KR100285140B1 - 동력 전달 조립체 - Google Patents

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KR100285140B1
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알. 웨일런트 데이빗
비. 파울러 크레그
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그렉 지에기엘레브스키
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Abstract

동력 구동축(26)을 휠(14)에 결합 및 분리하기 위한 로킹 허브 조립체(18)는 휠(14)과 연통하는 제1회전 조립체(16,40,42), 축방향 회전 가능한 회전 부재(68)를 갖는 동력 구동축(26)과 연통하는 제2회전 조립체, 회전 부재(96,98,100,102)를 이동시키는 수단 및 상기 이동 수단(96,98,100,102)을 작동시키기 위해 동력 구동축(26) 주위에 회전 못하게 고정되는 비회전식 전자기 수단(122,166)을 포함한다. 상기 회전 부재(68)는 제1회전 조립체(16,40,42)가 제2회전 조립체(66)와 작동 가능하게 결합되는 제1위치와, 상기 제1회전 조립체(16,40,42)가 제2회전 조립체(66,68)로부터 분리되는 제2위치 사이에서 이동된다. 베벨기어 차동장치 조립체(310,500)는 차동장치 케이스(316) 및 축(326,328)이 일치하여 회전하도록 축(328)을 차동장치 케이스(316)에 선택적으로 로크하는 전자기 작동된 차동장치 로크(312)를 가진다. 상기 전자기 차동장치 로크(312)는 로크(312)를 결합 또는 분리시키도록 활성화하는 전자석(356)을 포함한다. 전자석(356)은 로크가 결합 또는 분리되는 때를 결정하는 위치 센서(408,410,412,414,508,510,512,514)에 응답하여 비활성화 된다. 전자기 작동된 차동장치 로크(312)는 휠 슬립에 응답하여 수동 또는 자동으로 결합 및 분리될 수 있다.

Description

동력 전달 조립체
제1도는 타이어, 휠, 자동 로킹 허브, 축 및 조종 기구를 포함하는 차량용 휠 허브 조립체의 부분 확대 횡단면도.
제2도 내지 제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 로킹 허브의 분해도.
제5도는 상부 하프가 분리 위치에 있는 조립체를 도시하고 하부 하프가 결합 위치에 있는 조립체를 도시하고 있는, 제2도 내지 제4도에 도시한 형태의 조립된 자동 로킹 허브의 횡단면도.
제6도 내지 제9도는 각각의 도면중 상부 하프가 분리위치에 있는 조립체를 도시하고 하부 하프가 결합 위치에 있는 조립체를 도시하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립된 자동 로킹 허브의 횡단면도.
제10도는 동기 장치를 포함하는 제7도의 조립된 자동 로킹 허브의 횡단면도.
제11도는 결합 위치에 있는 제5도의 클러치판, 반작용 허브, 캠 램프 및 캠 종동부의 부분 확대도.
제12도는 분리 위치에 있는 제5도의 클러치판, 반작용 허브, 캠 램프 및 캠 종동부의 부분 확대도.
제13도는 제5도 동력 와셔의 확대 정면도.
제14도는 14-14선을 따라 취한 제13도 동력 와셔의 횡단면도.
제15도는 15-15선을 따라 취한 제13도 동력 와셔의 부분 확대도.
제16도는 제13도 동력 와셔 연결부의 부분 확대 사시도.
제17도는 제10도 로킹 허브 조립체 및 동기 장치의 부분 확대도.
제18도는 부분 결합 위치에 있는 동기 장치를 도시하는 제17도의 로킹 허브 조립체와 동기 장치 상부 하프의 확대도.
제19도는 완전 결합 위치에 있는 동기 장치를 도시하는 제17도의 로킹 허브 조립체와 동기 장치 상부 하프의 확대도.
제20도는 본 발명에 따라 로크를 갖는 자동장치의 부분 단면도.
제21도는 제20도에 도시된 차동장치 내부 부품의 정면도.
제22도는 제20도에 도시된 로킹 부품의 확대 사시도.
제23도는 제21도 일부분의 확대도.
제24도는 본 발명에 따라 다른 로크를 갖는 차동장치의 부분 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
14：휠 20,22：플랜지
24：스핀들 42：캡
46,50：홈 66：슬리브
80：클립 82,160,166：와셔
120,372：스프링 122：코일
174：베어링 202：센서
204,412,414：자석
[발명의 분야 및 배경]
본 발명은 4륜 구동 차량용 전자기 작동 로킹 허브 조립체와 그 로킹 허브 조립체를 작동하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 차동장치의 한 구동 부재가 차동장치의 작동 모드를 변경하는 차동장치의 다른 구동 부재에 로크되는 로킹 차동장치와 같은, 다른 기계식 동력 전달 장치를 본 발명의 로킹 허브 조립체에 추가로 포함한다.
본 발명은 일체로 회전하도록 결합되거나 서로 상대 회전하도록 분리되는 두개 이상의 회전가능한 구동 부재를 갖는 전자기 작동되는 동력 전달 조립체, 특히, 차량의 차륜 구동 및 엔진 구동 부재로 사용될 수 있는 동력 전달 조립체에 관한 것이다.
차동장치에 대해서는 1991년 7월 9일자로 왈터 켈러에 허여된 미국 특허 제5,030,181호에, 사이드 기어중 하나를 차동장치 케이스에 로킹하는 전자기 클러치를 갖는 베벨기어 차동장치가 기술되어 있다. 상기 전자기 클러치는 사이드 기어의 축상에 미끄럼 가능하게 스플라인되고 클러치 치형부를 갖는 슬리브에 부착되는 전자기 판을 포함한다.
전자석이 활성화되면, 슬리브는 사이드 기어를 상기 케이스에 로킹하는 케이스 상의 클러치 치형부와 협력하여 슬리브의 클러치 치형부와 결합도록 도면중 제1도에 도시한 바와같이 우측으로 미끄럼된다. 전자석이 비활성화되면, 클러치는 복귀 스프링에 의해 분리된다. 상기 특허의 로킹 장치는 클러치 결합을 위한 전자석의 계속적인 활성화가 필요하다.
1992년 3월 3일자로 에드워드 제이. 고센스키 및 데이빗 에이. 잭슨에 허여된 미국특허 제5,092,825호에는 차동장치 하우징 상에 장착되는 전자기 작동자가 차동장치 케이스 상에 회전가능하게 장착되는 작동 판(캠)을 마찰에 의해 지연시키는 슬립 한계 조절 차동장치가 기술되어 있다. 차동장치 케이스에 대한 작동판의 상대 회전은 마찰 편향을 하나의 사이드 기어와 케이스 사이에 발생시키는 클러치 팩에 압력을 가하는 볼(캠 종동자)을 변환시킨다.
1988년 10월 11일 데니스 더블유, 쉐에 허여된 미국특허 제4,776,234호에는 하우징에 부착된 코일이 활성화될 때 차동장치 케이스에 부착되는 외피를 자기화하는 슬립한계 조절 차동장치가 기술되어 있다. 상기 장치는 마찰 편향을 하나의 사이드 기어와 케이스 사이에 발생시키는 기구를 경유해 클러치 팩에 압력이 가해지도록 전기자를 축방향으로 당긴다.
상기 조절 장치들은 클러치 결합을 위한 전자석을 연속적인 활성화가 필요하다.
또한, 상기 허브 로크에 관해서도, 4륜 구동 차량내의 자동화를 보다 더 제공하는 것이 바람직하며, 특히, 작동자의 완전한 제어하에 구동 트레인 하프의 선택적인 결합 및 분리를 가능하게 하는 것이 바람직하다. 2륜 구동 모드 및 4륜 구동 모드 사이의 결합과 분리를 가능하게 하기 위한 다수의 접근이 시도되었다.
그중 하나의 접근 방법으로는 휠이 정면 구동 시스템과는 무관하게 회전하도록 정상적으로 분리되는 기구를 사용하는 방법이 있다. 상기 시스템은 작동자가 정면 구동축과 휠을 결합시키기 위해 각각의 클러치를 수동으로 로크하고 또한, 분리시키기 위해 클러치를 로크해제하는 것이 필요하다.
다른 접근 방법으로는 동력이 정면 구동축에 가해지고 구동 모드에서 작동할 때 자동 결합하는 오버러닝 클러치를 제공하는 방법이 있다. 그러나, 상기 오버러닝 클러치는 미끄럼 모드시 자동으로 분리된다. 환언하면, 상기 오버런닝 클러치는 축의 회전 속도가 휠의 회전 속도를 초과할 때 결합하고, 휠의 회전 속도가 축의 회전 속도를 초과할 때 분리된다. 상기 오버런닝 클러치에는 축과 휠 사이의 로킹 결합을 보장하기 위해 작동자가 수동으로 조작하는 몇몇 수단이 제공된다.
또 다른 접근 방법으로는 정면 구동 축을 관련 휠과 결합시키도록 핀을 슬롯으로 이동시키는 정면 구동축에 가해지는 토오크에 응답하여 작동하는 클러치를 제공하는 방법이 있다.
비록 상기 형태의 클러치가 구동 또는 미끄럼 작동 모드시의 결합에 효과적 일지라도, 구동 모드와 미끄럼 모드 사이의 운동중 핀이 미끄러질 가능성이 있고 그러한 경우에 클러치가 분리되고 나서 자동적으로 재결합된다.
기계식으로 작동하는 로킹 허브 조립체에 대한 보다 상세한 논의를 위해 보그-워너 코포레이션으로 양도된 미국특허 제4,192,411호와 제4,281,749호를 참조했다.
또 다른 접근 방법으로는 구동 기어를 작동하기 위해 추가 동력원을 사용하는 것처럼 로킹 허브 조립체를 작동하기 위해 추가 동력원을 사용하는 방법, 또는 진공이나 압력 모터 또는 밸브로 인해 구동기어가 진공이나 유체 제거시의 스프링 압력으로 결합 또는 분리되는 공압식 시스템을 사용하는 방법, 또는 구동 기어를 강력하게 작동시키기 위한 솔레노이드를 사용하는 방법이 있다.
예를들어, 미국특허 제4,694,943호에는 2륜 구동 모드와 4륜 구동 모드 사이의 전환을 위한 클러치 조립체가 기술되어 있다. 상기 클러치 조립체는 고정된 로킹 부재, 휠에 연결된 수동 기어, 구동축에 연결된 구동 기어 및 이송 수단을 포함한다. 상기 구동 기어는 캠 조립체의 회전이 방지되게 고정되고 구동기어가 회전될 때, 축 운동을 구동기어에 부여하는 캠 종동자와 결합가능한 캠 수단을 갖는 축방향 이동가능한 캠 조립체와 하나 이상의 캠 종동자를 포함한다. 솔레노이드는 클러치 조립체를 작동가능하게 하도록 캡 내부의 휠 허브나 회전자의 외측 및 축의 전방에 제공된다.
