特許 7270555 自己励磁の電磁脱着アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-27

(45)【発行日】2023-05-10

(54)【発明の名称】自己励磁の電磁脱着アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16D 11/10 20060101AFI20230428BHJP

   F16D 27/115 20060101ALI20230428BHJP

   F16D 48/06 20060101ALI20230428BHJP

【ＦＩ】

F16D11/10 A

F16D27/115 Z

F16D48/06 101B

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019566051

(86)(22)【出願日】2018-02-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-03-19

(86)【国際出願番号】 US2018018946

(87)【国際公開番号】W WO2018156576

(87)【国際公開日】2018-08-30

【審査請求日】2021-01-21

(31)【優先権主張番号】62/461,392

(32)【優先日】2017-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518392026

【氏名又は名称】リナマー・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(72)【発明者】

【氏名】エコネン，トッド・アール

(72)【発明者】

【氏名】モンカバ，ゲイリー

(72)【発明者】

【氏名】ナンス，スティーブン

(72)【発明者】

【氏名】グリフィス，マット

(72)【発明者】

【氏名】バービル，トッド

【審査官】西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１８７２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０４６０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００７４５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １１／１０

Ｆ１６Ｄ ２７／００－２８／００

Ｆ１６Ｄ ４８／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つのシャフトを選択的に係合させたり切り離したりするための脱着システムであって、
入力シャフトと、
出力シャフトと、
第１のカム部材を有するカムスリーブ組立体であって、
前記第１のカム部材は、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの一方に駆動可能に接続され、接続された前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに対して軸方向に移動可能であるとともに接続された前記入力シャフトまたは前記出力シャフトと等しい速度で回転し、
前記第１のカム部材は、前記第１のカム部材の内径上に、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの他方の外径上の第２スプライン歯に噛合するように構成された第１スプライン歯を備え、
前記第１のカム部材は、係合位置と切り離し位置とを有する双安定のカムプロフィールを備える第１カム機構を有する、
カムスリーブ組立体と、
前記第１のカム部材の前記第１カム機構と相互作用する第２カム機構を備えた、第２のカム部材であって、
前記第２のカム部材は、前記第１カム部材に駆動可能に接続されるとともに前記第１のカム部材に対して可変な速度で回転するように構成され、
前記第２カム機構が前記第１カム機構の前記係合位置または前記切り離し位置の一方と整列した状態で、前記第１のカム部材と前記第２のカム部材とが同一の速度で回転する場合、前記第１のカム部材は軸方向に変位せず、
前記第２のカム部材が前記第１のカム部材と異なる速度で回転し、前記第２カム機構が前記第１カム機構に対して回転している場合、前記第１のカム部材は、前記第２のカム部材によって軸方向に移動可能であり、前記第２カム機構は、前記係合位置または前記切り離し位置の他方と整列するように再配置される、
第２のカム部材と、
前記第２のカム部材に駆動可能に接続され、前記第１のカム部材に対する前記第２のカム部材の回転速度を変化させるように選択的に動作可能であり、前記第２カム機構を前記第１カム機構に対して選択的に回転させて前記第１のカム部材を前記係合位置と前記切り離し位置との間で軸方向に移動させる、少なくとも１つのクラッチと、
前記少なくとも１つのクラッチに駆動可能に接続され、前記少なくとも１つのクラッチを選択的に動作させて前記第２のカム部材の回転速度を変化させるコイルと
を備え、
前記第２カム機構が前記第１カム機構の前記係合位置と整列する場合、前記第１のカム部材は、前記係合位置へ再配置され、前記第１のカム部材上の前記第１スプライン歯を前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの他方上の前記第２スプライン歯に噛合させることにより、前記入力シャフトと前記出力シャフトとを結合して相互に回転させ、
前記第２カム機構が前記第１カム機構の前記切り離し位置と整列する場合、前記第１のカム部材は、前記第１のカム部材上の前記第１スプライン歯を前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの他方上の前記第２スプライン歯から切り離すことにより、前記出力シャフトを前記入力シャフトから切り離す、前記切り離し位置へ移動され、
前記コイルが選択的に励磁されたり励磁を断たれたりされ、前記コイルが前記少なくとも１つのクラッチを作動させ、前記少なくとも１つのクラッチが、前記第２のカム部材の回転運動を前記第１のカム部材の軸方向の運動に変換することを目的として、前記第１のカム部材を基準とした前記第２のカム部材の回転を選択的に係合させたり切り離したりし、前記第２のカム部材を基準とする前記第１のカム部材の回転が、前記出力シャフト及び前記入力シャフトを係合させたり切り離したりするように動作する、
脱着システム。

