JPH05180338A - 電磁式変速装置 - Google Patents
電磁式変速装置Info
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- JPH05180338A JPH05180338A JP3360816A JP36081691A JPH05180338A JP H05180338 A JPH05180338 A JP H05180338A JP 3360816 A JP3360816 A JP 3360816A JP 36081691 A JP36081691 A JP 36081691A JP H05180338 A JPH05180338 A JP H05180338A
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- JP
- Japan
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- shifting sleeve
- shifting
- sleeve
- electromagnet
- hole
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
- B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
- F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
- F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
- F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- 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
- F16H2063/305—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using electromagnetic solenoids
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の機械的シフト・リンク機構に依存しな
いで、2つの歯車位置の間でトランスファ・ケースのよ
うな歯車箱(gearbox)をシフトすることのでき
る完全にフォークなしのシフト装置を提供することにあ
る。 【構成】 シフティング・スリーブ70に、これと一緒
に回転運動及び軸線方向運動をするように電機子88を
固定する。シフティング・スリーブの第1の端部72を
出力軸24にスプラインばめし、シフティング・スリー
ブの反対側の端部76を、入力軸18の一端部に位置さ
せた内歯スプライン付き軸穴58又は入力軸の端部から
軸線方向に間隔を置いた、遊星歯車支持部材64の内歯
スプライン付き穴66に対し選択的に係合可能にする。
シフティング・スリーブと入力軸との間にばね82を設
ける。電機子を動作させる電磁石80を設ける。ばねの
付勢力は、電磁作動の故障時にシフティング・スリーブ
を安全歯車位置に動かすように作用する。
いで、2つの歯車位置の間でトランスファ・ケースのよ
うな歯車箱(gearbox)をシフトすることのでき
る完全にフォークなしのシフト装置を提供することにあ
る。 【構成】 シフティング・スリーブ70に、これと一緒
に回転運動及び軸線方向運動をするように電機子88を
固定する。シフティング・スリーブの第1の端部72を
出力軸24にスプラインばめし、シフティング・スリー
ブの反対側の端部76を、入力軸18の一端部に位置さ
せた内歯スプライン付き軸穴58又は入力軸の端部から
軸線方向に間隔を置いた、遊星歯車支持部材64の内歯
スプライン付き穴66に対し選択的に係合可能にする。
シフティング・スリーブと入力軸との間にばね82を設
ける。電機子を動作させる電磁石80を設ける。ばねの
付勢力は、電磁作動の故障時にシフティング・スリーブ
を安全歯車位置に動かすように作用する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に4輪駆動車のト
ランスファ・ケース(transfer case)速
度を変える機構に関する。ことに本発明は、シフト・フ
ォークによる機械的作動を必要としないで高低の各速度
範囲位置間のシフタ・スリーブ(shifter sl
eeve)の軸線方向並進運動装置に関する。
ランスファ・ケース(transfer case)速
度を変える機構に関する。ことに本発明は、シフト・フ
ォークによる機械的作動を必要としないで高低の各速度
範囲位置間のシフタ・スリーブ(shifter sl
eeve)の軸線方向並進運動装置に関する。
【0002】
【発明の背景】本発明のトランスファ・ケースは、道路
外の表面と共に荒れた状態の路面上で操縦性を高めるた
めに車両を2輪駆動モードから4輪駆動モードに変える
ようにする機構を設けてある。さらに、多くのトランス
ファ・ケースは、高低の各速度範囲位置の間でシフトす
る手段を設けてある。このような場合には高い範囲は汎
用の正常な使用を示す。低い範囲は、一層大きい動力を
必要とするか、又は車両を一層遅い速度で作動しようと
するか、或はこれ等の両方の作用に対して選定する。
外の表面と共に荒れた状態の路面上で操縦性を高めるた
