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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- shifting
- sleeve
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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
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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
- 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 |
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| 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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4561520A (en) * | 1983-11-03 | 1985-12-31 | Borg-Warner Corporation | Magnetically synchronized clutch apparatus |
| 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 |
-
1990
- 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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