【請求項2】

前記コイルが電磁的に始動される、請求項１に記載の脱着システム。

【請求項3】

前記第１のカム部材と前記第２のカム部材とを共に付勢するための、前記第１カム部材及び前記第２のカム部材の少なくとも１つに動作可能に結合される付勢部材をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の脱着システム。

【請求項4】

前記付勢部材がばねである、請求項３に記載の脱着システム。

【請求項5】

前記脱着システムが、前記脱着システムを少なくとも部分的に囲むハウジングをさらに備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載の脱着システム。

【請求項6】

前記コイルの選択的な励磁及び励磁の切断を制御するように構成される制御システムをさらに備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の脱着システム。

【請求項7】

前記出力シャフトがパワートレインユニットおよびアクスルのいずれか一方の出力装置である、請求項１から６までのいずれか一項に記載の脱着システム

【請求項8】

前記第１のカム部材の前記軸方向の運動が戻り止め機構によって制御される、請求項１から７までのいずれか一項に記載の脱着システム。

【請求項9】

前記戻り止め機構が、前記第１のカム部材と前記第２のカム部材との間の距離を横断する傾斜部を備える、請求項８に記載の脱着システム。

【請求項10】

請求項１から９までのいずれか一項の脱着システムを備える車両。

【請求項11】

２つのシャフトを選択的に係合させたり切り離したりするための脱着システムであって、
入力シャフトと、
出力シャフトと、
第１のカム部材を有するカムスリーブ組立体であって、
前記第１のカム部材は、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの一方に駆動可能に接続され、接続された前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに対して軸方向に移動可能であるとともに接続された前記入力シャフトまたは前記出力シャフトと等しい速度で回転し、
前記第１のカム部材は、前記第１のカム部材の内径上に、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの他方の外径上の第２スプライン歯に噛合するように構成された第１スプライン歯を備え、
前記第１のカム部材は、係合位置と切り離し位置とを有する双安定のカムプロフィールを備える第１カム機構を有する、
カムスリーブ組立体と、
前記第１のカム部材の前記第１カム機構と相互作用する第２カム機構を備えた、第２のカム部材であって、
前記第２のカム部材は、前記第１カム部材に駆動可能に接続されるとともに前記第１カム部材に対して可変な速度で回転するように構成され、
前記第２カム機構が前記第１カム機構の前記係合位置または前記切り離し位置の一方と整列した状態で、前記第１のカム部材と前記第２のカム部材とが同一の速度で回転する場合、前記第１のカム部材は軸方向に変位せず、
前記第２のカム部材が前記第１のカム部材と異なる速度で回転し、前記第２カム機構が前記第１カム機構に対して回転している場合、前記第１のカム部材は、前記第２のカム部材によって軸方向に移動可能であり、前記第２カム機構は、前記係合位置または前記切り離し位置の他方と整列するように再配置される、
第２のカム部材と、
前記第２のカム部材に駆動可能に接続され、前記第１のカム部材に対する前記第２のカム部材の回転速度を減少させるように選択的に動作可能であり、前記第２カム機構を前記第１カム機構に対して選択的に回転させて前記第１のカム部材を前記係合位置と前記切り離し位置との間で軸方向に移動させる、少なくとも１つのクラッチと、
前記少なくとも１つのクラッチに駆動可能に接続され、前記少なくとも１つのクラッチを選択的に動作させて前記第２のカム部材の回転速度を変化させる動力源であって、前記動力源が前記少なくとも１つのクラッチを作動させるとともに動作を停止させ、前記少なくとも１つのクラッチが、前記第１のカム部材を基準とした前記第２のカム部材の回転を選択的に係合させたり切り離したりして、前記第２のカム部材の回転運動を前記第１のカム部材の軸方向の運動に変換し、前記第２のカム部材を基準とする前記第１のカム部材の回転が、前記出力シャフト及び前記入力シャフトを係合させたり切り離したりするように動作する、動力源と
を備え、
前記第２カム機構が前記第１カム機構の前記係合位置と整列する場合、前記第１のカム部材は、前記係合位置へ再配置され、前記第１のカム部材上の前記第１スプライン歯を前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの他方上の前記第２スプライン歯に噛合させることにより、前記入力シャフトと前記出力シャフトとを結合して相互に回転させ、
前記第２カム機構が前記第１カム機構の前記切り離し位置と整列する場合、前記第１のカム部材は、前記第１のカム部材上の前記第１スプライン歯を前記入力シャフトまたは前記出力シャフトの他方上の前記第２スプライン歯から切り離すことにより、前記出力シャフトを前記入力シャフトから切り離す、前記切り離し位置へ移動される、
脱着システム。