솔레노이드나 전자기 작동 로킹 허브 조립체는 작동시 더 많은 적용성을 갖는다고 이해할 수 있다. 예를 들어, 로킹 허브 조립체가 전기 신호에 응답하기 때문에 로킹 허브 조립체의 순차적인 결합은 다수의 다른 동력 트레인 부품의 작동에 따라 변경될 수 있다. 미국특허 제4,694,943호에 기술된 바와 같은 솔레노이드가 종래기술에 비해 어떤 장점을 갖는다 하더라도, 휠 허브나 회전자 외측에 배열된 솔레노이드는 휠 허브나 회전자에 의해 둘러싸인 전자기 작동 수단보다 손상에 더 민감해진다.
상기 휠 허브에 의해 둘러싸인 전자기 수단이 휠 허브의 외측에 위치한 전자기 수단보다 손상에 덜 민감함에도 불구하고 휠의 내부 체적은 전자기 작동 수단의 운영 부품에 필요한 면적을 심각하게 제한함을 알 수 있다. 따라서, 상기 로킹 허브 조립체의 설계와 구성에 있어서, 전자기 수단을 휠 허브의 내측에 위치시키게 하는 것은 치명적이다.
로킹 허브 조립체내의 다수의 편차들이 만족스럽게 해결되었을지라도, 로킹 허브 조립체의 설계와 구성에 있어서의 보다 더 향상된 발전이 요구된다.
[발명의 개요]
그러므로, 본 발명의 커다란 목적은 전자기적으로 작동되고 간단하고 경제적으로 제조될 수 있는 차동장치 조립체나 로킹 허브 조립체와 같은 동력 전력 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전자석의 간헐적인 활성화에 의해 결합 및 분리될 수 있는 간단하고 튼튼한 구성의 전자기 로크를 갖는 차량용 기계식 동력 전달 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 전자석의 간헐적인 활성화에 의해 결합 및 분리될 수 있는 전자기 로크를 갖는 차량용 로킹 차동장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징은 기계식 동력 전달 장치나 차동장치 조립체가 전기 동력의 연속적인 공급없이 결합 위치에 유지될 수 있는 전자기 로크를 갖는다는 점이다. 이는 전기, 기계적 관점으로부터 장치의 효율을 향상시킨다. 일단 로크가 결합되면 전자석이 비활성화되므로 장치가 로크 모드로 작동할 때 작은 전기 동력만이 소모된다. 또한, 종래 로킹 차동장치의 클러치 끌림을 제거한 본 발명의 장치는 결합한 후에 전자석이 비활성화되므로, 로크 모드로 작동할 때 작은 기계적 동력만이 소모된다.
본 발명의 다른 특징은 동력 전달 조립체의 전자기 작동 로크가 다른 구동부재로부터 로크 해제되거나 로크중인 구동 부재의 시계방향 또는 반시계 방향 회전에 응답하여 결합 및 해제되도록 양방향으로 작동된다는 점이다. 이는 차량이 허브 로크의 경우 전진 또는 후진하는가에 따라, 로킹 차동장치의 경우 좌우측 구동 휠중 어느 하나의 견인 상황에 응답하는가에 따라 전자기 작동 로크가 결합 또는 해제되므로 자동화의 적용에 이점이 있다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점들은 동일부품에 동일 도면부호를 인용한 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로 보다 분명해 질 것이다.
다음 설명에 있어서, 동일 도면 부호는 동일 부품을 표시한다. 또한, 전방 및 후방등과 같은 용어는 한 부품이나 소자에 대한 다른 부품이나 소자의 상대적인 설명에 도움을 주는 통상적인 단어들이다.
제1도를 참조하면, 본 발명의 양호한 한 형태로 4개의 휠 구동 매체중 정면 휠 조립체인 휠 조립체(10)가 도시되어 있다. 도시한 바와같이, 휠 조립체(10)는 전후방의 방사상 플랜지(20,22)를 갖는 로킹 허브 조립체(18)의 회전자 또는 휠 허브(16)에 체결되는 휠(14)상에 장착된 타이어(12)를 포함한다. “회전자”와 “휠 허브”라는 용어는 동일한 의미의 용어이고 서로 호환성 있게 사용될 수 있으나, 명확성과 간결함을 위해 이후에는 단지 회전자란 용어만을 사용한다.
로킹 허브 조립체(18)의 회전자(16) 뒷면으로부터 후방으로 연장하는 것은 휠(14), 타이어(12) 및 회전자(16)의 중심축과 동심인 중심 축선(28)을 갖는 관형 스핀들(24)과 동력 구동축(26)이다.
제3도에 도시한 바와 같이, 상기 동력 구동축(26)은 축의 전방 단부로부터 후방으로 연장하는 외측 원주 방향으로 이격된 복수개의 스플라인(30)을 갖는 경질의 원통형 부재이다. 상기 축의 전방 단부로부터 이격된 것은 유지 힝(34)을 수용하는 축의 외측 부분을 에워싸고 있는 슬롯(32)이다. 상기 유지 링(34)의 두께는 슬롯(32) 깊이보다 더 크다. 상기 휠(14)은 전방 플랜지(20)내부에 형성된 개구를 통과해 연장하는 치형 체결기(36)에 의해 회전자(16)의 전방 플랜지(20)에 부착된다.
유사하게, 브레이크 디스크(38)는 회전자(16)의 후방 플랜지(22)내부에 형성된 개구를 통과해 연장하는 치형 체결기(36)에 의해 부착된다.
제2도 내지 제10도의 로킹 허브 조립체(18)는 제1회전 조립체, 축방향으로 이동 가능하게 회전하는 부재를 갖는 제2회전 조립체, 제1위와 제2위치 사이에서 상기 회전 부재를 축방향으로 이동시키는 수단 및 상기 축방향 이동 수단을 작동시키기 위해 동력 구동축(26) 주위에 회전하지 못하게 고정된 비회전 전자기 수단을 포함한다.
설명에 사용한 “제1위치”는 제1회전 조립체가 제2회전 조립체와 작동하게 결합하는 로킹 허브 조립체(18)의 배열을 치칭하며 유사하게, “제2위치”는 제1회전 조립체가 제2회전 조립체로부터 분리되는 로킹 허브 조립체의 배열을 지칭한다.
제2도 내지 제10도에 도시한 바와 같이, 상기 로킹 허브 조립체(18)의 제1회전 조립체는 회전자(16), 외측 클러치 하우징(40) 및 캡(42)을 포함한다. 상기 회전자(16)는 회전자의 전방 단부로부터 후방으로 연장하는 내측 원주에서 이격한 복수의 내부 스플라인(44)을 갖는 관형상이다. 회전자(16)의 내측전방 단부내에 형성된 것은 유지 힝(48)과 협력하는 원주위 유지 홈(46)의 내측전방 단부내에 형성된 것은 유지 힝(48)과 협력하는 원주위 유지 홈(46)이고 외측 클러치 하우징(40)의 대향 원주위 유지홈(50)은 외측 클러치 하우징에 대해 회전자의 축방향 위치를 유지한다.
상기 외측 클러치 하우징(40)은 회전자(16)내부에 동심으로 위치하고 회전자의 스플라인(44)과 상호 결합하는 외측 반경방향으로 이격된 원주위 스플라인(54)과 내측 전방의 반경 방향으로 이격된 원주위 치형부(52)를 갖는 관형상이다.
돌출 단부(56)를 갖는 유지 힝은 외측 클러치 하우징(40) 외측 원주위의 외부 유지 홈(50)내에 위치한다. 팽창된 상황하에서, 유지 링(48)은 회전자(16)에 대한 외측 클러치 하우징(40)의 측방향 운동을 제한한다. 그러나, 설치의 용이함을 위해, 유지 클립(62)을 유지 힝(48)의 돌출 단부(56)에 고정하는 홈(60) 내부에 제2후방 O형 링(58)이 위치하여 로킹 허브 조립체(18)의 설치전에 유지 힝을 유지홈(50) 내부에 압박시킬 수 있다. 회전자(16) 내부에 외측 클러치 하우징(40)을 설치하는 동안, 유지 클립(62)은 유지 힝과 내부 유지 홈(46) 및 외부 유지 홈(50) 사이에 공유면을 제공하는 외부 유지홈(50)내에서 유지 링이 외측으로 팽창하도록 유지 힝(48)을 유지 클립에서 해제시킴으로써 전방의 축방향으로 이동한다.
원통형 컵 형상을 갖는 캡(42)은 외측 클러치 하우징(40)의 전방 단부내에 형성된 치형 구멍 내부에 치형 체결기(64)에 의해 고정된다. 캡(42)은 회전자의 전방 개방 단부를 밀봉함으로써 클러치 하우징(40)을 덮고 회전자(16)에 대항해 맞물린다.
상기 제1회전 조립체 내에 동심으로 위치하는 것은 제2회전 조립체이다. 제2도 내지 제10도에 도시한 바와같이, 제2회전 조립체는 허브 슬리브(66)와 축방향으로 이동 가능하게 회전하는 부재(68)를 포함한다.
상기 허브 슬리브(66)는 축 유지 힝(34) 전방의 축 일부분을 둘러싼다. 허브 슬리브(66)는 외부 축 스플라인(30)과 상호 결합하는, 외측으로 이격된 원주의 스플라인(70)과 내측으로 이격된 원주위 스플라인(72)을 갖는 관형 부재이다.
전방 홈(74), 후방 홈(76) 및 중간 홈(78)은 스프링 유지 클립(80), 드러스트 와셔(82) 및 중간 유지 힝(84)을 각각 수용하도록 허브 슬리브(66)의 외측 원주위면 내부의 종방향 스플라인(70)을 횡단해 형성된다. 상기 스프링 유지 클립(80), 드러스트 와셔(82) 및 중간 유지 힝(84)의 두께는 각 홈들의 깊이 보다 더 크다. 허브 슬리브(66)의 내측 전방 단부내에 형성된 것은 지지 링(88)용 지지면으로서의 역할을 하는 오목부(86)이다.
상기 허브 슬리브(66)를 둘러싼 것은 제2도 내지 제10도의 축방향으로 이동가능한 회전 부재(68)이다. 축방향으로 이동가능한 회전 부재(68)는 클러치 기어등이다. 상기 회전 부재(68)는 원주위에 등간격으로 이격되어 외측 반경방향으로 연장하는 치형부(92)를 구비한 반경 방향으로 연장하는 림(90)을 갖는 관형 부재를 포함한다. 회전 부재(68)의 원통형 부재 내측 원주위에 형성된 것은 허브 슬리브(66)의 스플라인(72)과 결합하는 스플라인(94)이다.
제2도 내지 제10도를 참조하면, 제1위치와 제2위치 사이에 회전 부재(68)를 이동시키는 수단이 도시되어 있다.
상기 이동부재는 캠 조립체(96), 결합 스프링(98), 복긔 조립체(100) 및 축방향으로 이동가능한 캠 종동자(102)를 포함한다.