めに車両を2輪駆動モードから4輪駆動モードに変える
ようにする機構を設けてある。さらに、多くのトランス
ファ・ケースは、高低の各速度範囲位置の間でシフトす
る手段を設けてある。このような場合には高い範囲は汎
用の正常な使用を示す。低い範囲は、一層大きい動力を
必要とするか、又は車両を一層遅い速度で作動しようと
するか、或はこれ等の両方の作用に対して選定する。
【0003】従来のレインジ・スピード・ギヤーズ(r
ange speed gears)は、普通のシフト
・フォークにより高低速の位置の間でシフトされた。す
なわち高低速の範囲歯車位置の間のスリーブ軸線方向普
進運動を得るようにシフタ・スリーブに取付けた機械的
シフト・フォークを持つシフタ・スリーブを使う必要が
あった。
ange speed gears)は、普通のシフト
・フォークにより高低速の位置の間でシフトされた。す
なわち高低速の範囲歯車位置の間のスリーブ軸線方向普
進運動を得るようにシフタ・スリーブに取付けた機械的
シフト・フォークを持つシフタ・スリーブを使う必要が
あった。
【0004】
【発明の概要】本発明は、従来の機械的シフト・リンク
機構に依存しないで、2つの歯車位置の間でトランスフ
ァ・ケースのような歯車箱をシフトすることのできる完
全にフォークなし(forkless)のシフト装置を
提供するものである。好適とする形状では、電磁式歯車
シフト装置は、一端部を出力軸にスプラインばめされ反
対側の端部に第1又は第2の速度範囲位置の選択的係合
のできるスプラインを持つシフティング・スリーブ(s
hifting sleeve)を使う。このシフティ
ング・スリーブのまわりには、界磁殻内に納めた電磁石
に近接して取付けた電機子を固定してある。シフティン
グ・スリーブは通常、ばねにより高速範囲位置に付勢さ
れ、電磁石の付勢時にばね付勢力に逆って低速範囲位置
に軸線方向に移動する。この電磁石の磁束は、電機子及
び界磁殻の各極環の間のギャップを含む径路を移動す
る。
機構に依存しないで、2つの歯車位置の間でトランスフ
ァ・ケースのような歯車箱をシフトすることのできる完
全にフォークなし(forkless)のシフト装置を
提供するものである。好適とする形状では、電磁式歯車
シフト装置は、一端部を出力軸にスプラインばめされ反
対側の端部に第1又は第2の速度範囲位置の選択的係合
のできるスプラインを持つシフティング・スリーブ(s
hifting sleeve)を使う。このシフティ
ング・スリーブのまわりには、界磁殻内に納めた電磁石
に近接して取付けた電機子を固定してある。シフティン
グ・スリーブは通常、ばねにより高速範囲位置に付勢さ
れ、電磁石の付勢時にばね付勢力に逆って低速範囲位置
に軸線方向に移動する。この電磁石の磁束は、電機子及
び界磁殻の各極環の間のギャップを含む径路を移動す
る。
【0005】好適とする実施例ではシフティング・スリ
ーブは小さい方の直径部分と大きい方の大直径部分とを
形成してある。これ等の2つの部分はその間に半径方向
内向きに形成した湾曲頸部を備えている。このシフティ
ング・スリーブの大直径部分は、円すい形の支持部材に
より回転入力軸の端部内で案内される。支持部材はスリ
ーブ大直径部分を入力軸の端部内に対称に支えるように
した頂部を形成するが、この支持部材の円形底部は、シ
フティング・スリーブの頸部に係合し、シフティング・
スリーブの軸線方向移動に対し制限部を形成するように
してある。又好適とする形状では電機子は、その内部の
極環がシフティング・スリーブの頸部に当たるようにし
て、シフティング・スリーブにプレスばめされている。
ーブは小さい方の直径部分と大きい方の大直径部分とを
形成してある。これ等の2つの部分はその間に半径方向
内向きに形成した湾曲頸部を備えている。このシフティ
ング・スリーブの大直径部分は、円すい形の支持部材に
より回転入力軸の端部内で案内される。支持部材はスリ
ーブ大直径部分を入力軸の端部内に対称に支えるように
した頂部を形成するが、この支持部材の円形底部は、シ
フティング・スリーブの頸部に係合し、シフティング・
スリーブの軸線方向移動に対し制限部を形成するように
してある。又好適とする形状では電機子は、その内部の
極環がシフティング・スリーブの頸部に当たるようにし
て、シフティング・スリーブにプレスばめされている。
【0006】
【実施例】図1には動力伝達系統(driveline
system)10を4輪駆動車に使う形で示してあ
る。この動力伝達系統は複数個の前車輪12及び後車輪
14を利用する。トランスファ・ケース20は自動式又
は手動式の変速機16の後端部に固定してある。変速機
16は一次車両歯車箱として機能する。
system)10を4輪駆動車に使う形で示してあ
る。この動力伝達系統は複数個の前車輪12及び後車輪
14を利用する。トランスファ・ケース20は自動式又
は手動式の変速機16の後端部に固定してある。変速機
16は一次車両歯車箱として機能する。
【0007】又図2に示すように軸線a−aを持つ変速
機の入力軸18は、トランスファ・ケース20のハウジ
ング22の第1の端部壁23内の軸受21に支えられた
端部19を備えている。トランスファ・ケース20は動
力伝達系統10の補助又は二次の歯車箱として機能す
る。ハウジング22の後方外向きに、全時間一次の出力
軸24が延びている。出力軸24は、軸線a−aを共有
し、第2の端部壁29内に配置した軸受27内に出力軸