【請求項12】

前記第１のカム部材と前記第２のカム部材とを共に付勢するための、前記第２のカム部材に動作可能に結合される付勢部材をさらに備える、請求項１１に記載の脱着システム。

【請求項13】

前記第１のカム部材および前記第２のカム部材は、ボールカムおよびローラカムのうちの１つまたは複数である、請求項１１または１２に記載の脱着システム。

【請求項14】

前記第１のカム部材および前記第２のカム部材の選択的な係合および切り離しを制御するように構成される制御システムをさらに備える、請求項１１から１３までのいずれか一項に記載の脱着システム。

【請求項15】

前記第１のカム部材の軸方向の運動が戻り止め機構によって制御される、請求項１１から１４までのいずれか一項に記載の脱着システム。

【請求項16】

請求項１１から１５までのいずれか一項に記載の脱着システムを備える車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年２月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４６１，３９２号の優先権を主張するものである。

【0002】

[0002]本開示は、全輪駆動システムの構成要素を選択的に接続したり脱着したりするための脱着システムに関する。より詳細には、本開示は、１つまたは複数のカム部材と、全輪駆動システムの１つまたは複数の構成要素を選択的に係合させたり切り離したりするためのクラッチとを備える脱着システムに関する。

【背景技術】

【0003】

[0003]全輪駆動（ＡＷＤ：ａｌｌ－ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ）可能車両は、単一のアクスルのみに接続される動力伝達装置を備える車両に優る複数の利点を有する。具体的には、ＡＷＤ可能車両は大きいトラクションを有する傾向を有し、単一のアクスルのみを使用して駆動される類似の車両に優る向上した運転性を有する傾向を有する。

【0004】

[0004]伝統的なＡＷＤ車両は、一般に、永久的に係合される前方駆動アクスルおよび後方駆動アクスルから構成され、ここでは、ＡＷＤ動力伝達装置組立体の性能および恩恵が必要ない場合でも、第２の駆動アクスルおよび動力伝達装置の他の部分を含めた、ＡＷＤ動力伝達装置組立体の特定の部品の連続的な回転が存在する。その結果、伝統的なＡＷＳ車両は、単一のアクスルのみを使用して駆動される車両と比較して、燃料を減少させ、全体の効率を低下させる傾向を有する。

【0005】

[0005]一部のＡＷＤ車両は、ＡＷＤ脱着システムを組み込むことにより、これらの性能損失を低減する。ＡＷＤ脱着システムは、ＡＷＤ動力伝達装置組立体の主要な回転する動力伝達装置構成要素を脱着することにより、燃料を改善するように、およびＡＷＤ車両のための他の効率を改善するように、ならびにＡＷＤ動力伝達装置組立体の性能または恩恵を必要としない場合に車両をシングルドライブモード（ｓｉｎｇｌｅ－ｄｒｉｖｅ ｍｏｄｅ）にするように、設計される。このような車両では、好適には、滑りやすい状態における車両の動作を改善することなどを目的として、ＡＷＤ動力伝達装置組立体により可能性として性能利点が提供されるような場合にのみ、ＡＷＤ動力伝達装置組立体が接続される。第２の駆動アクスルが脱着されると、第２の駆動アクスルにはトルクが伝達されない。その結果、第２の駆動アクスルおよび他の付随する動力伝達装置構成要素に関連する速度依存のロス（ｓｐｅｅｄ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｌｏｓｓ）が、それらをアイドル状態で維持するのを可能にすることにより、排除されることになる。

【0006】

[0006]車両が、脱着可能な動力伝達ユニット（ＰＴＵ：ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｕｎｉｔ）および後方動力伝達装置モジュールまたはユニット（ＲＤＭ：ｒｅａｒ ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ ｍｏｄｕｌｅ／ＲＤＵ：ｒｅａｒ ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ ｕｎｉｔ）を有することができ、これらが、二輪駆動モードと四輪駆動モードとの間で車両の動作を切り換えるのを可能にする。二輪駆動モード中、ＲＤＭおよびＰＴＵが脱着され得、それによりエネルギー損失を最小にし、より良好な燃料効率を実現する。