상기 캠 조립체(96)는 캠 종동자의 축방향 운동을 수행하도록 캠 종동자(102)용 반작용 면으로 작용한다. 제2도 내지 제5도에 도시한 바와같이, 상기 캠 조립체(96)는 클러치 판(104), 반작용 허브(106) 및 동력 구동축(26)에 대해 동심으로 자유롭게 회전하는 캠 램프((68))를 포함한다. 비록 클러치 판(104), 반작용 허브(106) 및 캠 램프(107)를 조립 및 제조시에 보다 큰 제어 허용도를 제공하는 분리 소자로서 형성하는 양호하지만, 클러치 판, 반작용 허브 및 캠 램프는 하나 또는 두개의 소자 및 양호하게 수행할 수는 형태로 형성될 수 있다고 이해할 수 있다.
제3도 및 제5도에 도시한 캠 조립체의 양호한 실시예에 있어서, 클러치 판(104)은 전자기 코일(122)의 수직 전방면에 인접해 위치하고 외측 환형 숄더면(110) 및 내측 환형 숄더면(112)을 한정하는 숄더 면(110)은 대응 반작용 허브(106)와 접촉하는 다수 면들을 위한 대향 램프 면(114)을 포함한다. 하나 이상의 원통형 유지핀(116)은 차량내에 조립하기 전에 구성 부품의 조립 및 이송의 용이함을 위해, 클러치 판(104)의 외측 원통형 면으로부터 반작용 허브(106)의 측면 내에 형성된 긴 슬롯(118)을 통과해 횡방향으로 연장한다.
나선형 예비하중 스프링(120)은 더 상세히 후술하지만, 전자기 코일(122)에 인접한 클러치 판(104)을 유지하도록 클러치 판(104)과 반작용 허브(106) 사이에서 편향되어 전자기 코일과 클러치 판 사이의 과잉 간극의 발생을 방지한다.
상기 클러치 판(104)의 전방에 위치한 것은 반작용 허브(106)이다. 반작용 허브(106)는 바닥 디스크(124)를 갖는 후방으로 향한 캠과 상기 클러치 판(104)의 대응 램프면(114)과의 결합을 위한 부채꼴 림(128)을 갖는 일체형 돌출 관형 면(126)이다. 상기 반작용 허브(106)는 회전자(16)의 자유로운 운동을 제공하고 캠 램프(107)와 캠 종동자(102)의 위치 제어의 필요성을 감소시킨다.
상기 반작용 허브(106) 축을 횡단하는 바닥 디스크(124)의 후면에 단단히 체결된 것은 캠 램프(107)이다. 캠 램프(107)는 바닥 디스크(130)를 갖는 전방으로 향한 캠 및 외부 림(134)을 갖는 돌출 관형면(132)이다. 상기 캠 램프(107)의 외부 림(134)은 캠 종동자(102)용 적어도 하나의 낮은 엣지부와 적어도 하나의 높은 엣지부로 구성된 가변 반작용 면을 제공하는 적어도 하나, 양호하게 두개의 V형 절결부(136)를 가진다.
양호한 실시예에서, 상기 반작용 허브(106) 바닥 디스크(124)의 후면과 상기 캠 램프(107) 바닥 디스크(130)의 후면은 용접등에 의해 서로 단단히 체결되고 상기 허브 슬리브(66)의 홈(76,78)내부에 고정된 드러스트 와셔(82) 및 유지 힝(84)과 상기 허브 슬리브 스플라인(70)의 후방 단부 사이에 있는 허브 슬리브(66)의 안내 직경부 주위에서 회전한다. 상기 드러스트 와셔(82)는 캠 램프(107)의 축방향 운동으로 인한 힘을 흡수하도록 작용한다.
제6도 내지 제10도를 참조하면, 다양한 다른 형상의 클러치 판(104)과 반작용 허브(106)가 도시되어 있다. 제6도에 도시한 바와 같이, 상기 클러치 판(104)도 복수의 내측 방향으로 향한 스플라인(138)을 구비한 일체형 관형 돌기를 갖는 디스크형 부재를 포함한다. 대향 반작용 허브(106)는 상기 클러치 판(104)의 내향 스플라인(138)과 상호 결합하는 복수의 외측 방향으로 향한 원주위 스플라인(140)을 구비한 일체형 돌출 관형면을 갖는 디스크형 부재를 포함한다. 상기 반작용 허브(106)의 후면에 고정된 것은 제3도에 도시한 바와같은 캠 램프(107)이다.
제7도의 클러치 판(104)은 지지용 관형 정면부와 후방 림을 갖는 절두 원추형 부재이다. 상기 관형 정면부는 복수의 외측 반경방향으로 향한 원주위 스플라인(142)을 포함한다. 대향 반작용 허브(106)는 클러치 판(104)의 내측 반경방향으로 향한 스플라인(142)과 상호 결합하는 복수의 외측으로 향한 원주위 스플라인(144)을 구비한 일체형 돌출 관형면을 갖는 디스크형 부재를 포함한다. 제3도에 도시한 바와 같은 캠 램프(107)는 반작용 허브(106)의 후면에 고정된다.
제8도에 도시한 또다른 실시예에 있어서, 상기 클러치 판(104)과 반작용 허브(106)는 일반적인 형태인 층진 절두 원추형 부재(105)를 갖는 하나의 소자로서 형성될 수 있다.
제3도에 도시한 바와같은 캠 램프(107)는 층진 절두 원추형 부재(105)의 후면에 고정된다.
제9도에 도시한 바와같이, 상기 클러치 판(104)은 복수의 내측 원주위로 향한 스플라인(146)을 갖는 돌출형 관형 부재를 포함한다. 반작용 허브(106)는 클러치 판(104)의 스플라인(146)과 상호 결합하는 복수의 외측 원주위로 향한 스플라인(148)을 구비한 일체형 돌출 관형 부재를 갖는 디스크 부재이다. 상기 클러치 판(104)과 반작용 허브(106) 사이에 개재된 것은 전자기 코일(122)에 대항해 클러치 판을 편향시키는 스프링(120)이다. 클러치 판(104)의 후면에 고정된 것은 제3도에 도시한 바와 같은 캠 램프(107)이다.
제3도 및 제5도 내지 제10도를 참조하면, 허브 슬리브(66)의 중간 유지 링과 캠 램프 사이의 캠 램프(107) 전방에 위치한 것은 캠 종동자(102)이다. 캠 종동자(102)는 허브 슬리브(66)의 스플라인(70)과의 결합을 위해 내측 반경방향으로 연장하는 내측 치형부(150)를 갖는 디스크 부재를 포함한다. 두개의 포크형 부재(152)는 캠 종동자(102) 디스크 부재의 외측 엣지로부터 내외측 반경방향으로 연장한다.
포크형 부재(152)는 동력 구동축(26)을 향해 내측으로 층져 있고 회전 부재(68) 림(90)의 기어 치형부(92)와 회전 부재의 원통형 부재 외측 원주면 사이에 형성된 정반대의 평평면(154)위로 연장한다.
상기 캠 종동자(102)의 내측 반경방향으로 연장하는 치형부(150)와 상기 회전 부재(68)의 내측 원주에 이격한 스플라인(94)은 회전 부재(68)와 캠 종동자(102)에 축방향 안내를 제공하고 결합 위치에서, 회전 운동과 토오크를 동력 구동축(26)으로부터 외측 클러치 하우징(40)으로 전달하도록 허브 슬리브(66)의 외측 원주에 이격한 종방향 스플라인(70)과 상호 결합한다.
제3도, 제11도 및 제12도에 도시한 바와같이, 캠 램프(107)과 관련하여 캠 종동자를 위치시키도록 선택 멈춤쇠(156)가 상기 캠 종동자(102)의 포크형 부재(152)상부에 제공될 수 있고 절단된 캠 램프면을 수용하도록 미끄럼 램프 면으로서 작용한다.
상기 결합 스프링(98)과 복귀 조립체(100)는 제1위치와 제2위치 사이에 회전 부재(68)를 편향시키도록 위치한다. 제2도 및 제5도 내지 제10도에 도시한 바와같이, 결합 스프링(98)은 캠 종동자(102)와 회전 부재(68) 사이에 위치한다. 상기 결합 스프링(98)은 더 상세히 후술하는 바와 같이, 복귀 조립체(100)의 복귀 스프링(101)이 캠 종동자(102)에 의해 압축될 때 회전 부재(68)로의 축방향 전진력을 제공한다. 회전 부재의 원통형 부재를 에워싼 것은 복귀 조립체(100)이다. 상기 복귀 조립체(100)는 대향 스프링과 유지 링(158) 사이에 포함되는 나선형 복귀 스프링(101)을 포함한다. 복귀 조립체(100)의 전방에 위치하는 것은 스프링 지지 와셔(160)와 스프링 유지 클립(80)이다. 스프링 유지 클립(80)은 상기 허브 슬리브(66)상의 회전 부재와 복귀 조립체(100)의 전진 축운동을 제한하도록 허브 슬리브(66)의 전방홈(74)내에 고정된다. 양호한 실시예에 있어서, 복귀 스프링(101)의 힘은 결합 스프링(98)의 대향력보다 크다.
제2도 내지 제10도에 도시한 바와같이, 캠 종동자(102)의 포크형 부재(152)는 로킹 허브 조립체의 결합중, 상기 면(162)이 캠 종동자(102)의 포크형 부재(152) 면(162)과 스프링 지지 와셔(10) 사이의 스프링 유지 힝(158) 내부에 위치되게 복귀 스프링(101)을 압박하도록 평평면(154) 내부의 회전 부재 기어 치형부(92) 사이의 림(90) 위로 연장한다.
동력 구동축(26) 주위의 회전 방지를 위해 고정된 것은 회전 수단을 작동시키는 전자기 수단이다. 전자기 작동 수단은 동력 구동축(26) 주위의 회전 방지를 위해 고정된 스핀들(24)에 고정되는 동력 와셔(166)와 전자기 코일(122)을 포함한다. 상기 스핀들(24)은 회전자(16)와 동력 구동축(26) 사이에 동심으로 위치하고 허브 슬리브(66)의 후방 축방향으로 위치하는 중공형 실린더이다. 스페이서 와셔(171)는 동력 구동축(26)의 스핀들(30)과 결합하고 허브 슬리브(66)의 후방 단부와 스핀들(24)의 전방단부를 보호하는 내측 반경방향으로 연장하는 치형부를 포함한다. 스핀들(24)의 외측에는 층부(172)에 의해 분리된 직경 확대부(170)와 치형 전방 단부(168)가 있다. 제5도 내지 제10도에 도시한 바와같이, 스핀들(24)의 외측면과 회전자(16)의 내측면 사이에 장착된 것은 동력 구동축(26)과 회전자가 스핀들(24)에 자유롭게 회전하도록 회전자(16)를 지지하는 베어링(174)이다.
