ようにすることである。電磁石式のクラッチアセ
ンブリ１５０は自己係合してはならず、むしろ、入力信
号の調節に直接的に応答して、作動及びトルク伝達を調
節できるようにしなければならない。
【００４０】ディスクパッククラッチアセンブリ１９０
は、複数の交互に配置された摩擦プレートすなわち交互
に配置された摩擦ディスク１９２Ａ及び１９２Ｂを備え
ている。複数の第１のディスク１９２Ａは、相互係合ス
プライン１９４（以下、雄スプライン及び雌スプライン
の組み合わせにより二つの部材を相互に係合させている
スプライン構造を呼ぶ）によってクラッチハブ１９６に
連結されている。クラッチハブ１９６は、さらに、アウ
トプットシャフト７０と一緒に回転できるように、アウ
トプットシャフト７０に連結されている。複数の第２の
ディスク１９２Ｂは、相互係合スプライン２０２によっ
て、環状のハウジング１９８と一緒に回転できるように
環状のハウジング１９８に連結されている。
【００４１】環状のハウジング１９８は、アウトプット
シャフト７０を中心にして自由に回転できるように配置
されている。環状のハウジング１９８は、また、相互を
係合する複数の突起及び凹部構造２０６によって、チェ
ーンを駆動するチェーン駆動用のスプロケット２０４と
一緒に回転するように連結されている。チェーン駆動用
のスプロケット２０４は、また、アウトプットシャフト
７０に自由に回転できるように配置されている。駆動用
のチェーン２０８が、チェーン駆動用のスプロケット２
０４の歯に受け入れられている。駆動用のチェーン２０
８は、また、該チェーンにより駆動される被駆動用のス
プロケット２１２に係合しており、回転エネルギーを、
該被駆動用のスプロケット２１２に伝達する。被駆動用
のスプロケット２１２は、相互係合スプライン２１４に
よって、トランスファーケースアセンブリ１６の第２の
アウトプットシャフト１８４に連結されている。
【００４２】トランスファーケースアセンブリ１６は、
また、第１のホール効果センサ２２０を備えている。第
１のホール効果センサ２２０は、トーンホイール（ｔｏ
ｎｅｗｈｅｅｌ）２２４に設けられた複数の歯２２２に
近接して該歯２２２を感知できるように配置されてい
る。トーンホイール２２４は、一次アウトプットシャフ
ト７０に連結され、該一次アウトプットシャフト７０と
一緒に回転する。第２のホール効果センサ２２６が、チ
ェーンにより駆動される被駆動用のスプロケット２１２
に配置されたトーンホイール２３０の複数の歯２２８に
近接して該歯２２８を感知できるように配置されてい
る。トーンホイール２２４に設けられた歯２２２の数
は、被駆動用のスプロケット２１２のトーンホイール２
３０に設けられた歯２２８の数と同一であることが好ま
しい。それによって、アウトプットシャフト７０の回転
速度と第２のアウトプットシャフト１８４の回転速度と
を等しくした場合、第１のホール効果センサ２２０から
出力される単位時間当たりのパルスの数と、第２のホー
ル効果センサ２２６から出力される単位時間当たりのパ
ルスの数とが等しくなる。これによって、計算が簡単に
なって、そのようなデータに基づいた全ての決定の精度
が改善される。トーンホイール２２４に設けられた歯２
２２の実際の数とトーンホイール２３０に設けられた歯
２２８の実際の数とに関しては、３０個ないし４０個の
歯とすることができ、または、回転速度やセンサの構造
に応じてそれより多くあるいはそれより少なくすること
もできる。３５個の歯を設けたトーンホイール２２４及
び２３０を使用することにより、第１のホール効果セン
サ２２０及び第２のホール効果センサ２２６に良い結果
が与えられた。
【００４３】図５を参照すると、本願発明に係わるシン
グルシフトレールオペレータアセンブリの代替的な第１
の実施例が図示されており、参照符号２４０によって示
されている。代替的な第１の実施例に係わるシフトレー
ルオペレータアセンブリ２４０は、電動モータ、空気圧
モータ、または液圧モータ２４２（以下、単に駆動モー
タ２４２と言う）を備えている。駆動モータ２４２は、
トランスファーケースアセンブリ１６のハウジングアセ
ンブリ６０に適切に固定されている。駆動モータ２４２
は、アウトプットシャフト２４４を備えている。アウト
プットシャフト２４４には、雌型スプラインすなわち内
歯スプラインまたは雌型ギヤ歯すなわち内歯車のギヤ歯
２４６（以下、単に、雌型すなわち内歯のスプラインま
たはギヤ歯２４６と言う）が設けられている。雌型すな