【0007】

[0007]副次的な動力伝達装置脱着システムがまた、副次的な動力伝達装置の係合および切り離しを実施することを目的として、通常はモータまたはカム駆動モータ（ｃａｍ－ｄｒｉｖｅｎ ｍｏｔｏｒ）である、シフトスリーブを使用することができるか、あるいは電磁アクチュエータを利用することができる。通常、脱着システムが、脱着システムに動力供給するために、モータなどの外部動力源を使用する。このようなシステムのためのモータが、しばしば、高電流（３０アンペアから４０アンペアのオーダー）を必要とし、しばしば高価で複雑なものである。その理由は、脱着システムのための動力源が構成要素の残りの部分と同じ軸上にはない傾向を有するからである。さらに、このようなシステムはしばしば、脱着システムにさらに係合されるシフト機構にモータからの動力を伝達する必要があることを理由として、低速の応答時間を有する。既存のシステムのさらなる問題が、下記の、例示の実施形態の詳細な説明を考察することにより認識され得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

[0008]電磁コイルまたは他の動力源と、クラッチと、１つまたは複数のカム部材とを備える脱着システムが開示される。電磁コイルまたは動力源がクラッチを作動させ、クラッチがさらに、ＡＷＤシステム内の構成要素の出力装置を脱着するために１つまたは複数のカム部材に選択的に係合される。脱着システムが車両からの動力を使用することができ、その結果、構成要素を脱着するのに外部動力源が必要なくなる。コイルおよびクラッチがカム部材のうちの１つのカムに選択的に係合されて保持するように構成され、動力伝達装置の他の構成要素からの動力が、コイルに係合されたカム部材を基準として脱着システムの残りの構成要素を回転させるのに使用される。

【0009】

[0009]広い一態様では、１つまたは複数のシャフトを選択的に係合させたり切り離したりするための脱着システムが開示される。脱着システムが、入力シャフトと、入力シャフトと等しい速度で回転するように構成される、入力シャフトに駆動可能に接続される少なくとも１つの第１のカム部材と、可変速度で回転するように構成される、少なくとも１つの第１のカム部材に駆動可能に接続される少なくとも１つ第２のカム部材と、入力シャフトおよび少なくとも１つの第２のカム部材に駆動可能に接続される少なくとも１つのクラッチと、を有する。システムが、少なくとも１つの第２のカム部材に駆動可能に接続される出力シャフトと、少なくとも１つの第２のカム部材に駆動可能に接続されるコイルとをさらに有し、ここではコイルが駆動シャフトの回転により選択的に励磁されたり動力源を断たれたりされ、コイルがクラッチを作動させ、クラッチが、少なくとも１つの第２のカム部材の回転運動を軸方向の運動に変換することを目的として、少なくとも１つの第１のカム部材を基準とした少なくとも１つの第２のカム部材の回転を選択的に係合させたり切り離したりし、入力シャフトが少なくとも第２のカム部材を基準として少なくとも１つの第１のカム部材を回転させ、それにより出力シャフトを係合させたり切り離したりする。

【0010】

[0010]いくつかの実施形態では、コイルが電気機械的に始動される。いくつかの実施形態では、脱着システムが、クラッチに選択的に係合されるためにクラッチに動作可能に結合される付勢部材をさらに有する。いくつかの実施形態では、付勢部材がばねである。

【0011】

[0011]いくつかの実施形態では、脱着システムが、脱着システムを少なくとも部分的に囲むハウジングを有することができる。
[0012]いくつかの実施形態では、脱着システムが、コイルの選択的な係合および切り離しを制御するように構成される制御システムを有する。

【0012】

[0013]いくつかの実施形態では、出力シャフトがパワートレインまたはアクスルの出力装置であり、いくつかの実施形態では、第２のカム部材の軸方向の運動が戻り止め機構によって制御され、いくつかの実施形態では、戻り止め機構が、第１および第２のカム部材の間の距離を横断する傾斜部を有する。

【0013】

[0014]いくつかの実施形態では、脱着システムが車両内で具現化され得る。
[0015]別の広い態様では、１つまたは複数のシャフトを選択的に係合させたり切り離したりするための脱着システムが開示される。脱着システムが、入力シャフトと、入力シャフトと等しい速度で回転するように構成される、入力シャフトに駆動可能に接続される少なくとも１つの第１のカム部材と、可変速度で回転するように構成される、少なくとも１つの第１のカム部材に駆動可能に接続される少なくとも１つ第２のカム部材と、を有する。脱着システムが、入力シャフトおよび少なくとも１つの第２のカム部材に駆動可能に接続される少なくとも１つのクラッチと、少なくとも１つの第２のカム部材に駆動可能に接続される出力シャフトと、少なくとも１つの第２のカム部材に駆動可能に接続される動力源と、をさらに有し、ここでは、動力源がクラッチを作動させ、クラッチが、少なくとも１つの第１のカム部材を基準とした少なくとも１つの第２のカム部材の回転を選択的に係合させたり切り離したりして、それにより少なくとも１つの第２のカム部材の回転運動を軸方向の運動に変換し、入力シャフトが少なくとも第２のカム部材を基準として少なくとも１つの第１のカム部材を回転させ、それにより出力シャフトを係合させたり切り離したりする。