の端部25を軸架してある。端部25は又、付加的な支
持作用を生ずるように内部壁129内に位置させた第2
組の軸受127内に支えられている。後部差動装置30
は、1組のカルダン継手28及び後部出力軸26を介し
て一次出力軸24に結合してある。後部差動装置30に
は、後車輪14に駆動作用を伴って係合する後車軸32
を結合してある。
機の入力軸18は、トランスファ・ケース20のハウジ
ング22の第1の端部壁23内の軸受21に支えられた
端部19を備えている。トランスファ・ケース20は動
力伝達系統10の補助又は二次の歯車箱として機能す
る。ハウジング22の後方外向きに、全時間一次の出力
軸24が延びている。出力軸24は、軸線a−aを共有
し、第2の端部壁29内に配置した軸受27内に出力軸
の端部25を軸架してある。端部25は又、付加的な支
持作用を生ずるように内部壁129内に位置させた第2
組の軸受127内に支えられている。後部差動装置30
は、1組のカルダン継手28及び後部出力軸26を介し
て一次出力軸24に結合してある。後部差動装置30に
は、後車輪14に駆動作用を伴って係合する後車軸32
を結合してある。
【0008】トランスファ・ケース20の補助動力部分
34は、入力軸18及び出力軸24の軸線a−aに平行
な軸線b−bに沿って位置させた補助出力軸42を含ん
でいる。スプロケット39は、出力軸24の軸架端部2
5のまわりに回転可能に配置するように1組の軸受41
に取付けてある。スプロケット39は、駆動チェーン4
0を介し補助出力軸42に結合してある。補助軸42
は、前部出力軸44及び1組のカルダン継手46を介し
て前部差動装置48に結合してある。前部差動装置48
は、前車輪12を選択的に係合できるハブ鎖錠部材52
を介して積極的に駆動するように前車軸50に駆動作用
を伴って係合する。
34は、入力軸18及び出力軸24の軸線a−aに平行
な軸線b−bに沿って位置させた補助出力軸42を含ん
でいる。スプロケット39は、出力軸24の軸架端部2
5のまわりに回転可能に配置するように1組の軸受41
に取付けてある。スプロケット39は、駆動チェーン4
0を介し補助出力軸42に結合してある。補助軸42
は、前部出力軸44及び1組のカルダン継手46を介し
て前部差動装置48に結合してある。前部差動装置48
は、前車輪12を選択的に係合できるハブ鎖錠部材52
を介して積極的に駆動するように前車軸50に駆動作用
を伴って係合する。
【0009】なおとくに図2に示すようにトランスファ
・ケース20のハウジング22は、内歯輪歯車56を固
定した内壁54を形成する。内歯輪歯車56内には、内
歯輪歯車56にかみあうようにした1組の遊星歯車62
を備えた遊星歯車減速装置57を回転可能に取付けてあ
る。
・ケース20のハウジング22は、内歯輪歯車56を固
定した内壁54を形成する。内歯輪歯車56内には、内
歯輪歯車56にかみあうようにした1組の遊星歯車62
を備えた遊星歯車減速装置57を回転可能に取付けてあ
る。
【0010】当業者には明らかなように、変速機の入力
軸18の端部19は、内歯スプライン付き軸穴58と共
に内歯スプライン付き軸穴58のまわりに同心に位置さ
せた外歯歯車60を備えている。遊星歯車62は、又太
陽歯車60にかみあい、入力軸18の端部19を遊星歯
車62内にそして最終的に内歯輪歯車56内で回転可能
に案内される。
軸18の端部19は、内歯スプライン付き軸穴58と共
に内歯スプライン付き軸穴58のまわりに同心に位置さ
せた外歯歯車60を備えている。遊星歯車62は、又太
陽歯車60にかみあい、入力軸18の端部19を遊星歯
車62内にそして最終的に内歯輪歯車56内で回転可能
に案内される。
【0011】遊星歯車62は普通の遊星歯車支持部材6
4により支えてある。遊星歯車支持部材64は、内歯ス
プライン付き軸穴58から軸線方向に片寄っているがこ
の穴に直径が等しい遊星歯車支持部材64の内歯スプラ
イン付き穴66を持ち、シフティング・スリーブ70の
1組の外歯スプライン74に選択的に係合できるように
してある。シフティング・スリーブ70は、軸架した軸
端部25の組合う内歯スプライン124にはまる1組の
外歯スプラインを形成する第1の端部72を持つ。シフ
ティング・スリーブ70の反対側の端部76は、高速範
囲歯車運転用の内歯スプライン付き軸穴58に又は低速
範囲運転用の内歯スプライン付き穴66に選択的にかみ
あうようにした外歯スプライン74を持つ。電磁装置8
0は、端部25の穴122内で半径方向のばね受け座7
8に当てがったばね82の付勢作用に逆って一方の速度
位置から他方の速度位置にシフティング・スリーブ70
をシフトするように歯車シフティング・アクチュエータ
(gear shifting actuator)と
して機能する。ばねの作動付勢端部は、シフティング・
スリーブ70のスプライン付きの端部72に係合する。
ばね82は、軸線a−aの上側では全伸長した作動状態
で示してある。軸線a−aの下側ではばねは通電された
電磁装置80の力により圧縮した状態で示してある。
4により支えてある。遊星歯車支持部材64は、内歯ス
プライン付き軸穴58から軸線方向に片寄っているがこ
の穴に直径が等しい遊星歯車支持部材64の内歯スプラ
イン付き穴66を持ち、シフティング・スリーブ70の
1組の外歯スプライン74に選択的に係合できるように
してある。シフティング・スリーブ70は、軸架した軸