わち内歯のスプラインまたはギヤ歯２４６は、シフトレ
ール２５０の一端に設けられ雌型すなわち内歯のスプラ
インまたはギヤ歯２４６に対して相補的な形状に形成さ
れた雄型スプラインすなわち外歯スプラインまたは雄型
ギヤ歯すなわち外歯車のギヤ歯２４８（以下、単に、雄
型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯２４８と言
う）に噛合している。シフトレール２５０は、雄ねじ２
５２の領域を備えている。雄ねじ２５２の領域は、ハウ
ジングアセンブリ６０に設けられ雄ねじ２５２に対して
相補的な形状に形成された雌ねじ２５４の領域内に挿入
されている。あるいは、雌ねじ２５４は、駆動モータ２
４２のハウジングの伸長部に設けるようにしてもよい。
シフトレール２５０を第１の方向に回転させると、シフ
トレール２５０は第１の方向に軸線方向に沿って並進す
る。シフトレール２５０を第１の方向と反対の方向に回
転させると、シフトレール２５０は第１の方向と反対の
方向に軸線方向に沿って並進する。シフトレール２５０
のうち駆動モータ２４２と反対側の端は、ハウジングア
センブリ６０に取り付けられたジャーナルベアリングす
なわちブシュ２５６内に挿入され、該ブシュ２５６に回
転可能に支持されることが好ましい。
【００４４】シフトフォーク２６０は、円筒形の貫通開
口部すなわちジャーナルベアリング２６２を備えてい
る。円筒形の貫通開口部すなわちジャーナルベアリング
２６２は、シフトレール２５０の外径よりもほんのわず
かに大きな内径を備えている。したがって、シフトフォ
ーク２６０は、シフトレール２５０上で自由に回転でき
るように支持されている。シフトフォーク２６０は、一
対のスナップリング２６４によって、シフトレール２５
０上で軸線方向に移動しないように制限されている。ス
ナップリング２６４は、シフトレール２５０に形成され
且つスナップリング２６４に対して相補的な形状に形成
された周辺溝２６６内に嵌合している。一対の平座金２
６８が、スナップリング２６４とシフトフォーク２６０
の本体との間に配置されていることが好ましい。シフト
フォーク２６０は、通常のヨーク２７２を備えている。
ヨーク２７２は、好適な実施例に関して前記部分で十分
に説明したかみ合いクラッチ（ドグクラッチ）すなわち
クラッチカラー１０４を支持している。
【００４５】シフトフォーク２６０は、カム２７４を備
えている。カム２７４は、また、中心に配置された凹部
２７６を備えている。凹部２７６は、第１の突起すなわ
ち突出部２７８Ｈと、第２の突起すなわち突出部２７８
Ｌとの間に配置されている。第１の突起すなわち突出部
２７８Ｈは、第２の突起すなわち突出部２７８Ｌよりも
長く突出している。すなわち、第２の突起すなわち突出
部２７８Ｌは、第１の突起すなわち突出部２７８Ｈより
も短く突出している。ローラアクチュエータ又はボール
アクチュエータ１４６を有する３ポジションセンサ（３
位置センサ）１４４は、好適な多数の導線を備えたケー
ブル１４８に、下記のような信号を形成する出力を供給
するホール効果センサのような近接センサまたはポジシ
ョンセンサを備えている。
【００４６】（１）シフトフォーク２６０が、図５に図
示された位置にあるとき、センサ１４４は、シフトフォ
ーク２６０がニュートラル位置にあるということを示す
信号を供給する。
【００４７】（２）また、シフトフォーク２６０が図示
されたニュートラル位置から左に移動して、その結果、
アクチュエータ１４６が、第１の突起すなわち突出部２
７８Ｈによって並進させられ、かつセンサ１４４は、ク
ラッチカラー１０４が、２速度プラネタリギヤドライブ
アセンブリ８０からハイギヤを選択する位置にあるとい
うことを示す信号を供給する。
【００４８】（３）また、逆に、シフトフォーク２６０
が図５に図示したニュートラル位置から右に移動し、そ
の結果、第２の突起すなわち突出部２７８Ｌがアクチュ
エータ１４６に接触し、かつセンサ１４４は、シフトフ
ォーク２６０が、２速度プラネタリギヤドライブアセン
ブリ８０の低出力すなわち低速レンジを選択する位置に
対応する位置に並進したということを示す信号を供給す
る。
【００４９】代替的な第１の実施例に係わるシフトレー
ルオペレータアセンブリ２４０の他の詳細な作動は、前
記好適なシフトレールアセンブリのものと本質的に同じ
であるということが理解できるであろう。
【００５０】図６を参照すると、本願発明に係わる代替
