Secondary driven shaft control device

本発明は一次被駆動軸および二次被駆動軸を有する車両のためのクラッチに関する。 より詳しく説明すると、本発明は二次被駆動軸のオーバーライド係合を制御するための電動双方向ローラ・クラッチに関する。

全地上車両のための四輪駆動システムにおいて、オーバーランニング・クラッチは、一次軸車輪が優れた牽引を有し、一次軸車輪がスリップしたときに、二次被駆動軸に対してフリーホイールを許容する。 しかし、オーバーランニング・クラッチは下り坂操作で惰性走行する。 これは補助軸に対してもエンジン・ブレーキまたは負性駆動トルクを提供する利点がある。 再発行ＲＥ３８，０１２を伴う米国特許第５，９７１，１２３号は、オーバーランニング・クラッチを制御する二つ以上のコイルまたはアクチュエータを有することによってこの状況を処理する。

再発行ＲＥ３８，０１２を伴う米国特許第５，９７１，１２３号

本発明は、一次軸でホイール・スリップ中二次軸と係合し、かつ、二次軸と係合してエンジン・ブレーキを導くようにオーバーランニング・クラッチを制御可能な単一アクチュエータを含むオーバーランニング・クラッチアセンブリを提供する。 単一アクチュエータと共動することによって、オーバーランニング・クラッチアセンブリの設計が簡略化されるとともに全体コストが低減される。

一実施形態において、本発明は第１ホイールを支持する少なくとも一つの一次被駆動軸と第２ホイールを支持する少なくとも一つの二次被駆動軸を有する車両のためのクラッチアセンブリを提供する。 少なくとも一つの一次被駆動軸は車両変速装置によって駆動される。 クラッチアセンブリは、第１ホイールがスリップしたときに少なくとも一つの二次被駆動軸と係合し、第１ホイールがスリップしていないときに少なくとも一つの二次被駆動軸と離合する変速装置の第１位置と、少なくとも一つの二次被駆動軸が変速装置と係合してエンジン・ブレーキを提供する第２位置間を可動であるクラッチアセンブリを含む。

別の実施形態において、本発明は第１ホイールを支持する少なくとも一つの一次被駆動軸と第２ホイールを支持する少なくとも一つの二次被駆動軸を有する車両のためのクラッチアセンブリを提供する。 少なくとも一つの一次被駆動軸は車両変速装置によって駆動される。 クラッチアセンブリは、第１ホイールがスリップしたときに少なくとも一つの二次被駆動軸と係合し、第１ホイールがスリップしていないときに少なくとも一つの二次被駆動軸と離合する変速装置の第１位置と、少なくとも一つの二次被駆動軸が変速装置と係合してエンジン・ブレーキを提供する第２位置間を可動であるクラッチアセンブリを含む。 クラッチアセンブリは第１および第２状態を有するアクチュエータをさらに含む。 このアクチュエータは、少なくとも一つの二次被駆動軸と結合されたプレートを有する。 プレートは少なくとも一つの二次被駆動軸との回転が自由で、アクチュエータが第１状態にあるときクラッチを第１および第２位置の一つに移動させ、アクチュエータが第２状態にあるときプレートは少なくとも一つの二次被駆動軸との回転を実質上阻止してクラッチを第１および第２位置の他方に移動させる。

さらなる実施形態において、本発明は少なくとも一つの一次被駆動軸と車両変速装置によって駆動される少なくとも一つの一次被駆動軸を伴った少なくとも一つの二次被駆動軸を有する車両のためのクラッチアセンブリを提供する。 このクラッチアセンブリは二次被駆動軸と係合する内面とクラッチ内部レースを支持する外面を有する駆動スリーブを備える。 車両変速装置に関連するとともにこれによって駆動されるキャリアが、クラッチ内部レースと配列されたクラッチ外部レースを支持する内面を有する。 クラッチ外部レースは、一連のローラ・ポケットを規定する隔置内方向延長リッジを有する。 複数のローラがクラッチ内部レースと外部レース間でローラ・ポケットのそれぞれ内に配置されている。 クラッチ内部レースと外部レース間に回転可能に支持されたケージが、クラッチ内部レースと外部レース間に延長する複数のフィンガーを含み、少なくとも一つのフィンガーが各対の近接ローラ間に延長する。 ブレーキ・プレートが駆動スリーブによって回転可能に支持され、またソレノイド・アーマチュアがブレーキ・プレートと選択的に係合され、その回転を阻止する。 摩擦プレートが駆動スリーブによって回転可能に支持され、ケージと回転可能に係合する。 この摩擦プレートはクラッチ内部レースと係合する第１直径の第１摩擦パッドと、ブレーキ・プレートと係合する第１直径よりも大きい第２直径の第２摩擦パッドを有する。