상기 스핀들(24)의 전방단부(168)상에 나사 결합된 것은 동력 구동축(26) 주위의 회전 방지를 위해 전자기 작동 수단이 고정되어 있는 유지 부재(180)이다. 제3도 및 제5도 내지 제10도에 도시한 바와같이, 유지 부재(180)는 전자기 코일의 유지를 위해 전자기 코일(122)의 한쪽 또는 양쪽에 나사 결합된 적어도 하나의 원통형 유지 너트를 포함한다. 유지 부재(180)는 유지 부재의 정면에 형성된 하나 이상의 원주상에 이격된 구멍(184)을 포함한다. 슬롯(186)은 치형 스핀들(24)상의 치형 유지 부재를 토오킹하는데 도움을 주는 유지 부재(180) 주위의 중심축선에 평행하게 형성된다.
환형 통로(176)는 스핀들(24)과 동력 구동축(26) 사이에 형성되고 더 상세히 후술하는 바와 같이, 로킹 허브 조립체(18)를 작동시키는 신호와 전기 동력을 제공하기 위한 와이어(178), 케이블, 광섬유 등의 채널로서 작용한다. 상기 환형 통로(176)는 베어링, 너트 및 상기 와이어, 케이블 또는 광섬유 외의 기타 동축 소자 조립용 도관으로서 작용한다. 양호한 실시예에 있어서, 전기 동력 및 신호는 와이어(178)를 통해 상기 동력 와셔(166)의 연결 블록(188, 제14도 내지 제16도)으로 이송되어 제3도, 제5도 및 제13도 내지 제16도의 신호 프로세서(189)에 접속된다. 제13도 내지 제16도에 도시한 바와같이, 상기 동력 와셔(166)는 내측 유지 힝(192), 센서 도체링(194) 및 전자기 코일 도체 링(196)과 상기 동력 와셔를 분리하는 복수의 절연 링(190)을 포함하는 디스크형 부재이다.
유지 링(192) 주변의 원주위에 이격된 하나 이상의 링(198)은 유지 부재(180)의 구멍(184)과 협력하는 핀들이 동력 와셔를 유지 부재에 고정하도록 동력 와셔(166)를 통과해 연장한다.
상기 동력 와셔(166)는 치형 체결기, 용접 접착제 등과 같은 어떤 적합한 수단을 통해 유지 부재(180)에 고정될 수도 있다.
동력 와셔(166) 전방의 스핀들(24)상에 나사 결합된 것은 내측 치형 구멍을 갖는 전자기 코일(122)이다. 전자기 코일(122)은 와이어로 캡슐화된 와이딩으로 구성되는 일반적으로 환형 형상이다. 제3도 및 제5도에 도시한 바와 같은 양호한 실시예에서, 외측 스핀들 나사로 전자기 코일을 토오킹하는데 도움을 주도록 칼라(200)가 전자기 코일(122)의 전방면으로부터 축방향으로 돌출한다.
상기 전자기 수단에 대한 제2회전 조립체와 이동 수단의 상대 위치를 결정하기 위해, 하나 이상의 검출 센서가 사용될 수 있다. 적합한 검출 센서는 자석(204)과 결합한 홀(Hall) 센서(202)와 위치 표시기(207)와 결합한 근접 스위치(206)를 포함한다.
제3도에 도시한 바와 같이, 상기 자석(204)은 허브 슬리브(66) 및 반작용 허브(105)에 고정되고 상기 홀 센서(202)는 칼라(200)의 단부와 스핀들(24)의 단부에 형성되거나 고정된다. 상기 자석(204)과 홀 센서(202)는 자석이 축(28) 주위를 회전할 때 센서의 자장이 자석에 의해 차단됨으로써 파동 신호를 발생한다. 제3도에 도시한 바와 같이, 허브 슬리브(66)의 자석(204)은 동력 구동축(26) 주위를 회전하고 반작용 허브(106)의 자석(204)은 축 주위를 회전하여, 두개로 분리된 회전 조립체 자석 코일(122) 사이의 상대 회전을 결정하는데 도움을 준다. 그후, 파동 신호가 신호 프로세서(189)로 전송되어 로킹 허브 조립체(18)를 제1위치 또는 제2위치에 위치시킬 것인가를 결정하도록 각 회전 부품의 상대 각도 변화를 계산한다.
제9도에 도시한 다른 실시예에 있어서, 원주위에 등간격으로 배열되는 하나 이상의 슬롯이나 구멍을 포함하는 와셔나 기타 원통형 부재와 같은 위치 표시기(207)는 스핀들(24)상에 장착된 근접 스위치(206)에 인접한 축상에 장착된다. 근접 스위치(206)도 제6도, 제7도, 제8도 및 제10도의 절두 원추형 원통 드럼에 인접하거나 전자기 코일(122)위에 위치할 수 있다고 이해할 수 있다. 근접 스위치(122)가 슬롯이나 구멍 위치에 응답하여 상기 슬롯이나 구멍이 예정 각도로 회전한 후, 신호 프로세서(189)는 이동 수단을 작동시킬 수 있게 전자기 수단에 신호를 보낸다. 동력은 동력 와셔(166)의 적합한 환형 링(194)이 미끄럼 접속하는 와이어(178)를 통해 홀 센서(202)나 근접 스위치(206)로 공급된다.
상기 캡(42)과 허브 슬리브(66) 사이에 편향된 것은 축 지지 조립체(212)이다. 축 지지 조립체(212)는 지지 스프링(214), 지지 칼라(216), 지지 클립(218) 및 허브 슬리브(66)의 내경과 동일한 직경의 지지 링(88)을 포함한다. 지지 링(88)은 원통형 지지 칼라(216)의 외측 위에서 미끄럼되고 상기 지지 칼라의 구멍 내부에 신축적으로 결합하는 지지 클립에 의해 고정된다. 상기 지지 스프링(214)은 허브 슬리브의 전방 단부를 회전 가능하게 지지함으로써 허브 슬리브(66)에 인접한 지지 조립체(212)를 유지하도록 지지 칼라(216)에 대항하는 캡(42) 내부의 절결부(212)에 위치한다.
클러치 판(104)상기 회전자(16)를 작동가능하게 결합하기 위해, 신호 프로세서(189)로부터의 전기 신호가 동력 와셔(166)를 경유해 전자기 코일(122) 및 와이어(178)를 통해 활성화된다. 전자기 코일(122)에 의해 발생된 자기 인력은 동력 구동축(26), 허브 슬리브(66), 회전 부재(68) 및 캠 종동자(102)가 회전할 때 캠 조립체를 조정위치에 로킹함으로써 캠 조립체(96)의 클러치 판(104)을 전자기 코일에 고정한다. 상기 캠 종동자(102)가 동력 구동축(26) 주위를 회전할 때, 상기 포크형 부재(152)는 캠 종동자(102)를 전방 축방향으로 구동시킴으로써 상기 캠 조립체(96)의 캠 램프(107) 단부면을 따라 V형 절결부(136)로부터 높은 엣지부로 이동한다. 상기 캠 종동자(102)가 전방 축방향으로 이동할 때, 복귀 스프링(101)은 자동 로킹 허브 조립체가 제1위치에 있도록 동력 구동축(26)을 회전자(16)에 접속하는 외측 클러치 하우징(40)의 치형부(52)와 맞물림 결합하는 회전 부재(68)에 전방 축방향의 결합 스프링(98)력을 제공하고 복귀 스프링의 후방 작동 압력을 제거함으로써 압축된다.
상기 캠 종동자(102)가 축방향으로 이동할 때, 캠 종동자도 자석(204)과 위치 표시기(207)를 회전시킨다.
클러치 판(104)자석(204)과 위치 표시기(207)는 홀 센서(202)와 근접 스위치(206)에 인접해 회전한다. 자석(204)과 위치 표시기(207)가 제1위치와 관련하여 예정 각도로 회전한 후에, 상기 홀 센서(202)와 근접 스위치(206)는 전자기 코일(122)로의 전류를 차단하도록 신호 프로세서(189)에 신호한다. 전자기 코일(122)이 비활성화되고 자장이 붕괴되어 캠 조립체(96)의 클러치 판(104)과 캠 램프(107)가 전자기 코일(172)과 동력 구동축(26) 없어도 회전할 수 있게 된다.
상기 로킹 허브 조립체(18)를 제1위치에서 분리하기 위해, 신호 프로세서(189)로부터의 전기 신호가 전자기 코일(122)을 재활성화시켜 캠 조립체(96)의 클러치 판(104), 반작용 허브(106) 및 캠 램프(107)의 회전을 방지한다. 회전 캠 종동자(102)는 캠 조립체(96)의 캠 램프(107) 엣지면의 높은 엣지부분을 캠 조립체의 캠 램프(107) V형 절결부(136)의 낮은 엣지 부분으로 이동시킴으로써 회전 캠 종동자를 후방 축방향으로 이동킨다. 캠 종동자(102)가 후방 축방으로 이동할 때, 복귀 스프링(101)은 외측 클러치 하우징과의 결합으로 회전 부재(68)를 가압하고 상기 회전 부재(68)와 캠 종동자(102) 사이의 결합 스프링(98)을 압축한다. 제1회전 부재가 예정 각도로 회전했음을 홀 센서(303) 및 근접 스위치(206)가 감지한 후에, 신호 프로세서(189)는 캠 종동자(102)와 자유롭게 동기 회전하는 상기 캠 조립체(96)의 클러치 판(104), 반작용 허브(106) 및 캠 램프(107)를 해제시킴으로써 전자기 코일(122)로의 전류를 차단한다. 회전자(16)와 로킹 허브 조립체(18)는 분리되지 않은 제2위치에 있게 된다.
상기 로킹 허브 조립체(18)의 작동법을 제2도 내지 제5도에 도시한 본 발명의 실시예에 따라 상세히 설명했지만, 그와 동일한 작동 원리가 제6도 내지 제10도에 도시한 본 발명의 다른 실시예에도 적용됨을 기술분야에 숙련된 자라면 쉽게 이해할 것이다.
제10도 및 제17도에 도시한 바와같이, 로킹 허브 조립체(18)는 작동중 충돌없이 제1회저 조립체와 제2회전 조립체의 적합한 정렬에 도움을 주는 동기 장치(224)를 포함한다. 제17도 내지 제19도에 도시한 바와 같이, 결합 스프링(98)은 베어링(226)에 의해 회전 가능하게 고정된 동기 장치(224)를 제1회전 조립체로 작동시키고 캡(42) 내부에 형성 절결부 내부로 압박하도록 회전 부재(68)를 가압한다.
상기 동기 장치(224)는 동기 장치 칼라(228), 원뿔형 링(230) 및 복수의 지주(232)를 포함한다. 상기 동기 장치 칼라(228)는 회전 부재(68)로부터 연장하는 핀(236)을 수용하도록 상기 부재의 외측 원주위에 형성된 슬롯(234)을 갖는 관형부재이다. 상기 동기 장치 칼라(228)의 내측 원주위에서 이격된 것은 원주에서 이격된 적어도 세개의 지주(232)를 수용하는 스플라인(238)이다. 상기 지주(232)는 스플라인(238)내부에서 종방향으로 연장하고 스프링(240)에 의해 균형적으로 링 주위를 피봇한다. 지주(232)의 전방에는 원뿔형 링(230)이 위치한다.