的な第２の実施例のシフトレールオペレータアセンブリ
が図示されており、参照符号３００によって示されてい
る。代替的な第２の実施例に係わるシフトレールオペレ
ータアセンブリ３００は、ボールねじオペレータアセン
ブリ３０２を備えている。ボールねじオペレータアセン
ブリ３０２は、トランスファーケースアセンブリ１６の
ハウジングアセンブリ６０に適切に固定されている。ボ
ールねじオペレータアセンブリ３０２は、電動モータ、
空気圧モータ、または液圧モータ３０４（以下、単に駆
動モータ３０４と言う）を備えている。駆動モータ３０
４には、ライン３０６を介してエネルギーが供給され
る。駆動モータ３０４は、通常のボールねじオペレータ
アセンブリ３１０を駆動するアウトプットシャフト３０
８を備えている。通常のボールねじオペレータアセンブ
リ３１０は、アウトプットシャフト３０８の両方向の回
転運動を両方向の直線的な並進運動に変換する。両方向
の直線的な並進運動を行う通常のボールねじオペレータ
アセンブリ３１０は、入れ子式にはまり込む管状部材３
１２に連結されている。この入れ子式管状部材３１２
は、両方向に並進して、ボールねじオペレータアセンブ
リ３０２内に入り込んだりあるいはボールねじオペレー
タアセンブリ３０２から出たりする。
【００５１】シフトレール３１４が、１本のピンまたは
１セットのねじ３１６のような任意の適切な手段によっ
て、入れ子式管状部材３１２に固定されている。シフト
レール３１４の反対側端は、ブシュまたはジャーナルベ
アリング３１８内で支持されていることが好ましい。ブ
シュまたはジャーナルベアリング３１８は、ハウジング
アセンブリ６０内に取り付けられている。シフトフォー
ク３２０には、貫通ボア３２２が形成されている。貫通
ボア３２２には、シフトレール３１４が嵌入されてい
る。シフトフォーク３２０は、１セットのねじまたはピ
ン３２４によって、シフトレール３１４に固定されてい
る。シフトフォーク３２０は、通常のスロート部または
ヨーク３２６を備えている。通常のスロート部またはヨ
ーク３２６は、クラッチカラー１０４に間隔をあけて設
けられたフランジ１１４によって形成された周辺溝１１
６内に着座している。シフトフォーク３２０は、カム３
３２を備えている。カム３３２は、中心に配置された凹
部３３４を備えている。凹部３３４は、第１の突起すな
わち突出部３３６Ｈと、第２の突起すなわち突出部３３
６Ｌとの間に配置されている。第１の突起すなわち突出
部３３６Ｈは、第２の突起すなわち突出部３３６Ｌより
も長く突出し高くなっている。すなわち、第２の突起す
なわち突出部３３６Ｌは、第１の突起すなわち突出部２
７８Ｈよりも短く突出し低くなっている。ローラアクチ
ュエータ又はボールアクチュエータ１４６を有する３ポ
ジションセンサ（３位置センサ）１４４は、好適な多数
の導線を備えたケーブル１４８に、下記のような信号を
形成する出力を供給するホール効果センサのような近接
センサまたはポジションセンサを備えている。
【００５２】（１）シフトフォーク３２０が、図６に図
示された位置にあるとき、センサ１４４は、シフトフォ
ーク３２０がニュートラル位置にあるということを示す
信号を供給する。
【００５３】（２）また、シフトフォーク３２０が図示
されたニュートラル位置から左に移動して、その結果、
アクチュエータ１４６が、第１の突起すなわち突出部３
３６Ｈによって並進させられ、かつセンサ１４４は、ク
ラッチカラー１０４が、２速度プラネタリギヤドライブ
アセンブリ８０からハイギヤを選択する位置にあるとい
うことを示す信号を供給する。
【００５４】（３）また、逆に、シフトフォーク３２０
が図６に図示したニュートラル位置から右に移動し、そ
の結果、第２の突起すなわち突出部３３６Ｌがアクチュ
エータ１４６に接触し、センサ１４４は、シフトフォー
ク３２０が並進して、２速度プラネタリギヤドライブア
センブリ８０のローギヤすなわち減速レンジ出力が選択
されたということを示す信号を供給する。
【００５５】前記好適な実施例、代替的な第１の実施例
に係わるシフトレールオペレータアセンブリ２４０、及
び代替的な第２の実施例に係わるシフトレールオペレー
タアセンブリ３００の３つの操作上の特徴は、重要であ
る。まず第一に、多くの従来技術のシフトレールオペレ
ータの構造体は、エネルギー吸収ばねあるいは同様の装
置を備えているということを理解できるであろう。この
よううな装置では、シフトオペレータは、クラッチカラ