本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は次の説明または次の図面に示す要素の構造および構成の詳細にその適用を制限しないことを理解すべきである。 本発明は他の実施形態が可能であり、また種々の方法で実施され、または実行される。 さらに、本明細書で使用された表現および用語は説明を目的とし、限定するものではない。 「含む」、「備える」または「有する」およびその変形表現は本明細書では以後に取り上げた語句、およびその等価表現だけでなく付加的な語句を包含する。 特定または限定しない限り、語句「取り付けられた」、「連結された」、「支持された」、および「結合された」およびその変形表現は広範に使用され、また直接的および間接的取付け、連結、支持および結合に使用される。 さらに、「連結された」、および「結合された」は物理的または機械的連結または結合に限定されない。

本発明は添付図面を参照して説明し、同様の番号は全体を通して同様の要素を表わす。 例えば、「頂部」、「底部」、「右」、「左」、「前」、「前方向」、「前方の」、「後ろ」、「後方」および「後方の」のようなある一定の用語は、次なる説明において関連説明を明確にするためのみに使用し、これに限定することを意図していない。

図１を参照して、本発明による双方向オーバーランニング・クラッチアセンブリ１００を共動する駆動システムの一実施形態の概略を示す。 この駆動システムは変速装置１１２、一次駆動シャフト１１４、一次差動装置１１６および一次ホイール１２２を駆動する第１および第２一次被駆動シャフト１１８、１２０を含む。

駆動システムは、またスプライン連結部材のような当業者にとって既知の従来手段によって双方向オーバーランニング・クラッチアセンブリ１００に回転可能に連結された二次駆動シャフト１２４を含む。 オーバーランニング・クラッチアセンブリ１００は、次にホイール１３０に固定された二つの二次被駆動シャフト１２６、１２８を回転可能に駆動する。 オーバーランニング・クラッチアセンブリ１００は車両によって支持されたハウジング１を含む。

双方向オーバーランニング・クラッチアセンブリ１００の詳細を次に図２〜６に関して説明する。 図２を参照して、キャリア２がハウジング１内でベアリング（図示せず）によって支持されている。 キャリア２が従来方法で二次被駆動シャフト１２４に連結されるとともにこれによって駆動される。 オーバーランニング・クラッチアセンブリ１００は、二つのクラッチ機構を含み、各々二次被駆動シャフト１２６、１２８用である。 各クラッチ機構は、それぞれの車両ホイール１３０に固定されたそれぞれの二次被駆動シャフト１２６、１２８と係合するように構成された駆動スリーブ３を含む。 図示を簡略化するために、ただ一つの駆動スリーブ３およびクラッチ機構の関連要素のみを図２に示す。 他の駆動スリーブ３およびクラッチ機構の関連要素は図示したものと鏡像をなし、以下に説明するような同様の方法でキャリア２と関連する。