원뿔형 링(230)은 링의 후방 단부에 있는 원추형 브레이킹 면(242)과 상기 링 외경의 전방 단부에 있는 외측 반경방향으로 향한 복수의 치형부(244)를 포함한다.
작동시, 회전 부재(68)가 제2위치로부터 제1위치로 축방향으로 이동할 때, 회전 부재로부터 연장하는 핀(236)은 제18도의 동기 장치 칼라를 전방으로 이동시키는 동기 장치 칼라(228)의 전방면에 있는 슬롯(234)과 결합한다. 상기 지주(232)는 제2회전 조립체의 감속 원인이 되는 지주의 전방 단부가 원뿔링(230)의 원추형 브레이킹면(242)과 마찰 결합하도록 피봇한다.
동기 장치 칼라(228)가 핀(236)에 의해 전방으로 가압될 때, 동기 장치 칼라(228)상의 내측 스플라인(238)은 원추형 링(230)의 치형부와 결합한다. 원추형 링(230)의 치형부(244)와 내측 스플라인(238)의 결합시, 상기 동력 구동축(26)은 회전 휠(14)과 동기화되고 회전 부재(68)는 제1회전 조립체를 제19도의 제2회전 조립체에 접속시키는 외측 클러치 하우징(40)과 결합한다.
제20도를 참조하면, 본 발명에 따른 전자기 작동 로크(12)를 갖는 베벨 기어 차동장치 조립체(310)가 도시되어 있다.
상기 베벨 기어 차동장치는 외측 링 기어(318), 내측 스파이더(spider) 및 상기 스파이더의 방사상 핀(321)에 회전 가능하게 장착되고 그중 하나가 도시되어 있는 복수의 내측 베벨 기어(320)를 수송하는 케이스(316)를 회전 가능하게 지지하고 있는 하우징(314)을 포함한다. 상기 링 기어(318)는 자동차의 프로펠러 축(도시않음)에 부착된 베벨 구동 기어에 의해 구동된다. 따라서, 케이스(316)와 내측 베벨기어(320)는 세개의 상대 회전 구동부재나 소자를 갖는 위성 기어 세트로 기술되는 차동장치 조립체(310)의 회전 입력 부재나 소자를 구성한다. 그러한 경우에, 다른 두개의 구동 부재나 소자는 각 출력축(326,328)에 부착되고 상기 스파이더(19) 구멍 내부로 가압되는 베어링 내부에 지지된 인접 단부들을 갖는 사이드 기어(322,324)이다.
지금까지 설명한 바와 같이 차동 기어는 회전 방식, 타이어 크기 편차등을 수용하는 속도로 출력축(326,328)이 회전되게 하는 공지 방법으로 작동한다.
또한, 세개의 구동 부재나 소자중 두개를 함께 로킹함으로써 세개의 구동부재나 소자가 동일 속도로 균일하게 회전하도록 잠길 수 있다는 것도 공지되어 있다. 본 발명의 실시예는 세개중 두개의 구동 부재를 함께 로킹하기 위해 전자기 작동되는 로크를 사용한다.
차동장치 로크(312)는 제1회전 조립체, 축방향 이동가능한 회전 부재를 갖는 제2회전 조립체, 제1위치와 제2위치 사이의 회전 부재를 축방향으로 이동시키는 수단 및 상기 축방향 이동 수단을 작동시키기 위한 회전 조립체에 대해 회전을 방지하도록 고정된 회전 방지 전자기 수단을 포함한다.
상기 차동장치 조립체(310)에 있어서, 제1회전 조립체는 제1위치에서의 동시 회전을 위해 제2회전 조립체와 결합한다. 제2위치에서, 제1회전 조립체는 두 조립체 사이의 상대 회전을 가능하게 하도록 제2회전 조립체에서 분리된다.
상기 제1회전 조립체는 차동장치 케이스(316)와, 외측 클러치 하우징(330)을 형성하는 케이스(316)의 일체형 연장부를 포함한다. 외측 클러치 하우징(330)은 관형이고 일체형 치형부를 가진다.
상기 제1회전 조립체는 제1회전 조립체 내부에 동심으로 위치한다. 제2회전 조립체도 허브 슬리브(334)와 측방향으로 이동 가능한 회전 부재(336)를 포함한다. 허브 슬리브(334)는 내외측 원주위에 이격되고 상호 결합하는 스플라인(44)을 맞물리게 함으로써 축(28)에 부착되는 사이드 기어(324)의 일체형 부품이다.
상기 축방향으로 이동 가능한 회전 부재(336)는 원주위에서 이격되고 외측 반경방향으로 연장하는 치형부(340)를 갖는, 반경 방향으로 연장하는 림(338)을 구비한 관형 부재를 포함한다. 내측 관형 부재는 허브 슬리브(334)의 선형 외측 스플라인(44)과 미끄럼 가능하게 결합하는 내측 스플라인(44)을 가진다.
상기 제1위치와 제2위치 사이의 회전 부재(336)를 이동시키기 위한 수단은 캠 조립체(342), 결합 스프링(344), 복귀 스프링 조립체(346) 및 축방향 이동가능한 캠 종동자(348)를 포함한다.
상기 캠 조립체(342)는 캠 종동자의 축운동을 실행하는 캠 종동자(348)용 반작용 면으로서 작용한다. 캠 조립체(342)는 상기 축(328)과 허브 슬리브(334)에 대해 모두 동심으로 자유롭게 회전하는 클러치 판(350), 반작용 허브(352) 및 캠 램프(354)는 조립 및 제조시 제어 허용도를 더 많이 부여하도록 분리 소자로서 형성된다. 그러나, 클러치 판, 반작용 허브 및 캠 램프는 하나 또는 두개의 소자로 형성될 수 있고 물론 동일 소자로 제조될 수도 있다.
상기 클러치 판(350)은 전자석(356)의 수직 전방면에 인접해 위치하고 후방 플랜지(358)와 환형 몸체(360)를 포함하는 관형이다. 상기 몸체(360)의 외측 원통면은 반작용 허브(352)의 일부를 형성하는 환형 연장부(366)상에 형성된 대응 방사상 반작용면(364)과 접촉하는 가변 표면용 대향 방사상 램프면(362)을 포함하는 형상이다.
하나 이상의 원통형 유지 핀(68)은 차동장치 조립체(310) 내부에의 조립 이전에 구성 부품의 조립 및 이송의 용이함을 위해, 환형 몸체(360)의 외측 원통면으로부터 반작용 허브(352)의 연장부(366)에 형성된 긴 슬롯을 통해 횡방향으로 연장할 수 있다. 선택적인 나선형 예비하중 스프링(372)은 클러치 판(350)을 전자석(356)에 인접하게 유지하도록 클러치 판(350)과 반작용 허브(352) 사이에서 편향되어, 전자석(356)과 클러치 판(350) 사이에 발생하는 과잉의 간극 발생을 방지한다.
상기 반작용 허브(352)는 클러치 판(350)의 전방에 위치한다. 반작용 허브(352)는 클러치 판(350)의 대응 램프면(362)과의 결합을 위한 방사상 반작용 면(364)을 제공하는 환형 연장부(366)의 외측 원통면 내부로 절단된 부채꼴 림과 전방 플랜지를 갖는 후방으로 향한 캠이다. 반작용 허브(352)의 상기 결합은 차동기어 케이스(316)의 자유운동을 제공하고 캠 램프(354)와 캠 종동자(348)의 위치 제어에 필요한 허용도 감소시킨다.
캠 램프(354)는 반작용 허브(352)의 전방 플랜지 후면에 단단히 체결된다. 캠 램프(354)는 외부 림(378)을 갖는 돌출 관형부(376)와 후방 플랜지(374)를 갖는 전방으로 향한 캠이다.
캠 램프(354)의 외부 림(378)은 캠 종동자(348)용 적어도 하나의 높은 엣지부와 적어도 하나의 낮은 엣지부로 구성되는 가변 반작용면을 제공하는 적어도 하나 양호하게는, 두개의 V형 대칭 절결부(380)를 포함한다. 반작용 허브(352)의 전방 플랜지 후면과 캠 램프(354)의 후방 플랜지(374) 후면은 용접등에 의해 서로 단단히 체결되고 상기 허브 슬리브의 스플라인(44)(386) 후방 단부 및 상기 허브 슬리브(334)의 홈내에 고정된 드러스트 와셔와 유지 힝(384) 사이에 있는 허브 슬리브(334)의 안내 직경(382) 주위를 회전한다. 상기 드러스트 와셔와 유지 힝(384)은 캠 램프(354)의 축운동 결과로 생성되는 힘을 흡수하는 작용을 한다.
상기 캠 종동자(348)는 캠 램프(354)의 전방에 위치한다. 캠 종동자(348)는 유지 부재(336)를 유지하는 허브 슬리브(334)에 부착되는 중간 유지 링(388)과 캠 램프 사이에 있는 허브 슬리브(334)의 스플라인(44)(386)과 결합하는 내측 치형부를 구비한 디스크 부재(390)를 포함한다. 두개의 포크형 부재(392)는 캠 종동자(348)의 디스크 부재(390) 외측 엣지로부터 외측 및 내측 반경 방향으로 연장한다. 상기 포크형 부재(392)의 전방 연장부는 림(338)의 치형부(340) 사이로 통과한 후에 회전 부재(336)의 관형 부재내에 형성된 정반대의 외측 바닥(394)에서 종결되도록 림(338)의 후부에서 내측으로 층져 있다. 상기 캠 종동자(348)의 내측 치형부와 상기 회전 부재(336)의 내측 원주위에 이격된 스플라인(44)(72)은 회전 부재(336)와 캠 종동자(348)로의 축방향 안내를 제공하고 결합 위치에서, 외측 클러치 하우징(330) 및 차동장치 케이스(316)로부터 상기 축(328) 및 허브 슬리브(334)로 회전 운동과 토오크를 전송하는 상기 허브 슬리브(334)의 외측 원주위에 일정 간격으로 이격된 종방향 스플라인(44)(388)과 상호 결합한다.
선택 멈춤쇠(398)가 상기 캠 램프(354)와 관련하여 캠 종동자(348)를 위치시키고 포크형 부재(392)의 모서리에 제공될 수 있고 전단된 캠 램프 면을 수용하는 미끄럼 램핑 면으로서 작용한다.
상기 결합 스프링(344)과 복귀 스프링 조립체(346)는 제1위치와 제2위치 사이의 회전 부재(336)를 신축적으로 편향시키도록 위치한다. 결합 스프링(344)은 캠 종동자(348)와 회전 부재(336) 사이에 위치한다. 결합 스프링(344)은 복귀 스프링 조립체(346)의 복귀 스프링(400)이 상세히 후술하는 바와 같이 캠 종동자(348)에 의해 압축될 때 회전 부재(336)에 축방향 전진력을 제공한다. 회전 부재(336)의 원통형 부재를 에워싸는 복귀 스프링 조립체(346)는 스프링 유지 힝(402,403) 사이에 포함된 나선형 복귀 스프링(400)을 포함한다. 일체형 사이드 기어(324)는 복귀 스프링 조립체(346)의 전방에 위치하고 허브 슬리브(334)상의 회전 부재(336)와 복귀 스프링 조립체(346)의 전방 축 운동을 제한하도록 스프링 유지 힝(402)과 결합한다.