ー１０４の所望位置に対応する最終位置に達することが
できるが、ギヤ歯の衝突（換言すれば、ギヤ鳴り）や干
渉によって、実際には、クラッチカラー１０４は、その
ような位置に到達できなかったかもしれない。そのよう
な設計においては、前記エネルギー吸収ばねは、ギヤの
同期が行われシフトが完了するまで、駆動エネルギーを
蓄積する。そのような設計の不都合は、一定のシフトレ
ールポジションセンサが、実際にはシフトが完了してい
なくてもシフトが完了したという指示を供給する可能性
があることである。
【００５６】本願発明の装置において、好適な実施例に
おいては、センサ１４４とそのアクチュエータ１４６と
が、実際のシフトフォーク１２０にすぐ隣接して設けら
れている。また、本願発明のシステムにおいて、代替的
な第１及び第２の実施例においても、それぞれ、センサ
１４４とそのアクチュエータ１４６とが、シフトフォー
ク２６０及び３２０にすぐ隣接して設けられている。シ
フトフォーク１２０、２６０及び３２０にそれぞれ直接
的に設けられたカム１３８、２７４及び３３２は、シフ
トフォークの実際の正確な位置を感知し、センサ１４４
は、その位置に関する情報をコントロールアセンブリ５
０に供給する。これにより、シフトフォークの目標位置
と実際の位置との間の不一致が除去されることによっ
て、論理及び制御判断が改善される。
【００５７】第２の特徴は、主として、駆動モータ１３
０、２４２及び３０４のサイジングに関する。回転運動
を直線運動に変換する前記アセンブリによって提供され
る機械的な効果により、駆動モータ１３０、２４２及び
３０４の出力と、駆動モータ１３０、２４２及び３０４
に伝達されるパワーと、駆動モータ１３０、２４２及び
３０４によって消費されるパワーを、比較的小さくする
ことができる。したがって、ギヤ鳴り（換言すれば、ギ
ヤの衝突）によってシフトが完了できない場合でも、パ
ワーを継続して駆動モータ１３０、２４２及び３０４に
伝達することができ、駆動モータが簡単に失速し、駆動
モータは、継続してシフトを試み、駆動モータ自身やそ
れに関連する構成要素に如何なる損傷を引き起こすこと
なく、命令されたシフトを完了させることができる。そ
のような設計において、コントロールアセンブリ５０
は、シフトの未完了を感知するタイマーを備えることが
できる。この場合、時間が決められた時間間隔の終わり
で、シフトが不可能で、従前の位置に復帰させ、再びシ
フトの完了を試みるか、または、故障の表示を与えるか
あるいは記録させるような指示を提供することができ
る。
【００５８】最後に、電気式の駆動モータ１３０、２４
２、または３０４を使用したときに最も容易に達成され
る特徴は、シフトフォーク１２０、２６０及び３２０の
正確な位置決めに関係する。ひとたび、センサ１４４
が、シフトフォーク１２０、２６０及び３２０が所望の
位置に到達したということを決定すると、コントロール
アセンブリ５０の回路（サーキットリー）は、駆動モー
タ１３０、２４２及び３０４への電力の供給を終了さ
せ、実際に、駆動モータ１３０、２４２及び３０４への
動力リード線を、同時に、連結すなわち短絡させ、同時
に、それによって、駆動モータに電気的に制動を与え、
駆動モータの回転を迅速に終了させることができるとい
うことを理解できるであろう。したがって、駆動モータ
１３０、２４２及び３０４は比較的高速で回転させるこ
とができるが、電気的制動を用いることによって、シフ
トフォーク１２０、２６０、３２０とクラッチカラー１
０４とを正確に制御でき且つ位置決めすることができ、
これによって、機械的な制動装置は不要になる。
【００５９】本願発明のシフトレールオペレータアセン
ブリは、自動車のトランスファーケースと関連して説明
したが、シフトレール、関連する回転運動から直線運動
へ変換するアセンブリ、及びシフトフォークポジション
センサは、差動装置や他の用途におけるアクスルの切り
離しまたはトランスミッションのような関連するドライ
ブライン構成要素に幅広く適用できるということを理解
できるであろう。
【００６０】前記開示は、本願発明を実施するための本
願発明によって得られたベストモードである。しかしな
がら、変形及び変更を具体化した装置は、ドライブライ
ン構成要素のシフトアセンブリの当業者にとって明白で
あることは明らかである。前記開示では、本願発明を実
施できるように発明者によって考慮されたベストモード
が示され、当業者が本願発明を実施できる程度に開示さ