【0014】

[0016]いくつかの実施形態では、脱着システムが、クラッチに選択的に係合されるためのクラッチに動作可能に結合される付勢部材をさらに有する。いくつかの実施形態では、付勢部材がばねである。

【0015】

[0017]いくつかの実施形態では、第１および第２のカム部材が、ボールカムおよびローラカムのうちの１つまたは複数である。
[0018]いくつかの実施形態では、脱着システムが、１つまたは複数の第１および第２のカム部材の選択的な係合および切り離しを制御するように構成される制御システムを有する。

【0016】

[0019]いくつかの実施形態では、出力シャフトがパワートレインまたはアクスルの出力装置であり、いくつかの実施形態では、第２のカム部材の軸方向の運動が戻り止め機構によって制御される。

【0017】

[0020]いくつかの実施形態では、脱着システムが車両内で具現化される。
[0021]添付図面に関連させて考察して以下の詳細な説明を参照することによってより良好に理解され得ることから、本開示の利点が容易に認識されよう。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】[0022]本開示の実施形態による脱着組立体を有する車両動力伝達装置組立体を示す図である。

【図2A】[0023]第１の切り離し位置にある本開示の実施形態による脱着システムを示す断面図である。

【図2B】[0024]第２の係合位置にある、本開示の実施形態による脱着システムを示す断面図である。

【図3】[0025]本開示の実施形態による脱着システムを示す分解図である。

【図4】[0026]図３の組み立てられた脱着システムを示す図である。

【図5A】[0027]本開示の別の実施形態による、脱着システムを示す分解図である。

【図5B】[0028]図５Ａの脱着システムを示す別の分解図である。

【図5C】[0029]図５Ａの脱着システムの一部分を示す組立図である。

【図6A】[0030]図５Ａの脱着システムを示す断面図である。

【図6B】[0031]第１の係合位置にある、図５Ａの脱着システムを示す断面図である。

【図6C】[0032]第２の切り離し位置にある、図５Ａの脱着システムを示す断面図である。

【図6D】[0033]本開示の別の例示の実施形態による脱着システムを示す断面図である。

【図7】[0034]図７Ａは、本開示の脱着システムで使用され得る例示のカム部材を示す図である。図７Ｂは、本開示の脱着システムで使用され得る例示のカム部材を示す図である。図７Ｃは、本開示の脱着システムで使用され得る例示のカム部材を示す図である。

【図8】[0035]図８Ａは、第１の切り離し位置にある、本開示の別の実施形態による脱着システムを示す断面図である。[0036]図８Ｂは、第２の切り離し位置にある、本開示の別の実施形態による脱着システムを示す断面図である。

【図9A】[0037]係合位置（右側）および切り離し位置（左側）にある図８Ａの脱着システムの動作を示す図である。

【図9B】[0038]図９Ａの脱着システムの特性を示すグラフである。

【図10】[0039]図１０Ａは、第１の切り離し位置にある、本開示の別の実施形態による脱着システムを示す断面図である。[0040]図１０Ｂは、第２の切り離し位置にある、本開示の別の実施形態による脱着システムを示す断面図である。

【図11】[0041]図１１Ａは、第１の切り離し位置にある、本開示の別の実施形態による脱着システムを示す断面図である。[0042]図１１Ｂは、第２の係合位置にある、本開示の別の実施形態による脱着システムを示す断面図である。

【図12】[0043]係合位置（右側）および切り離し位置（左側）にある図１１Ａおよび１１Ｂの脱着システムの動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

[0044]同様の構成要素を示すのに、異なる図において同様の参照符号が使用されてよい。
[0045]本開示は、車両の動力伝達装置内に位置する脱着システムを対象とする。具体的には、本開示は、限定しないが動力伝達装置ユニット（ＰＴＵ：ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ ｕｎｉｔ）またはアクスルを含めたＡＷＤシステム内の構成要素の出力装置を接続したり脱着したりするためのいくつかの実施形態において自己励磁電磁コイルまたは動力源であってよいコンパクトな脱着システムを対象とする。システムが、クラッチと、１つまたは複数のカム部材を備えるカムシステムとをさらに有する。一実施形態によると、入力シャフトの回転によって発生される一時的な低レベル電流が電磁クラッチカムシステムを作動させるのに使用され、それにより、入力シャフトの動力伝達装置の回転をカム部材のうちの少なくとも１つのカム部材の軸方向（線形）のモーションに変換し、それにより入力シャフトを出力シャフトに係合させたり入力シャフトを出力シャフトから切り離したりする。入力シャフトがＡＷＤシステムのリアホイールに接続され得、したがって車両の全輪の構成要素を係合させたり切り離したりする。