端部25の組合う内歯スプライン124にはまる1組の
外歯スプラインを形成する第1の端部72を持つ。シフ
ティング・スリーブ70の反対側の端部76は、高速範
囲歯車運転用の内歯スプライン付き軸穴58に又は低速
範囲運転用の内歯スプライン付き穴66に選択的にかみ
あうようにした外歯スプライン74を持つ。電磁装置8
0は、端部25の穴122内で半径方向のばね受け座7
8に当てがったばね82の付勢作用に逆って一方の速度
位置から他方の速度位置にシフティング・スリーブ70
をシフトするように歯車シフティング・アクチュエータ
(gear shifting actuator)と
して機能する。ばねの作動付勢端部は、シフティング・
スリーブ70のスプライン付きの端部72に係合する。
ばね82は、軸線a−aの上側では全伸長した作動状態
で示してある。軸線a−aの下側ではばねは通電された
電磁装置80の力により圧縮した状態で示してある。
【0012】電磁装置80は、シフティング・スリーブ
70の小さい方の直径部分67を囲む回転環状体形の電
磁石84を備えている。シフティング・スリーブの第1
の端部72を含むシフティング・スリーブの小さい方の
直径部分67は、軸線a−aに沿い対称に電磁石84内
で穴86を貫いて延びている。外歯スプライン74を含
むシフティング・スリーブの大きい方の大直径部分68
は、シフティング・スリーブ70の反対側のすなわち第
2の端部76を形成する。半径方向内方に湾曲した頸部
69は、シフティング・スリーブ70の各部分67,6
8を互いに接合する。
70の小さい方の直径部分67を囲む回転環状体形の電
磁石84を備えている。シフティング・スリーブの第1
の端部72を含むシフティング・スリーブの小さい方の
直径部分67は、軸線a−aに沿い対称に電磁石84内
で穴86を貫いて延びている。外歯スプライン74を含
むシフティング・スリーブの大きい方の大直径部分68
は、シフティング・スリーブ70の反対側のすなわち第
2の端部76を形成する。半径方向内方に湾曲した頸部
69は、シフティング・スリーブ70の各部分67,6
8を互いに接合する。
【0013】磁束反作用性の電機子(armatur
e)88は、図示の実施例ではシフティング・スリーブ
の小直径部分67にプレスばめされ、シフティング・ス
リーブの頸部69に固定してある。電機子88は、軸線
方向に延びる内部の極環90と、これに同心に位置し軸
線方向に延びる外部の極環92とを備えている。極環9
2は、半径方向の支持環94に一体に固定され、電磁石
84のまわりに約180°の移動をする磁束径路を形成
する。この磁束径路の残りの部分は、電機子に面する単
一の露出平面85を除いて電磁石84の全体を囲む界磁
殻110に支えてある。界磁殻110は、内端部壁12
9にボルト113により固定した半径方向に延びる殻支
持部材111により互いに接合した対応する内部の極環
112及び外部の極環114を含む。
e)88は、図示の実施例ではシフティング・スリーブ
の小直径部分67にプレスばめされ、シフティング・ス
リーブの頸部69に固定してある。電機子88は、軸線
方向に延びる内部の極環90と、これに同心に位置し軸
線方向に延びる外部の極環92とを備えている。極環9
2は、半径方向の支持環94に一体に固定され、電磁石
84のまわりに約180°の移動をする磁束径路を形成
する。この磁束径路の残りの部分は、電機子に面する単
一の露出平面85を除いて電磁石84の全体を囲む界磁
殻110に支えてある。界磁殻110は、内端部壁12
9にボルト113により固定した半径方向に延びる殻支
持部材111により互いに接合した対応する内部の極環
112及び外部の極環114を含む。
【0014】本発明では又、電機子88に対する電磁牽
引力を最高にするために角度的に傾斜したエアギャップ
120が得られるように、対応する各極環の互いに組合
う円すい台形表面を使用する。これ等の円すい台形表面
は、対応する内部の極環90,112又は対応する外部
の極環92,114或はこれ等の両方にある。本実施例
では各円すい台形表面は、界磁殻の外部の極環114の
面116と電機子の外部の極環92の面118とにあ
る。前記したようにシフティング・スリーブ70は、電
機子が消勢時にはつねに最も左側すなわち高速歯車位置
にある。この位置ではエアギャップ120は、円すい台
面116,118間で最大である。電磁石84に通電す
ると、電機子及び界磁殻間に生ずる磁束径路により、電
機子が電磁石に引付けられる。円すい台形幾何学的形状
により、一層広いエアギャップにわたって一層有効な
(従ってエネルギーが一層少なくて済む)作用を半径方
向と共に、軸線方向の磁束力成分に与える。この現象は
当業者には明らかであるから詳しい説明は省くことにす
る。
引力を最高にするために角度的に傾斜したエアギャップ
120が得られるように、対応する各極環の互いに組合
う円すい台形表面を使用する。これ等の円すい台形表面
は、対応する内部の極環90,112又は対応する外部
の極環92,114或はこれ等の両方にある。本実施例
では各円すい台形表面は、界磁殻の外部の極環114の
面116と電機子の外部の極環92の面118とにあ
る。前記したようにシフティング・スリーブ70は、電
機子が消勢時にはつねに最も左側すなわち高速歯車位置
にある。この位置ではエアギャップ120は、円すい台
面116,118間で最大である。電磁石84に通電す
ると、電機子及び界磁殻間に生ずる磁束径路により、電