れたが、本願発明はそれに限定して解釈すべきでなく、
前述の明らかな変形を含めるように解釈すべきであり、
本願発明は、特許請求の範囲及びその精神によってのみ
限定されると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本願発明を具体化したトランスファー
ケースを有する自動車のパワートレインの線図である。
【図２】図２は、本願発明のシフトレールオペレータア
センブリを具体化したトランスファーケースの全断面図
である。
【図３】図３は、本願発明に係わるシフトレールオペレ
ータアセンブリの部分拡大断面図である。
【図４】図４は、図２の線４−４に沿って取った、本願
発明を具体化したトランスファーケースのボール傾斜オ
ペレータの平坦な図形の展開図である。
【図５】図５は、本願発明に係わるシフトレールオペレ
ータアセンブリの代替的な第１の実施例の部分拡大断面
図である。
【図６】図６は、本願発明に係わるシフトレールオペレ
ータアセンブリの代替的な第２の実施例の部分拡大断面
図である。
【符号の説明】
１０ ４輪駆動車のドライブトレイン １２ 原動機 １４ 変速機 １６ トランス
ファーケースアセンブリ ２０ リヤドライブライン ２２ リヤプロ
ペラシャフト ２４ リヤ差動装置 ２６ リヤアク
スル ２８ リヤ側のタイヤ及びホイールアセンブリ ３０ フロントドライブライン ３２ フロント
プロペラシャフト ３４ フロント差動アセンブリ ３６ フロント
アクスル ３８ フロント側のタイヤ及びホイールアセンブリ ４２ ロック用のハブ ４４ ユニバー
サルジョイント ５０ コントロールアセンブリ ５２ 押しボタ
ン ６０ ハウジングアセンブリ ６２ インプッ
トシャフト ６４ 雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯 ６６ ボールベアリングアセンブリ ６８ ローラベ
アリングアセンブリ ７０ 段付きのアウトプットシャフト ７２ オイルシ
ール ７４ ボールベアリングアセンブリ ７６ フランジ ７８ オイルシール ８０ ２速度プラネタリギヤドライブアセンブリ ８２ サンギヤ ８４ 雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯 ８６ 雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯 ８８ 雄型ギヤ歯すなわち外歯車のギヤ歯 ９０ リングギヤ ９２ 内側に向
けられたギヤ歯 ９４ 周辺溝及びスナップリングアセンブリ ９６ ピニオンギヤ ９８ スタブシ
ャフト １００ プラネットキャリアー １０２ 雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯 １０４ クラッチカラー １０６ 雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯 １０８ 雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯 １１０ 雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯 １１４ フランジ １１６ 周辺溝 １１８ 半円のヨーク １２０ シフト
フォーク １２２ 雌ねじ １２４ 雄ねじ １２６ シフトレール １２８ ブシュ １３０ 駆動モータ １３４ シフト
フォーク １３６ カム １３８ 凹部 １４０Ｈ 第１の突起すなわち突出部 １４０Ｌ 第２
の突起すなわち突出部 １４４ ３ポジションセンサ（３位置センサ） １４６ アクチュエータ １４８ 多数の
導線を備えたケーブル １５０ クラッチアセンブリ １５２ 円形の
駆動部材 １５４ スプライン形成された相互連結構造体 １５６ 凹部 １５８ 負荷伝
達ボール １６２ 円形の被駆動部材 １６６ 凹部 １７０ 軟鉄製のロータ １７６ アーマ
チュア １７８ ハウジング １８０ 電磁石
コイル １８２ 導線ケーブル １８４ 第２の
アウトプットシャフト １８６ 印加プレート １９０ ディスクパッククラッチアセンブリ １９２ 圧縮ばね １９２Ａ 第１
のディスク １９２Ｂ 第２のディスク １９４ 相互係
合スプライン １９６ クラッチハブ １９８ 環状の
ハウジング ２０２ スプライン ２０４ チェー
ン駆動用のスプロケット ２０６ 突起及び凹部構造 ２０８ 駆動用