스프링 유지 힝(403)은 회전 부재(336)의 림(338)과 맞물리는 포크형 부재(392)의 상승면(393)과 결합한다. 로킹 결합중, 포크형 부재(392)의 상승면(393)과 림(338)은 결합 스프링(344)의 대향력 보다 큰 힘을 갖는 복귀 스프링(400)을 압축시킨다.
상술한 이동 수단을 작동시키기 위한 전자기 수단은 축(328)과 차동장치 케이스(316)와 관련한 회전을 방지하도록 축하우징(314)내에 고정된다. 상기 전자기 작동 수단은 자성 재료의 링(359)을 포함하고 제14도 내지 제16도에 도시되고 명세서 서두에 기술한 것과 같은 동력 와셔를 포함할 수도 있는 외피 내부에 고정된 갭슐화된 전자기 코일(357)을 구비한 전자석(356)을 포함한다.
(도시않은) 통로가 차동장치 로크(312)를 작동시키는 전기 동력과 신호를 제공하는 와이어, 케이블, 광섬유 등을 위한 채널을 제공하도록 축 하우징(314) 내부에 형성될 수 있다.
전기 동력 및 신호는 마이크로프로세서(404)와 같은 동력 제어원으로부터 와이어(406)를 통과해 동력 와셔등을 경유하고 전자석 코일(358)로 이송된다.
상기 전자기 수단에 대한 제2회전 조립체와 회전수단의 상대 위치를 결정하기 위해 하나 이상의 검출 센서가 사용될 수 있다. 적합한 검출 센서로는 제1도 내지 제5도에 도시한 실시예와 관련해 서두에 기술한 것과 같은, 원주상에 배열된 자석(412,414)과 조합된 홀 센서(408,410)가 있다.
제20도 및 제23도에 도시한 바와 같이, 홀 센서(408,410)는 전자석(356)의 내측에 있는 축 하우징(314)의 일체형 칼라에 고정되는 반면에, 자석(412,414)은 반작용 허브(352)와 허브 슬리브(334) 각각에 고정된다. 상기 홀 센서(408,410)와 자석(412,414)은 반작용 허브(352)와 허브 슬리브(334)가 회전할 때 각 센서의 자장이 각각의 자석(412,414)에 의해 차단됨으로써 두개의 파동 신호를 동조해서 발생시킨다. 상기 두 파동 신호는 고정된 축 하우징(314)에 대해 허브 슬리브(334)에 스플라인(44)된 캠 종동자(348)와 캠 조립체(342)의 각 상대 회전을 결정하는데 사용된다. 상기 파동 신호는 캠 종동자(348)에 대해 캠 조립체(342)의 상대 각도 변환을 결정하기 위해 신호를 사용하는 마이크로프로세서(404)로 전송된다. 상기 상대 각도 변환은 전자기 차동장치 로크(312)가 결합 또는 분리될 것인가 알려준다. 상기 캠 종동자(348)에 대한 캠 조립체(342)의 상대 각도 변환은 축방향으로 이동가능한 회전 부재(336)의 축방향 위치를 표시하며, 상기 차동장치 케이스(316)와 축(328)사이의 상대 회전을 허용하도록 상기 부재(336)가 외측 클러치 하우징(330)으로부터 분리되는 제24도에 도시한 제2위치나 동기 회전을 위해 외측 클러치 하우징(330)과 결합하는 제1위치에 있는지의 여부를 표시한다. 상기 홀 센서(408,410)는 와이어(416,418)를 경유해 프로세서(404)와 결합한다.
차동장치 로크(312)를 작동 가능하게 결합시키기 위해, 마이크로프로세서(404)로부터의 전기 신호가 링(359)을 자기화하는 와이어(406)를 경유해 전자기 코일(357)을 활성화 한다.
상기 전자석(356)에 의해 발생된 자기 인력은 축(328), 사이드 기어(324) 및 허브 슬리브(334), 회전 부재(336) 및 캠 종동부(348)가 연속 회전할 때 캠 조립체(342)를 일정한 위치에 로킹함으로써 상기 캠 조립체(342)의 클러치 판(350)을 전자석(356)에 고정한다. 상기 캠 종동자(348)가 회전할 때, 포크형 부재(392)는 V형 절결부(380) 즉, 높은 엣지부(제21도에 실선으로 표시)로부터 상기 캠 종동자(348)를 전방 축방향으로 구동함으로써 상기 캠 조립체(342)의 캠 램프(107) 엣지면을 따라 높은 외부 림(378, 제21도에 가상선으로 표시) 즉, 제20도 및 제21도에서 보아 좌측으로 이동한다. 캠 종동자(348)가 전방 축방향으로 이동할 때, 복귀 스프링(400)은 복귀 스프링(400)의 후방 작용력을 제거하고 결합 스프링(344)이 외측 클러치 하우징(330)의 치형부(332)와의 결합으로 회전 부재(336)를 전방 축방향의 제1위치로 가압하게 함으로써 압축된다. 이는 축(328)과 사이드 기어(324)를, 결합된 일체형 허브 슬리브(334)를 경유해 동기 회전용 차동장치 케이스(316)에 연결하여 상기 차동장치 조립체(310)가 로크된다.
상기 클러치 판(350)이 전자석(356)에 접지되고 캠 종동자(248)가 계속해서 회전될 때, 홀 센서(408,410)의 파동 신호가 클러치 판(350)에 대한 캠 종동자(348)의 상대 각도나 상대 위치를 계속해서 감시하는 마이크로프로세서(404)로 일정하게 공급된다. 전술한 바와 같이, 상대 각도 위치는 회전 부재(336)가 외측 클러치 하우징(330)과 결합되었는지의 여부를 알려준다. 회전 부재(336)가 결합되었음을 상대 각도 위치로 알려주면, 마이크로프로세서(404)는 전자기 코일(358)에서 전류를 차단한다. 전자기 코일은 캠 조립체(342)의 클러치 판(350)과 캠 램프(354)가 전자석(356) 및 하우징(314)과 무관하게 회전되게 자기장이 붕괴되도록 비활성화된다.
차동장치 로크(312)는 제21도에 가상선으로 표시한 바와 같이 캠 램프(107)의 높은 엣지부와 결합하는 캠 종동자(348)에 의해 동기 회전하도록 축(328)과 차동장치 케이스(316)를 연결하는 회전 부재(336)를 제1위치에 결합 유지시킨다. 복귀 스프링(400)은 캠 램프(107) 높은 엣지부의 차단 효과로 인해 결합 스프링(344)의 힘보다 큰 힘을 가질지라도 캠 종동자(348)를 복귀시키지 못한다.
상기 차동장치 로크(312)를 제1위치에서 분리하기 위해, 마이크로프로세서(404)로부터의 전기 신호가 전자기 코일(358)을 활성화함으로써 캠 조립체(342)의 클러치 판(350), 반작용 허브(352) 및 캠 램프(354)의 외부 림(378)의 높은 엣지부로부터 상기 캠 램프(354)의 V형 절결부(380)의 낮은 엣지부로 이동함으로써 회전하는 캠 종동자(348)를 후방 축방향으로 이동시킨다. 캠 종동자(348)가 후방 축방향으로 이동할 때, 상기 복귀 스프링(400)은 외측 클러치 하우징(330)과의 결합으로 회전 부재(336)를 가압하고 회전 부재(336)와 캠 종동자(348) 사이의 결합 스프링(344)을 압축한다. 그후, 홀 센서(408,410)와 마이크로프로세서(404)는 회전 부재(336)가 분리될 때 캠 조립체에 대한 캠 종동자(348)의 상대 각도 위치를 검출한다. 상대 각도 위치를 검출할 때, 마이크로프로세서(404)는 전자기 코일(358)로의 전류를 차단함으로써 상기 캠 종동자(348)과 자유롭게 동기하도록 캠 조립체(342)의 클러치 판(350), 반작용 허브(352) 및 캠 램프(354)를 해제한다. 그후, 차동장치 로크(312)는 제20도에 도시한 제2위치의 회전 부재(336)와 분리된다. 이는 축(328)과 차동장치 케이스(316) 서로에 대한 상대 회전을 자유롭게 하고 차동장치 조립체(310)에 대한 차동 작용을 복원한다.
상기 전자기 차동장치 로크(312)는 축(328)의 시계 또는 반시계 방향 회전에 응답하여 결합 및 해제되는 바와 같이 양방향으로 작동한다. 전자기 차동장치 로크(312)는 마이크로프로세서(404)용 간단한 온-오프 스위치로 수동 제어될 수 있다. 또한, 보조 시스템으로 자동 제어될 수도 있다. 예를들어, 차동장치 조립체(310)는 축(328)에 부착되고 슬립 링(422) 및 와이어(424)에 의해 마이크로프로세서(404)에 연결되는 가속 모터(420)로부터 마이크로프로세서(404)로 휠 가속 신호를 공급함으로써 휠의 과잉 슬립시 자동 로크된다.
비록 차동장치 로크(12)의 작동을 제20도 내지 제23도에 도시한 본 발명의 실시예에 대해 상술했지만, 동일한 작동 원리를 상기 차동장치내의 다른 위치 및 다른 형태의 차동장치에도 적용할 수 있음을 기술 분야에 숙련된 자라면 이해할 수 있다.
예를들어, 차동장치 로크(312)는 차동장치를 로크하도록 축(328)보다는 축(326)을 케이스(316)에 결합하거나 축(326,328)을 함께 결합하는데 채용될 수 있으며, 세개의 구동 부재중 어떤 두개만을 함께 로크할 필요가 있다. 게다가, 상기 회전 부재(336)는 세개의 구동 부재중 어떤 부재에 미끄럼 가능하게 부착될 수 있다. 차동장치 로크(312)도 동심 배열된 태양 기어, 위성 캐리어 및 링기어를 갖는 형태의 위성 기어 차동장치에 채용될 수 있다.
상기 전자기 수단에 대한 제2회전 부재 및 회전 수단의 상대 위치를 결정하기 위한 다른 수단을 사용하는 것도 가능하다. 그와같은 하나의 다른 수단이 제24도 및 제25도에 도시된 변형 차동장치(500)와 관련하여 설명되어 있다.
상기 변형 차동장치(500)는 홀 센서(408,410)와 일군의 자석(412,414)을 대신해, 제9도에 도시한 실시예와 관련해 서두에 기술한 바와같은 위치 표시기와 결합된 근접 스위치를 포함한다. 적합하게 프로그램된 마이크로프로세서(404)를 제외하면, 상기 변형 차동장치(500)는 근본적으로 동일하게 대응 부품은 동일 도면부호를 가진다.
다른 형태의 위치 신호 발생기가 두개의 위치 또는 근접 스위치(508,510) 및 두개의 위치 표시기(512,514)의 형태로 변형 차동장치(500)내에 결합되어 있다.