駆動スリーブ３はブッシング７およびローラ・ベアリング８によって半径方向に支持されている。 キャリア２の内周面にクラッチ外部レース４が固定されている。 駆動スリーブ３の外周面にクラッチ内部レース５が固定されている。 外部レース４の内周面にポケットが形成された多数の長手方向リッジ１６が形成され、ここにローラ６が配置されている。 各ローラ６間にケージ１４のスプリング・フィンガー１７が配置されている。 駆動スリーブ３によって回転可能に支持された摩擦プレート１３は、内部レース５上でフランジ１９と接触する小径の概して環状摩擦パッド１８と、ブレーキ・プレート１２と接触する大径の概して環状摩擦パッド２０と、ケージ１４と回転可能に係合する突出部２１を有する。 図３はケージ１４および摩擦プレート１３を示す。 図２を参照し直して、ブレーキ・プレート１２が駆動スリーブ３によって回転可能に支持され、ソレノイド１５のアーマチュアによって回転可能にブロックできる外周面上に突出部２２を有する。 図示される実施形態において、ソレノイド１５のアーマチュアがばね荷重され、その消勢された状態が突出部２２と係合し、ブレーキ・プレート１２の回転をブロックする。 円板ばね１１が、摩擦プレート１３の両摩擦パッド１８、２０に抗して軸力を保持する。 スラスト・ベアリング１０が、低摩擦で軸力の伝送を許容する。 シール９がベアリング１０を収容する。

図２、４および５を参照して、ソレノイド１５のアーマチュアが消勢され、ブレーキ・プレート１２の回転を阻止する。 非回転ブレーキ・プレート１２が摩擦プレート１３の大径摩擦パッド２０上のドラグ・トルクを引き起こし、このドラグ・トルクは直径差のために小径パッド１８のドラグ・トルクよりも大きくなる。 結果的に、ソレノイド１５のアーマチュアが消勢され、キャリア２の回転と対向する正味ドラグ・トルクが生成され、摩擦プレート１３の突出部２１がケージ１４と係合し、フィンガー１７が力をローラ６に対して反時計方向に印加する（図４および５参照）。 一次軸における優れた牽引力により、二次軸ホイール１３０がより高い駆動率のためにより早く走行する。 これは駆動スリーブ３の相対的時計方向回転（図４で二重矢印によって示すように）に起因する。 反時計方向に力が印加されたローラ６が、駆動スリーブ３と内部レース５をスリップさせる。 これは強い牽引力があるときのオーバーランニング状態である。 このオーバーランニング状態において、変速装置１１２は軸１２６に対して駆動係合せず、または動力を伝達しない。 牽引力が弱いときは、駆動スリーブ３と内部レース５が、この駆動スリーブ３と内部レース５の相対的反時計方向回転にあるキャリアよりも遅く稼動するようにされる（図５で二重矢印によって示すように）。 ケージ１４がローラ６を反時計方向に、内部レース５と外部レース４両方と接触し、外部レース４と内部レース５との接触点の接線間に形成された浅い３から６度の角度に保持し、ローラ６が強い力でロックし、キャリア２が軸１２６を駆動する。 これが変速装置１１２を軸１２６と駆動係合するとともに動力を伝達することになる。 同じ摩擦が逆回転に発生する。

図２と６を参照すると、車両は下り坂を走行し、エンジン・ブレーキが望まれる。 制御システムがソレノイド１５を付勢して、アーマチュアを図２で示す位置から上方向に移動させ、ブレーキ・プレート１２上の突出部２２と離合させ、これによって摩擦プレート１３との摩擦接触のためにブレーキ・プレート１２を回転させる。 摩擦プレート１３上の小径パッド１８と内部レース５上のフランジ１９間の摩擦が維持され、図６に示すドラグ力を引き起こし、摩擦プレート１３、従ってケージ１４が駆動スリーブ３との回転を試行する。 この結果、ケージ・フィンガー１７がローラ６を時計方向に押しやり、外部レース４に関して駆動スリーブ３の時計方向運動が生じる（図６で二重矢印によって示すように）。 ローラ６および軸１２６がここでエンジン・ブレーキのためにキャリア２を駆動する。 換言すれば、軸１２６が変速装置１１２と係合し、結果としてエンジン・ブレーキとなる。 同じ機能が逆回転に発生する。

本発明の種々の特徴を特許請求の範囲で説明する。

本発明と共動する車両における一つの駆動系実施形態を概略的に示す図である。

本発明を実施する軸心の部分断面図である。

ケージおよび摩擦プレートの部分斜示図である。

オーバーランニング・モードにあるクラッチを示す概略図である。

ロック・モードにあるクラッチを示す概略図である。

ブレーキ・ロック・モードにあるクラッチを示す概略図である。