のチェーン ２１２ 被駆動用のスプロケット ２１４ 相互係
合スプライン ２２０ 第１のホール効果センサ ２２４ トーン
ホイール ２２６ 第２のホール効果センサ ２２８ 歯 ２３０ トーンホイール ２４０ シフトレールオペレータアセンブリ ２４２ 駆動モータ ２４４ アウト
プットシャフト ２４６ 雌型すなわち内歯のスプラインまたはギヤ歯 ２４８ 雄型すなわち外歯のスプラインまたはギヤ歯 ２５０ シフトレール ２５２ 雄ねじ ２５４ 雌ねじ ２５６ ジャーナルベアリングすなわちブシュ ２６０ シフトフォーク ２６２ 円筒形の貫通開口部すなわちジャーナルベアリ
ング ２６４ スナップリング ２６６ 周辺溝 ２６８ 平座金 ２７２ ヨーク ２７４ カム ２７６ 凹部 ２７８Ｈ 第１の突起すなわち突出部 ２７８Ｌ 第２の突起すなわち突出部 ３００ 代替的な第２の実施例に係わるシフトレールオ
ペレータアセンブリ ３０２ ボールねじオペレータアセンブリ ３０４ 駆動モータ ３０８ アウト
プットシャフト ３１０ ボールねじオペレータアセンブリ ３１２ 入れ子式管状部材 ３１４ シフト
レール ３１６ １本のピンまたは１セットのねじ ３１８ ブシュまたはジャーナルベアリング ３２０ シフトフォーク ３２２ 貫通ボ
ア ３２４ １セットのねじまたはピン ３２６ スロー
ト部またはヨーク ３３２ カム ３３４ 凹部 ３３６Ｈ 第１の突起すなわち突出部 ３３６Ｌ 第２
の突起すなわち突出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・エイ・ショーンバック アメリカ合衆国ミシガン州48331，ファー ミントン・ヒルズ，ハロー・ドライブ 29793 (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】 自動車のドライブライン構成要素用のシ
    ングルレールシフトオペレータアセンブリであって、 回転出力部（１２６）を有する駆動モータ（１３０）
    と、 前記駆動モータ（１３０）の前記回転出力部（１２６）
    を直線的な並進運動に変換するための変換アセンブリ
    （１２２、１２４）と、 少なくとも、第１の速度レンジを供給する第１の出力部
    （８６）と、別個の第２の速度レンジを供給する第２の
    出力部（１０２）とを有する変速度アセンブリ（８０）
    と、 第１の位置において、第１の速度レンジの前記第１の出
    力部（８６）に係合可能で、第２の位置において、前記
    別個の第２の速度レンジの前記第２の出力部（１０２）
    に係合可能な、軸線方向に並進できるクラッチカラー
    （１０４）と、 前記変換アセンブリ（１２２、１２４）と前記クラッチ
    カラー（１０４）との間に作動可能に配置されたシフト
    フォーク（１２０）とを備えていることを特徴とするシ
    ングルレールシフトオペレータアセンブリ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、さらに、 前記シフトフォーク（１２０）と一緒に移動できるよう
    に配置され、少なくとも２つの異なる領域（１４０Ｈ、
    １４０Ｌ）を有するカム（１３６）と、 前記カム（１３６）に隣接して作動可能に配置され、前
    記少なくとも２つの異なる領域（１４０Ｈ、１４０Ｌ）
    を検出して、前記少なくとも２つの異なる領域（１４０
    Ｈ、１４０Ｌ）に対応する異なった２つの出力を供給す
    るポジションセンサ（１４４）とを備えていることを特
    徴とするシングルレールシフトオペレータアセンブリ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、 前記カム（１３６）は、前記シフトフォーク（１２０）
    に一体的に形成されていることを特徴とするシングルレ
    ールシフトオペレータアセンブリ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、 前記変換アセンブリは、ねじ部（１２４）を有するシフ
    トレール（１２６）を備えており、 前記シフトフォーク（１２０）は、前記シフトレール
    （１２６）の前記ねじ部（１２４）を受け入れることが
    できるように、前記ねじ部（１２４）に対して相補的な
    形状に形成されたねじ付き通路（１２２）を備えている