제24도 및 제25도에 도시한 바와 같이, 근접 스위치(508,510)는 전자석(356) 외측에 있는 축 하우징(314)의 일체형 칼라에 고정된다.
제1위치 표시기(512)는 차동장치 케이스(316)의 일부로서 일체로 형성된 외측 클러치 하우징(330) 구멍 내부의 축방향 고정 위치에 저어널된다. 위치 표시기(512)의 몸체(516)는 캠 종동자(348)에 의해 회전되도록 구멍 내에 놓인다.
위치 표시기(512)도 축 하우징(314)내에 비회전식으로 장착된 제1근접 스위치(508)에 인접해 회전하는 원주위에 등간격 배열된 하나 이상의 슬롯이나 구멍을 포함하는 플랜지(518)를 가진다.
제2위치 표시기(514)는 캠 조립체(342) 특히, 클러치 판(350)의 일체형 부품이다. 일 예로서, 상기 클러치 판(350)의 후방 플랜지(358)는 축 하우징(314)에 비회전식으로 장착된 제2근접 스위치(510)에 인접해 회전하는 원주위에 등간격으로 배열된 하나 이상의 슬롯이나 구멍을 포함한다.
상기 센서(508,510) 및 위치 표시기(512,514)는 허브 슬리브(334)에 스플라인(44)된 클러치 판(350)과 캠 종동자(348)가 회전할 때 각 위치 표시기(512)의 슬롯 또는 구멍이 각각의 센서(508,510)를 통과하는 결과로서 두개의 신호를 공동으로 발생시킨다. 이들 두개의 신호는 축 하우징(314)에 대한 캠 조립체(342)와 캠 종동자(348)의 각 상대 회전을 결정하는데 사용된다. 상기 신호는 캠 종동자(348)에 대한 캠 조립체(342)의 상대 회전 변환을 결정하도록 상기 신호를 사용하는 마이크로프로세서(504)로 이송된다. 상기 상대 각도 변환은 전자기 차동장치 로크(312)가 결합 또는 분리되는가를 알려준다. 상기 캠 종동자(348)에 대한 캠 조립체(342)의 상대 각도 변환은 축방향으로 이동가능한 회전 부재(336)의 축 위치를 나타내고, 차동장치 케이스(316)와 축(328) 사이의 상대 회전을 허용하도록 외측 클러치 하우징에서 분리한 제2위치 또는 동기 회전을 위해 외측 클러치 하우징(330)과 결합하는 제1위치에 있는가의 여부를 나타낸다.
상기 근접 센서(508,510)는 와이어(520,522)를 경유해 마이크로프로세서(504)와 연통한다.
상기 차동장치 로크(312)를 작동가능하게 결합하기 위해, 마이크로프로세서(504)로부터의 전기 신호는 축(328), 사이드 기어 및 허브 슬리브(334), 회전 부재(336) 및 캠 종동자(348)가 연속 회전할 때 캠 조립체(342)를 고정 위치에 로크하도록 전자석(356)을 활성화한다. 상기 캠 종동자(348)가 회전할 때, 포크형 부재(392)는 상기 V형 절결부(380) 즉, 낮은 엣지부(제21도에 실선으로 도시)로부터 상기 캠 조립체(342)의 캠 램프(107) 외부 림(378)을 따라 높은 엣지부(제21도에 가상선으로 도시)로 이동함으로써 외측 클러치 하우징(330)의 치형부(332)와의 결합으로 제21도 및 제24도에서 보아 좌측에 있는 캠 종동자(348)를 제1위치로 이동시킨다. 이는 축(328)과 사이드 기어(324)를, 결합된 일체형 허브 슬리브(334)를 경유해 동기 회전용 차동 기어 케이스(316)에 연결하여 차동장치 조립체(310)를 로크한다.
상기 클러치 판(350)이 전자석(356)에 접지되어 캠 종동자(348)가 연속해서 회전할 때, 근접 스위치(508,510)의 신호가 클러치 판(350)에 대한 캠 종동자(348)의 회전 위치나 상대 각도를 연속적으로 감시하는 마이크로프로세서(504)로 일정하게 공급된다. 상기 회전 부재(336)가 결합되었음을 상대 각도로 표시될 때, 마이크로프로세서(504)는 캠 조립체(342)의 캠 램프(354)와 클러치 판(350)이 전자석(356)과 하우징(314)에 무관하게 회전하도록 전자석(356)을 비활성화 한다.
상기 차동장치 로크(312)를 제1위치에서 분리하기 위해, 마이크로프로세서(504)로부터의 전기 신호가 전자석(356)의 코일(358)을 재활성화하여 캠 조립체(342)의 클러치 판(350), 반작용 허브(352) 및 캠 램프(354)의 회전을 방지한다. 그후, 회전하는 캠 종동자(348)가 캠 램프(354)의 외부 림(378)의 높은 엣지부로 이동하여, 외측 클러치 하우징(330)과의 결합으로 회전 부재(336)를 가압하도록 회전하는 캠 종동자(348)를 후방 축방향으로 이동시킨다. 그후, 센서(508,510)와 마이크로프로세서(504)는 회전 부재(336)가 분리될 때 캠 조립체(342)에 대한 캠 종동자(348)의 상대 각도 위치를 검출한다. 상기 상황이 발생하면 마이크로프로세서(504)는 전자기 코일(358)로의 전류를 차단하여, 캠 종동자(348)와 동시에 자유롭게 회전하도록 캠 조립체(342)의 클러치 판(350)가 제24도에 도시한 제2위치의 회전 부재와 분리된다. 이는 축(328)과 차동장치 케이스(316)의 서로에 대한 상대 회전을 자유롭게 하고 차동장치 조립체(310)에 대한 차동 작용을 복원한다.
차동장치(500)의 전자기 차동장치 로크(312)는 마이크로프로세서(504)용 온-오프 스위치로 수동 제어될 수 있다. 또한, 상기 로크는 보조 시스템에 의해 자동 제어될 수도 있다. 예를들어, 차동장치(500)는 차동장치 케이스(316)와 축(328)의 각각의 속도를 표시하는 마이크로프로세서(504)로 두 속도 신호를 공급함으로써 휠의 과잉 슬립시 자동 로크된다.
상기 속도 신호는 축 하우징(314)상에 장착되는 각각의 근접 스위치 또는 센서(528,530) 다음에 위치되는 차동장치 케이스(316)와 축 샤프트(328)상에 일체로 형성되는 일련의 치형부(524,526)에 의해 발생된다. 차동장치 케이스(316)와 축(328)이 회전할 때, 일련의 치형부(524,526)는 와이어(532,534)를 경유해 마이크로프로세서(504)로 이송되는 속도 신호를 발생하는 센서(528,530)를 통과한다. 마이크로프로세서(504)는 속도 신호를 비교하고 휠의 슬립을 나타내는 예정치 이상의 속도차가 발생하면, 상기 마이크로프로세서(504)는 차동장치 로크(312)를 결합하도록 전자석(356)을 활성화 한다. 상기 마이크로프로세서(504)는 속도차가 예정치 이하로 하락할 때, 전자석(356)은 차동장치 로크(312)를 분리하는 마이크로프로세서(504)에 의해 활성화되도록 속도 신호를 일정하게 감시한다.
상기 차동장치 로크(312)를 작동하는 보조시스템은 제20도 내지 제23도에 도시한 차동장치의 실시예와 함께 사용될 수 있다. 한편, 가속모터(420)를 사용하는 실시예의 보조 시스템도 제24도 및 제25도에 도시한 실시예에 사용될 수 있다.
본 명세서에 언급한 문헌, 특허 및 특허 출원들은 본 명세서에 참고로 구현될 수 있다.
기술하고 도시한 본 발명의 양호한 실시예들은 첨부된 청구 범위의 범주 내에서 달리 구현될 수 있다고 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 고정 지지대(24,314)상에 장착되는 제1구동부재(16,318) 및 제2구동부재(26,328)와, 상기 구동부재가 상기 지지대와 일치하여 회전하도록 제1구동부재 및 제2구동부재를 함께 로킹하는 로크를 갖는 동력 전달 조립체에 있어서, 상기 제1구동부재(16,318)와 연통하는 제1회전 조립체(16,40,42,316)와, 축방향으로 이동가능한 회전 부재(68,336)를 포함하고 상기 제2구동부재(26,328)와 연통하는 제2회전 조립체(66,68,334,336)와, 상기 제1회전 조립체가 제2회전 조립체와 작동가능하게 결합하는 제1위치와 상기 제1회전 조립체가 제2회전 조립체로부터 분리하는 제2위치 사이에서 상기 회전 부재를 축방향으로 이동시키는 수단(86,98,100,102,342,344,348,400) 및, 상기 이동 수단을 작동시키도록 상기 제1구동부재 및 제2구동부재에 대해 회전하지 못하게 상기 고정 지지대에 부착되는 비회전식 전자기 수단(122,166,356)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동 수단은, 낮은 엣지부와 높은 엣지부를 형성하는 하나 이상의 V형 절결부(136,380)를 구비한 외부 림(134,378)을 포함하는 제2회전 조립체(66,68,334,336) 주위를 회전하는 캠 조립체(96,342)와, 상기 회전 부재(68,336)를 제2위치쪽으로 신축적으로 편향시키는 복귀 스프링(101,400) 및, 캠 조립체의 외측 림에 응답하고 상기 제2회전 조립체와 함께 회전하는 축방향 이동가능한 캠 종동자(102,348)를 포함하며, 상기 전자기 수단(122,166,356)은 상기 캠 종동자가 상기 높은 엣지부와 낮은 엣지부 사이에서 회전하고 상기 제1위치로 회전 부재(68,336)의 축운동을 가능하게 하는 복귀 스프링을 압축할 때, 상기 캠 종동자(102,348)가 축방향으로 이동하도록 회전에 대해 캠 조립체(96,342)를 로킹함으로써 상기 이동 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 동력 전달 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이동 수단은 회전 부재를 제1위치로 축방향 이동시키는 결합 스프링(98,344)도 포함하며, 상기 캠 조립체(96,342)는 전자기 수단(122,166,356)과 병렬 배열되는 클러치 판(104,350)과 상기 높은 엣지부 및 낮은 엣지부를 형성하는 두개의 V형 절결부(136,380)를 구비한 외부 림(134,378)을 구비한 캠 램프(107)를 포함하며, 상기 캠 종동자(102,348)는 캠 종동자가 전방 축방향으로 이동할 때 복귀 스프링(101,400)을 압축하는 반작용면(162,383)을 제공하고 상기 회전 부재 위로 연장하는 두개의 포크형 부재(152,392)를 포함하며, 상기 동력 전달 조립체는 전자기 수단(122,166,356)에 대항해 클러치 판(104,350)을 편향시키는 반작용 허브(106,352)와 클러치 판(104,350) 사이에 배열된 스프링(12,372)도 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 동력 전달 조립체는 회전 부재의 위치에 응답하여 전자기 수단(122,166,356)을 제어하도록 회전 부재의 위치를 결정하는 수단(202,204,206,207,408,410,412,414,508,510,512,514)도 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전자기 수단(122,166,356)은 회전 부재(68,336)를 제1위치나 제2위치로 축방향 이동시키는 이동 수단을 작동시키도록 통전되고, 상기 회전 부재의 위치를 결정하는 수단(202,204,206,207,408,410,412,414,508,510,512,514)의 회전 부재(68,336)가 제1위치나 제2위치로 축방향 이동한 후에 전자기 수단(122,166,356)을 통전 해제하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 조립체.