【0020】

[0046]図１が、車両の第１のつまり主要なセットのホイール１２および第２のつまり副次的なセットのホイール１４にトルクを伝達するための全輪駆動機能を有する例示の車両動力伝達装置組立体１０を示す。動力伝達装置組立体１０が、主要なつまり前方動力伝達装置１６および副次的なつまり後方動力伝達装置１８を有する。前方動力伝達装置１６が、複数の構成要素の中でもとりわけ、エンジン２０と、トランスミッション２２と、動力伝達装置ユニット２４（ＰＴＵ：ｐｏｗｅｒ ｔｒａｉｎ ｕｎｉｔ）とを有する。ＰＴＵ２４が、本明細書で説明されるように副次的な駆動ユニットを選択的に係合させたり切り離したりすることを目的として、リアホイール１４および本開示の実施形態による脱着システム３２を駆動するために、副次的な駆動ユニットにおよび具体的には後方駆動ユニットまたはモジュール３０（ＲＤＵ：ｒｅａｒ ｄｒｉｖｅ ｕｎｉｔ／ＲＤＭ：ｒｅａｒ ｄｒｉｖｅ ｍｏｄｕｌｅ）にプロペラシャフト２８を通してトルクを伝えるための出力装置２６を有する。制御装置（図示せず）が前方動力伝達装置１６および後方動力伝達装置１８の中の構成要素に連通され得、さらに車両全体に位置する１つまたは複数のセンサに連通され得る。

【0021】

[0047]脱着システム３２の断面図が図２Ａおよび２Ｂに示される。図２Ａおよび２Ｂに示される実施形態では、脱着システム３２が、ＡＷＤ脱着システムのＰＴＵ２４の出力装置２６を接続したり脱着したりするのに使用される自己励磁のコンパクトな脱着アクチュエータである。

【0022】

[0048]図２から４を参照すると、脱着システム３２が、電磁コイル３６を含めた、脱着システム３２の構成要素のうちの１つまたは複数の構成要素を受けて収容するハウジング３４を有し、ハウジング３４が脱着システム３２を車両に設置するのを容易にすることができる。少なくとも一部の例示の実施形態では、脱着システム３２がＰＴＵ２４などのＰＴＵ内に位置する。

【0023】

[0049]コイル３６が選択的に励磁され、それにより脱着システム３２の１つまたは複数の構成要素を係合させたり切り離したりする。コイル組立体が複数の巻線またはスプール（図６Ｄに示されるスプール６３など）を備えることができ、１つまたは複数のコイルワイヤ（図６Ｄに示されるコイルワイヤ６４など）、およびコイル３６の構成要素を保護するためのコイルポッティング７２（図６Ｄ）をさらに有することができる。脱着システム３２がパイロットクラッチ３８を有し、パイロットクラッチ３８が１つまたは複数の内側プレート３９および外側プレート４１を備えることができ、アーマチュア３７内に収容され得る。脱着システム３２が１つまたは複数のカム部材４０、４２をさらに有し、カム部材４０、４２がシフトスリーブ組立体５４内に収容され得る。パイロットクラッチ３８の内側プレート３９がクラッチカム部材４０のスプラインに合わせられ、クラッチカムクラッチ４０がいくつかの実施形態では回転クラッチカムであってよい。パイロットクラッチ３８の外側プレート４１がハウジング３４のスプラインに合わせられる。クラッチの入ったカム部材（下側カム）４０がカムスリーブ組立体（上側カム）４２の面上のカムプロフィールに接触する。動作中、カムスリーブ組立体４２に接続されているときのクラッチカム４０の回転を制動（または停止）することで、カムスリーブ組立体４２の回転モーションがカムスリーブ組立体４２の軸方向（線形）のモーションへと変換される。カムスリーブ組立体４２が出力シャフト４６に動作可能に接続され、出力シャフト４６と共に回転するが、出力シャフト４６を基準として軸方向に運動するように構成される。カムスリーブ組立体４２が、カムスリーブ組立体４２の内径上にスプライン歯（図７Ｂに示される歯７６など）を有し、入力シャフト４８上に同様の歯形を有する外径スプライン歯と対合し、入力シャフト４８がカムスリーブ組立体４２に動作可能に接続される。