機子が電磁石に引付けられる。円すい台形幾何学的形状
により、一層広いエアギャップにわたって一層有効な
(従ってエネルギーが一層少なくて済む)作用を半径方
向と共に、軸線方向の磁束力成分に与える。この現象は
当業者には明らかであるから詳しい説明は省くことにす
る。
【0015】本発明の他の特長は、シフティング・スリ
ーブ70の第2の端部76の案内法に係わる。このため
に変速機の入力軸18の端部19内に内歯スプライン付
き軸穴58と同心に円すい形の支持部材96を位置させ
てある。支持部材96の最も細い端部100により形成
した頂部は、とくにスプライン74が各シフトの間にあ
る時限、従って内歯スプライン付き軸穴58又は、内歯
スプライン付き穴66からはずれた時限に対しシフティ
ング・スリーブ70の大直径部分68を端部19内に確
実に受入れるのに有効である。支持部材96は、あまり
潤滑を必要としないナイロン入りプラスチック又はテフ
ロンのようなプラスチック部材で作るのがよい。プラス
チック部材96の円形底部102は、各シフトの間でシ
フティング・スリーブ70を確実に案内するようにシフ
ティング・スリーブ70の大直径部分68の円筒内部7
1につねに接触する円筒形の外面99を形成するのは明
らかである。又円形の底部102の下側103がシフテ
ィング・スリーブ70の頸部69に接触することによ
り、シフティング・スリーブ70の左方への運動を制限
するのに有効なのは明らかである。これに反して端部2
5の穴122内に位置する半径方向の戻り止め104
は、シフティング・スリーブ70の右方への運動を制限
するのに有効である。このためにシフティング・スリー
ブ70の第1の端部72の運動は、スプライン72に組
合う内歯スプライン124の末端に形成した戻り止め1
04により阻止される。
ーブ70の第2の端部76の案内法に係わる。このため
に変速機の入力軸18の端部19内に内歯スプライン付
き軸穴58と同心に円すい形の支持部材96を位置させ
てある。支持部材96の最も細い端部100により形成
した頂部は、とくにスプライン74が各シフトの間にあ
る時限、従って内歯スプライン付き軸穴58又は、内歯
スプライン付き穴66からはずれた時限に対しシフティ
ング・スリーブ70の大直径部分68を端部19内に確
実に受入れるのに有効である。支持部材96は、あまり
潤滑を必要としないナイロン入りプラスチック又はテフ
ロンのようなプラスチック部材で作るのがよい。プラス
チック部材96の円形底部102は、各シフトの間でシ
フティング・スリーブ70を確実に案内するようにシフ
ティング・スリーブ70の大直径部分68の円筒内部7
1につねに接触する円筒形の外面99を形成するのは明
らかである。又円形の底部102の下側103がシフテ
ィング・スリーブ70の頸部69に接触することによ
り、シフティング・スリーブ70の左方への運動を制限
するのに有効なのは明らかである。これに反して端部2
5の穴122内に位置する半径方向の戻り止め104
は、シフティング・スリーブ70の右方への運動を制限
するのに有効である。このためにシフティング・スリー
ブ70の第1の端部72の運動は、スプライン72に組
合う内歯スプライン124の末端に形成した戻り止め1
04により阻止される。
【0016】本発明の好適とする実施例では、高速範囲
位置における約100/1000inの表面対表面最大
間隔と低速範囲位置における200ないし40×1/1
000inの最小間隔とを持つエアギャップ120を使
用するようにしている。電磁石は、12Vの蓄電池(図
示してない)により約22Aで電機子88に対し401
bの引張力を生ずることができるような寸法にしてあ
る。電磁石に向かう電機子の移動の初めに最大のアンペ
ア数が生ずるのがよいが、次いで電子装置により一層低
い値たとえば6Aに低下し、電機子を低速範囲シフトモ
ード内に保持する。低下した作動アンペア数の使用によ
り、長い低速範囲運転中に電磁装置の作動温度を最低に
する。一般に電機子が磁石に近接する位置に動くと、電
機子をその場に保持するようにエアギャップを横切って
十分な磁束を保つのに極めて低いアンペア数で済む。マ
イクロプロセッサを含む種種の電子回路は電磁石を通る
アンペア数の準位の制御を利用する。
位置における約100/1000inの表面対表面最大
間隔と低速範囲位置における200ないし40×1/1
000inの最小間隔とを持つエアギャップ120を使
用するようにしている。電磁石は、12Vの蓄電池(図
示してない)により約22Aで電機子88に対し401
bの引張力を生ずることができるような寸法にしてあ
る。電磁石に向かう電機子の移動の初めに最大のアンペ
ア数が生ずるのがよいが、次いで電子装置により一層低
い値たとえば6Aに低下し、電機子を低速範囲シフトモ
ード内に保持する。低下した作動アンペア数の使用によ
り、長い低速範囲運転中に電磁装置の作動温度を最低に
する。一般に電機子が磁石に近接する位置に動くと、電
機子をその場に保持するようにエアギャップを横切って
十分な磁束を保つのに極めて低いアンペア数で済む。マ
イクロプロセッサを含む種種の電子回路は電磁石を通る
アンペア数の準位の制御を利用する。
【0017】最後に電機子及びシフティング・スリーブ
が互いに固定され1単位として作動する程度に、当業者
には明らかなように電磁石の通電時に生ずる電機子運動
はつねにばね82の付勢作用に対抗する。電源故障の場