    ことを特徴とするシングルレールシフトオペレータアセ
    ンブリ。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、 前記変換アセンブリは、前記駆動モータ（２４２）に設
    けられたスプライン付きの出力部材（２４４）と、 前記スプライン付きの出力部材（２４４）に対して相補
    的な形状に形成され前記スプライン付きの出力部材（２
    ４４）に係合するスプライン（２４８）を有するシフト
    レール（２５０）と、 前記シフトフォーク（２６０）に設けられ、前記シフト
    レール（２５０）を自由に回転できるように受け入れる
    貫通開口部（２６２）と、 前記シフトフォーク（２６０）に隣接して前記シフトレ
    ール（２５０）に設けられ、前記シフトフォーク（２６
    ０）と前記シフトレール（２５０）との間で相対的な軸
    線方向の運動を防止する軸線方向ストッパー（２６４）
    とを備えていることを特徴とするシングルレールシフト
    オペレータアセンブリ。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、 前記変換アセンブリは、回転せずに両方向に並進するシ
    フトレール（３１４）を備えており、 前記シフトフォーク（３２０）は、前記シフトレール
    （３１４）に固定されていることを特徴とするシングル
    レールシフトオペレータアセンブリ。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、 前記変換アセンブリは、ボールねじオペレータアセンブ
    リ（３１０）を備えていることを特徴とするシングルレ
    ールシフトオペレータアセンブリ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、さらに、 前記変速度アセンブリ（８０）を駆動するためのインプ
    ットシャフト（６２）と、 前記クラッチカラー（１０４）によって駆動されるアウ
    トプットシャフト（７０）とを備えていることを特徴と
    するシングルレールシフトオペレータアセンブリ。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のシングルレールシフト
    オペレータアセンブリにおいて、さらに、 少なくとも、前記第１の速度レンジまたは前記第２の速
    度レンジを選択するための、調節可能に稼働されるコン
    トロールアセンブリ（５０）を備えていることを特徴と
    するシングルレールシフトオペレータアセンブリ。
  10. 【請求項１０】 自動車のトランスファーケース用のシ
    フトオペレータアセンブリであって、 両方向回転出力部（１２６）を有する駆動モータ（１３
    ０）と、 前記駆動モータ（１３０）の前記両方向回転出力部（１
    ２６）を両方向の直線的な並進運動に変換するための変
    換アセンブリ（１２２、１２４）と、 少なくとも、第１の速度レンジを供給する第１の出力部
    （８６）と、別個の第２の速度レンジを供給する第２の
    出力部（１０２）とを有する変速度アセンブリ（８０）
    と、 前記第１の出力部（８６）に係合する第１の位置と前記
    第２の出力部（１０２）に係合する第２の位置との間
    で、両方向に並進運動可能なクラッチカラー（１０４）
    と、 前記変換アセンブリ（１２２、１２４）と前記クラッチ
    カラー（１０４）との間に作動可能に配置されたシフト
    フォーク（１２０）と、 前記シフトフォーク（１２０）と一緒に移動できるよう
    に配置されたカム（１３６）とを備えており、 前記カム（１３６）は、少なくとも２つの異なる領域
    （１４０Ｈ、１４０Ｌ）と、 前記カム（１３６）に隣接して配置され、前記少なくと
    も２つの領域（１４０Ｈ、１４０Ｌ）を検出するための
    ポジションセンサ（１４４）とを備えていることを特徴
    とするシフトオペレータアセンブリ。
JP10136479A 1997-06-06 1998-05-19 シングルレールシフトオペレータアセンブリ Pending JPH112322A (ja)

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