【0024】

[0050]カムスリーブ組立体４２が付勢部材４４に接続され、付勢部材４４がいくつかの実施形態ではばねであってよい。同様の付勢作用を提供する他の付勢手段が使用されてもよいことを理解されたい。カムスリーブ組立体４２が軸方向に移動するときに付勢部材４４が圧縮される。脱着システム３２がセンサ５０をさらに有し、センサ５０がいくつかの実施形態ではホール効果トランスデューサまたは線形位置トランスデューサであってよい。センサ５０が、カムスリーブ組立体４２の位置および脱着システム３２の係合状態または切り離し状態を監視する、制御ユニット（図示せず）の一部分であり、図３に示されるセンサリング５１などのセンサリング内に収容され得る。制御ユニットが、上側カムが接続されているかまたは脱着されているかのいずれかを監視および決定することを含めて車両の全輪駆動組立体の接続状態を決定するための制御装置を有することができる。制御装置が、メモリと、無線通信サブシステムと、脱着システムを係合させるかまたは切り離すための、車両操作者によるコマンド、制御装置から受信されるデータ、または少なくとも１つのセンサ５０から受信されるデータ（駆動環境の外部条件に関するデータなど）、あるいはその組み合わせ、に応答して一連の命令を実行するように構成されるプロセッサと、を含めた複数の構成要素を有することができる。電磁コイル３６が制御ユニットに連通され、制御ユニットが、電磁コイル３６の動作を制御する命令を実行するように構成される。脱着システム３２が、種々の構成要素の間での回転を可能にするために脱着システム３２の構成要素のうちの１つまたは複数の構成要素に接触する、１つまたは複数のスラスト軸受５２と、１つまたは複数のスラストワッシャ５３とをさらに有する。いくつかの実施形態では、スラストワッシャ５３が付勢部材４４のためのバッキングプレートとして機能する。

【0025】

[0051]動作中、脱着システム３２が、入力シャフト４８からカムスリーブ組立体４２が切り離されている２Ｂに示される切り離し状態から、入力シャフト４８に対してカムスリーブ組立体４２が係合されている係合位置まで、移動するように構成される。

【0026】

[0052]ＰＴＵ２４が切り離されている接続状態では（図２Ａに示される）が、電磁コイル３６が、入力シャフト４８または出力シャフト４６のうちの１つまたは複数のシャフトの回転作用により励磁される。励磁状態では、パイロットクラッチ３８の内側プレートおよび外側プレートが一体に付勢され、それにより内側プレートと外側プレートとの間に抗力を発生させる。車両の動作中、前方動力伝達装置１６および後方動力伝達装置１８ならびにトランスミッション４２を含んでよい動力伝達装置の残りの部分を通して出力シャフト４６が接続されていることにより、出力シャフト４６が回転する。クラッチの入ったカム部材４０がカムスリーブ組立体４２に接続され、カムスリーブ組立体４２自体が出力シャフト４６に接続される。したがって、クラッチの入ったカム部材４０が出力シャフト４６に駆動可能に接続され、出力シャフト４６と等しい速度で回転する。クラッチカム４０が、パイロットクラッチ３８を介することを除いて、脱着システム３２の回転する構成要素には一切接続されない。パイロットクラッチ３８の内側プレートおよび外側プレートの運動によりパイロットクラッチ３８内に抗力が発生すると、クラッチカム４０の回転速度が低下し、それによりカムスリーブ組立体４２に対してクラッチカム４０が相対的に回転するようになる。カム組立体４２を基準としてクラッチの入ったカム部材４０の回転が低速となることにより、カム組立体４２が軸方向に移動し、それにより付勢部材４４を一方向に付勢し（圧縮する）、それにより出力シャフト４６を入力シャフト４８から切り離す。