合に前記した実施例は高速範囲速度歯車位置にならない
ようにしてある。すなわち電磁石装置80の故障時に、
ばね82はシフティング・スリーブ70を高速範囲位置
に有効に移動させる。
が互いに固定され1単位として作動する程度に、当業者
には明らかなように電磁石の通電時に生ずる電機子運動
はつねにばね82の付勢作用に対抗する。電源故障の場
合に前記した実施例は高速範囲速度歯車位置にならない
ようにしてある。すなわち電磁石装置80の故障時に、
ばね82はシフティング・スリーブ70を高速範囲位置
に有効に移動させる。
【0018】以上好適な実施例について詳述したが、な
お本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行
うことができる。
お本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明電磁式変速装置を備えたトランスファ・
ケースを設けた、4輪駆動車の動力伝達系統の平面図で
ある。
ケースを設けた、4輪駆動車の動力伝達系統の平面図で
ある。
【図2】図1の電磁式変速装置を、軸線a−aの下側の
部分では通電した状態で示し(低速範囲位置で示す)、
同じ軸線の上側の部分では通電を止めた状態で示す(高
速範囲位置で示す)図1のトランスファ・ケースの縦断
面図である。
部分では通電した状態で示し(低速範囲位置で示す)、
同じ軸線の上側の部分では通電を止めた状態で示す(高
速範囲位置で示す)図1のトランスファ・ケースの縦断
面図である。
18 入力軸 19 端部 20 トランスファ・ケース 22 ハウジング 24 出力軸 25 端部 29 第2の端部壁 54 内壁 56 内歯輪歯車 58 内歯スプライン付き軸穴 60 外歯太陽歯車 62 遊星歯車 64 遊星歯車キャリア 66 内歯スプライン付き穴 70 シフティング・スリーブ 72 第1の端部 74 外歯スプライン 76 反対側の端部(第2の端部) 80 電磁装置
Claims (10)
- 【請求項1】 (イ)軸線を定める内歯輪歯車を固定し
た内壁を持つハウジングと、(ロ)前記軸線のまわりに
同心に配置した外歯太陽歯車及び内歯スプライン付き軸
穴を形成すると共に、前記内歯輪歯車内で回転するよう
に前記ハウジング内に支えられた端部を持つ回転動力入
力軸と、(ハ)前記外歯太陽歯車及び内歯輪歯車にかみ
あう1組の遊星歯車と、(ニ)前記内歯スプライン付き
軸穴から軸線方向に間隔を置いた内歯スプライン付き穴
を形成すると共に、前記軸線のまわりに運動するよう
に、前記1組の遊星歯車を支える遊星歯車支持部材と、
(ホ)前記軸線を共用するが、前記回転動力入力軸の前
記端部から軸線方向に間隔を置いて端部と端部とを向か
い合わせた関係にすると共に、前記ハウジングの第2の
端部壁内に支えられた端部を持つ回転出力軸と、(ヘ)
前記回転出力軸にスプラインばめした第1の端部と、そ
の反対側端部の外歯スプラインとを持ち、前記回転出力
軸の速度を変えるシフティング・スリーブとを備え、前
記回転動力入力軸の内歯スプライン付き軸穴又は前記遊
星歯車支持部材の内歯スプライン付き穴に対する前記外
歯スプラインの選択的係合のために、前記外歯スプライ
ンが、前記シフティング・スリーブを軸線方向に並進運
動させるのに適するようにした変速装置において、前記
シフティング・スリーブを1つの変速位置から第2の変
速位置にシフトする電磁装置を設けたことを特徴とす
る、電磁式変速装置。 - 【請求項2】 前記回転出力軸に半径方向表面を設け、
この半径方向表面と、前記シフティング・スリーブの前
記第1の端部との間に配置され、このシフティング・ス
リーブを前記第2の変速位置から前記第1の変速位置に
戻る向きにシフトするばねをさらに備えた、請求項1の
電磁式変速装置。 - 【請求項3】 前記ハウジングに固定され、前記シフテ
ィング・スリーブを通すように軸線方向に整合した穴を
形成した電磁石をさらに備え、半径方向に延びる支持環
に固定され、この支持環により支えられた軸線方向に延
び、半径方向に互いに間隔を置いた内外の極環を形成す
る電機子を備え、この電機子を前記電磁石のまわりに前
記シフティング・スリーブと一緒に回転するようにこの
シフティング・スリーブに固定することにより、前記電
磁石に選択的に通電するときは、前記電機子環を前記ば
ねの付勢作用に逆って前記電磁石に向かい軸線方向に引
張り、次いで前記電磁石の通電を止めるときは、前記ば
ねにより前記電磁石から遠ざかる向きに付勢するように
した、請求項2の電磁式変速装置。 - 【請求項4】 前記シフティング・スリーブの第1の端
部に小さい方の直径部分を設け、前記シフティング・ス
リーブの第2の端部に大きい方の大直径部分を設け、こ
のシフティング・スリーブに、前記大小の直径部分の間
の半径方向内方に湾曲した頸部を形成し、前記シフティ
ング・スリーブの大直径部分を前記回転動力入力軸の前
記端部内で案内する手段をさらに備えた、請求項3の電
磁式変速装置。 - 【請求項5】 前記シフティング・スリーブの前記大直
径部分を案内する前記手段に、最も細い端部に頂部を形
成すると共に下端部を形成する円形底部を持つ円すい形
の支持部材を設け、前記頂部が、前記シフティング・ス
リーブ大直径部分を前記軸線に沿い前記回転動力入力軸
の前記端部内に対称に支えるのに適するようにし、前記
支持部材の底部が、前記シフティング・スリーブの前記