  6. 동력 구동축(26)을 휠과 작동가능하게 결합하고 분리하는 로킹 허브 조립체(18)에 있어서, 상기 휠(14)과 연통하는 제1회전 조립체(16,40,42)와, 축방향으로 이동 가능한 회전 부재(68)를 포함하고 상기 동력 구동축(26)과 연통하는 제2회전 조립체(66,68)와, 상기 제1회전 조립체(16,40,42)가 제2회전 조립체(66,68)와 작동가능하게 결합되는 제1위치와 상기 제1회전 조립체(16,40,42)가 제2회전 조립체로부터 분리되는 제2위치 사이에서 상기 회전 부재를 축방향으로 이동시키는 수단(96,98,100,102) 및, 상기 이동 수단을 작동시키도록 축 주위에서 회전하지 못하게 고정되는 제2회전 조립체(66,68)의 후방에 있는 비회전식 전자기 수단(122,166)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로킹 허브 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1회전 조립체는 그 내부 원주위에 회전자의 전방 단부로부터 후방으로 세로로 연장하는 복수개의 이격된 스플라인(44)(44)과 상기 스플라인(44) 전방의 내부 원주위 유지 홈(46)을 갖는 관형 회전자 및, 전방 내측 원주위에 이격된 방사상 내부 방향으로 향하는 치형부(52)와 외측 원주위에 이격된 방사상 외부 방향으로 향상하는 스플라인(44)(54) 및 유지 홈(50)을 갖는 관형으로 형성되고 상기 회전자 내부에 동심으로 위치하는 외측 클러치 하우징(40)을 포함하며, 상기 외측 클러치 하우징 스플라인(44)(54)은 회전자 스플라인(44)(44)과 결합되고 상기 회전자 유지 홈(46) 및 외측 클러치 하우징 유지 홈(50)은 외측 클러치 하우징에 대한 회전자의 축방향 위치를 협력하여 유지하는 유지 링을 수용할 수 있도록 상호 대향 관계로 되어 있으며, 상기 제2회전 조립체(66,68)는 외부 원주위에 이격된 스플라인(44)(70) 및 축 스플라인(44)(30)과 결합하는 내부 원주위에 이격된 스플라인(44)(72)을 갖는 관형 부재이고 축 유지 링(34) 전방의 동력 구동축(26)의 일부분을 에워싸는 허브 슬리브(66) 및, 외부 원주위에 이격되고 외부로 연장하는 치형부(92)를 구비한 반경방향으로 연장하는 림(90) 및 관형부재와, 두쌍의 대향하는 치형부와 상기 관형 부재를 따라 그리고 내측 원주위에 이격되어 종방향으로 연장하고 상기 허브 슬리브의 스플라인(44)(72)과 결합하는 스플라인(44)(94) 사이에 종방향으로 연장하는 두개 이상의 대향 평평면(154)과 외부 원주위에 방사상 이격 연장되는 치형부(92)를 갖는 축방향으로 이동가능한 회전 부재(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로킹 허브 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동 수단(96,98,100,102)은, 낮은 엣지부 및 높은 엣지부를 형성하도록 하나 이상의 V형 절결부(136)를 갖는 외부 림(134)을 구비한 제2회전 조립체(66,68) 주위를 회전가능한 캠 조립체(96)와, 상기 제1위치와 제2위치 사이에서 회전 부재(68)를 신축적으로 편향시키는 결합 스프링(98)과 복귀 스프링(101) 및, 상기 캠 조립체(96)의 외부 림(134)에 반응하고 동력 구동축(26)과 함께 회전하는 축방향 이동가능한 캠 종동자(102)를 포함하며, 상기 전자기 수단(122,166)은 결합 스프링(98)이 회전 부재(68)를 제1위치로 축방향 이동시킬 수 있게 상기 캠 종동자(102)가 복귀 스프링(101)을 압축하는 높은 엣지부와, 상기 회전 부재(68)를 제2위치로 축방향으로 이동시키는 복귀 스프링(101)을 상기 캠 종동자(102)로 해제하여 상기 결합 스프링(98)을 압축하는 낮은 엣지부 사이에서 캠 종동자(102)가 회전할 때, 상기 캠 종동자(102)가 축방향으로 이동하게 회전에 대해 캠 조립체(96)를 로킹함으로써 이동 수단(96,98,100,102)을 작동시키는 것을 특징으로 하는 로킹 허브 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 캠 조립체(96)는 전자기 수단(122,166)과 병렬 배열되는 클러치 판(104)과, 상기 높은 엣지부와 낮은 엣지부를 형성하는 두개의 V형 절결부(136)를 구비한 외부 림(134)을 구비한 캠 램프(107)를 포함하고, 캠 종동자(102)는 캠 종동자가 전방 축방향으로 이동할 때 복귀 스프링(101)을 압축하는 반작용면(162)을 제공하고 회전 부재위로 연장하는 두개의 포크형 부재(152)를 포함하며, 록킹 허브 조립체는 전자기 수단에 대향해 클러치 판을 편의하는 반작용 허브(106)와 클러치 판(104) 사이에 배치된 스프링(120)도 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 로킹 허브 조립체는, 제2회전 조립체(66,68)와 연통하여 상기 제2회전 조립체(66,68)의 각도 변환을 표시하는 수단을 포함하고, 전자기 수단(122,166)에 대한 제2회전 조립체(66,68)의 상대 각도 변환을 검출함으로써 회전 부재(68)의 위치를 결정하는 수단(202,204,206,207)과, 상기 제2회전 조립체(66,68)와 전자기 수단 사이의 상대 각도 변환을 검출하도록 상기 표시 수단에 응답하는 전자기 수단(122,166)과 연통하는 하나 이상의 센서(202,206) 및, 상기 축방향으로 이동가능한 회전 부재의 위치를 결정하도록 제2회전 조립체와 전자기 수단 사이의 상대 각도 변환을 측정하는 센서와 연통하는 신호 프로센서(189)도 포함하며, 상기 전자기 수단(122,166)은 환형 형상을 갖는 캡슐화된 내측 와이어 와인딩으로 구성된 자기 코일 및, 자기 코일, 하나 이상의 센서 및 신호 프로세서와 연통하는 복수의 절연 링(190)에 의해 분리된 복수의 도체링(194,196)을 포함하고, 상기 코일의 후방에 인접 위치하는 디스크 형상의 동력 와셔(166)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로킹 허브 조립체.
  11. 하우징(314)내에 장착되는 제1구동부재(318) 및 제2구동부재(328)와, 상기 구동부재가 하우징 내에서 일치하여 회전하도록 제1구동부재 및 제2구동부재를 함께 로킹하는 로크(312)를 갖는 동력 전달 조립체에 있어서, 상기 제1구동부재와 연통하는 제1회전 조립체와, 축방향으로 이동가능한 회전 부재(336)를 포함하고 상기 제2구동부재(328)와 연통하는 제2회전 조립체(334,336)와, 상기 제1회전 조립체가 제2회전 조립체와 작동가능하게 결합하는 제1위치와 상기 제1회전 조립체가 제2회전 조립체로부터 분리하는 제2위치 사이에서 상기 회전 부재를 축방향으로 이동시키는 수단(342,344,348,400)과, 상기 이동 수단을 작동시키도록 상기 제1구동부재 및 제2구동부재에 대해 회전하지 못하게 상기 고정 지지대에 부착되는 비회전식 전자기 수단(356) 및, 회전 부재의 위치에 응답하여 상기 전자기 수단을 제어하도록 회전 부재의 위치를 결정하는 수단(408,410,412,414,508,510,512,514)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동장치 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 이동 수단은, 낮은 엣지부와 높은 엣지부를 형성하는 하나 이상의 V형 절결부(380)를 구비한 외부 림(378)을 포함하는 제2회전 조립체 주위를 회전하는 캠 조립체(342)와, 상기 회전 부재(336)를 제2위치쪽으로 신축적으로 편향시키는 복귀 스프링(400) 및, 캠 조립체의 외측 림에 응답하고 상기 제2회전 조립체와 함께 회전하는 축방향 이동가능한 캠 종동자(348)를 포함하며, 상기 전자기 수단(356)은 상기 캠 종동자가 상기 높은 엣지부와 낮은 엣지부 사이에서 회전하고 상기 제1위치로 회전 부재의 축운동을 가능하게 하는 복귀 스프링(400)을 압축할 때, 상기 캠 종동자(348)가 축방향으로 이동하도록 회전에 대해 캠 조립체(342)를 로킹함으로써 상기 이동 수단을 작동되는 것을 특징으로 하는 차동장치 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 이동 수단은 회전 부재(336)를 제1위치로 축방향 이동시키는 결합 스프링(344)도 포함하며, 상기 캠 조립체(342)는 전자기 수단(356)과 병렬 배열되는 클러치 판(350)과 상기 높은 엣지부 및 낮은 엣지부를 형성하는 두개의 V형 절결부(380)를 구비한 외부 림(378)을 구비한 캠 램프(354)를 포함하며, 상기 캠 종동자(348)는 캠 종동자가 전방 축방향으로 이동할 때 복귀 스프링(400)을 압축하는 반작용면(383)을 제공하고 상기 회전 부재(336) 위로 연장하는 두개의 포크형 부재(392)를 포함하며, 상기 동력 전달 조립체는 전자기 수단(356)에 대항해 클러치 판(350)을 편향시키는 반작용 허브(352)와 클러치 판(350) 사이에 배열된 스프링(372)도 포함하는 것을 특징으로 하는 차동장치 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 회전 부재의 위치를 결정하는 수단은 캠 조립체(342)에 대한 캠 종도체(348)의 상대 각도 변환을 검출하며, 상기 전자기 수단(356)은 회전 부재(336)를 제1위치나 제2위치로 축방향 이동시키는 회전 수단(342,344,348,400)을 작동시키도록 통전되고, 상기 회전 부재(336)의 위치를 결정하는 수단은 회전 부재가 제1위치나 제2위치로 축방향 이동한 후에 전자기 수단(356)을 통전 해제하는 것을 특징으로 하는 차동장치 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1회전 조립체(316)는 내부 치형부(332)를 갖는 관형의 외부 클러치 하우징(330)을 포함하며, 상기 제2회전 조립체(334,336)의 축방향 회전가능한 회전 부재(336)는 회전 부재가 제1위치에 있을 때, 제1회전 조립체의 내부 치형부와 결합하는 외부 치형부(340)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동장치 조립체.
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