外歯スプラインの前記内歯スプライン付き軸穴との係合
時に、前記シフティング・スリーブの頚部に接触するの
に適するようにすることにより、前記シフティング・ス
リーブを前記ばねの力によって付勢したときに、前記底
部が、前記シフティング・スリーブの移動の軸線方向シ
フト制限部を構成した、請求項4の電磁式変速装置。 - 【請求項6】 前記回転出力軸に、前記遊星歯車支持部
材の内歯スプライン付き穴に対する前記シフティング・
スリーブの前記外歯スプラインの係合の際に、前記シフ
ティング・スリーブの第1の端部を係合させるのに適す
る半径方向に延びる戻り止めを設けることにより、前記
戻り止めが、前記電磁石の通電時に、前記シフティング
・スリーブの移動に対するシフト制限部を構成する、請
求項5の電磁式変速装置。 - 【請求項7】 前記電磁石を界磁殻内に固定的に支え、
この界磁殻に、前記電機子の前記内外の極環の間におい
て位置し、これ等の極環に対し半径方向に間隔を置いた
関係に配置した半径方向に間隔を隔てた内外の極環を形
成し、前記各内部の極環を相互に半径方向に同心に近接
させると共に、前記各外部の極環を相互に半径方向に同
心に近接させ、前記電機子の前記極環の少なくとも一方
と、前記界磁殻の対応する前記極環とに、エアギャップ
を形成する円すい台形表面を設けることにより、前記電
機子を前記ばねの付勢作用に逆って前記電磁石に向かい
軸線方向に引付ける際に、前記円すい台形表面間のエア
ギャップが、前記円すい台形表面間の半径方向と共に軸
線方向の磁束力成分に応答して漸次に小さくなるように
した、請求項6の電磁式変速装置。 - 【請求項8】 前記シフティング・スリーブの第1の端
部に外歯スプラインを設け、前記回転出力軸の前記端部
に内歯スプラインを持つ穴を形成し、前記回転出力軸の
前記半径方向表面を前記穴内に位置させることにより、
前記ばねを前記穴内で軸線方向に保持するようにした、
請求項7の電磁式変速装置。 - 【請求項9】 前記内歯スプライン付き軸穴に対する前
記シフティング・スリーブの前記外歯スプラインの係合
により高速範囲歯車位置を構成し、前記遊星歯車支持部
材の内歯スプライン付き穴に対する前記外歯スプライン
の係合により低速範囲歯車位置を構成することにより、
前記電磁装置の故障時に、前記ばねが、前記シフティン
グ・スリーブを前記高速範囲歯車位置にシフトする作用
をするようにした、請求項8の電磁式変速装置。 - 【請求項10】 前記円すい形支持部材を非金属材料に
より構成した、請求項9の電磁式変速装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US626126 | 1990-12-11 | ||
US07/626,126 US5045036A (en) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | Electromagnetic speed change apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05180338A true JPH05180338A (ja) | 1993-07-20 |
JP3220868B2 JP3220868B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=24509048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36081691A Expired - Fee Related JP3220868B2 (ja) | 1990-12-11 | 1991-12-11 | 電磁式変速装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5045036A (ja) |
JP (1) | JP3220868B2 (ja) |
DE (1) | DE4140320C2 (ja) |
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DE4136142A1 (de) * | 1991-11-02 | 1993-05-06 | Hermann Dr.-Ing. 3302 Cremlingen De Klaue | Automatisches stufenschaltgetriebe fuer kraftfahrzeuge |
DE4202737A1 (de) * | 1991-11-02 | 1993-08-12 | Klaue Hermann | Automatisches schaltgetriebe fuer kraftfahrzeuge |
US5226860A (en) * | 1991-12-31 | 1993-07-13 | Dana Corporation | Vehicle torque transfer case |
US5334116A (en) * | 1992-12-31 | 1994-08-02 | Dana Corporation | All wheel drive transfer case having two wheel overdrive |
DE19725512A1 (de) * | 1997-06-17 | 1998-12-24 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Synchronisiertes Stufengetriebe |
US5954612A (en) * | 1997-08-18 | 1999-09-21 | Dana Corporation | Multi-speed offset transfer case |
JP3292131B2 (ja) * | 1998-03-09 | 2002-06-17 | 松下電器産業株式会社 | 駆動伝達装置 |
DE19904552A1 (de) * | 1998-03-19 | 1999-09-23 | Linde Ag | Radantrieb für Flurförderzeuge |
US6209700B1 (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Tractech Inc. | Electric clutch including resilient disk biasing means |
US6588559B2 (en) | 2001-09-18 | 2003-07-08 | Borgwarner, Inc. | Two-way clutch biasing assembly |
DE10241006A1 (de) * | 2002-09-05 | 2004-03-25 | Zf Friedrichshafen Ag | Elektromagnetische Schalteinrichrung eines zweistufigen Planetengetriebes |
US6830142B2 (en) * | 2002-12-19 | 2004-12-14 | Borgwarner, Inc. | Power splitting transfer cases for changing vehicle traction drives |
US7207409B2 (en) * | 2004-03-10 | 2007-04-24 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Two speed all wheel drive system |
US20060027434A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | Capito Russell T | Positive clutch with staggered teeth height |
DE102007063694A1 (de) | 2007-09-25 | 2010-09-09 | Magna Powertrain Ag & Co Kg | Getriebeinheit |
DE102011085839A1 (de) * | 2011-11-07 | 2013-05-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Kupplungsvorrichtung mit zwei mittels einer Schiebemuffe koppelbaren Kupplungsteilen |
DE102021111875B3 (de) | 2021-05-06 | 2022-10-06 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Schaltbares Planetengetriebe, Roboter, Elektrofahrzeug sowie Verwendung eines schaltbaren Planetengetriebes |
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JPH0650682Y2 (ja) * | 1986-10-02 | 1994-12-21 | マツダ株式会社 | 遊星歯車式副変速装置 |
US4770280A (en) * | 1987-06-05 | 1988-09-13 | Chrysler Motors Corporation | Snap-action arrangement for transfer case synchronizer |
JPH01313670A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | スタータ |
US4938738A (en) * | 1989-05-22 | 1990-07-03 | General Motors Corporation | Two-speed drive arrangement |
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- 1990-12-11 US US07/626,126 patent/US5045036A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-12-06 DE DE4140320A patent/DE4140320C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-11 JP JP36081691A patent/JP3220868B2/ja not_active Expired - Fee Related
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