【0027】

[0053]次のステップ（図２Ｂに示される）で、入力シャフト４６および出力シャフト４８が接続される。ＰＴＵ２４を接続するために、ＲＤＭ３０内の調整クラッチ（ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｃｌｕｔｃｈ）が作動され、それにより動力伝達装置の脱着部分を同期させ、入力シャフト４８の速度に適合させる。この同期中、ＰＴＵ２４内の出力シャフト４８が回転してこの速度に達する。本明細書で説明されるように電磁コイル３６が励磁され、それによりパイロットクラッチ３８の内側プレートおよび外側プレートが互いの方に移動する。この作用によりパイロットクラッチ３８の表面全体に抗力が発生する。パイロットクラッチ３８内に抗力が発生すると、クラッチカム４０の回転の速度が低下し、それによりカムスリーブ組立体４２に対してのクラッチカム４０が相対的に回転するようになる。カムスリーブ組立体４２を基準としたクラッチカム部材４０の回転の違いにより、カムスリーブ組立体４２が軸方向に移動し、それにより、圧縮された付勢部材４４を軸方向の第２の方向に付勢し（解放し）、それにより出力シャフト４６を入力シャフト４８に係合させる。

【0028】

[0054]図３および４が脱着システム３２の分解図および組立図をそれぞれ示している。見られ得るように、脱着システムがコンパクトであり、同軸である。見られ得るように、脱着システム３２が、外部モータまたは他の動力源を必要とすることなく車両動力または慣性を利用して車両の１つまたは複数のシャフトを係合させ、それにより、システムのコスト、複雑さ、および表面積が低減される。表面積が低減されることで、システムの応答時間を７０ミリ秒未満まで短縮することができ、さらにそれにより、車両の速度が増大してカム４０、４２のうちの１つまたは複数のカムの回転が増大するときのスピンロスが低減される。シフティングを取り扱うカムスリーブ組立体４２が高速でこのシフトを行うことができる。したがって、車両の速度が増すと、脱着システム３２がより迅速に係合されたり切り離されたりされ得るようになる。さらに、動力源のための別個の平行な軸が存在しないことを理由として、およびシフトフォークが排除されることを理由として、システムの内部が同軸となり、それによりパッケージのスペースが低減される。また、システムは、ＰＭギアおよび傾斜部を利用することで、精密な公差のアクメねじを必要としない。

【0029】

[0055]別の利点には、車両駆動シャフトからの動力を再利用することを理由としておよび全輪駆動システムを接続したり脱着したりするのにコイルを使用することを理由として、このシステムでは消費電力が低減される（ミリ秒のインターバルで３アンペアから４アンペアのオーダー）、ということが含まれる。システムが、中間的な係合位置を有することなく、係合位置または切り離し位置のいずれかを有する。その結果、作動プロセス中の動力損失によりカム部材４０、４２が係合位置または切り離し位置のいずれかを初期状態に設定し、ここではデテント位置７４などのデテント位置がカム４０、４２を係合位置または切り離し位置のいずれかで保持し、ここでは脱着構成要素を特定の状態で保持するためのモータブレーキまたは電流が必要ない。クラッチ３８を使用することで、トルクによる捕捉の問題（ｔｏｒｑｕｅ ｔｒａｐ ｉｓｓｕｅ）が軽減され、デルタシフト（ｄｅｌｔａ ｓｈｉｆｔ）中の耐久性が向上する。少なくとも一部の実施形態では、脱着システム３２が、シャフトの係合および接続を強化するためのバックテーパ状の歯をクラッチ３８上で使用することができる。これらのおよび他の利点は、本開示の追加の実施形態にも適用可能である。

【0030】

[0056]次に図５から７を参照すると、脱着システム３２の別の実施形態が開示されている。図５から７に示される実施形態が、図２Ａに示される特徴または機能的に等しい特徴を有する。等しい特徴または非常に類似する特徴を示すのに等しい参照符号が使用される。図５Ｂに見られるように、脱着システム３２が、トランスミッション２２の一部であってよい、１つまたは複数のはすば歯車５８および保持リング６０をさらに有する。

【0031】

[0057]図６Ａおよび６Ｄが、本発明の別の実施形態による脱着システム３２の断面図を示す。脱着システム３２が、入力シャフト４６に動作可能に接続され得るトランスミッション入力装置５６を有する。システム３２が、車両のリアホイールに接続される出力（または、被駆動）シャフトをさらに有する。入力シャフト４８および出力シャフト４６が互いに永久的には接続されないことから、連結部が入力シャフト４８と出力シャフト４６との間に配置され得る。いくつかの実施形態ではカムスリーブ組立体４２と機能的に等しい上側カム４２が、いくつかの実施形態では１つまたは複数の機能を果たすことができるスプラインカムである。少なくともいくつかの例示の実施形態では、上側カム４２が係合されて上側カム４２が入力シャフト４８および被駆動シャフト４６を結合させるときに、上側カム４２が入力シャフト４８および出力シャフト４６をつないでいる。いくつかの実施形態では、上側カム４２が１つまたは複数のコネクタ６６（図６Ｄに示される）により入力シャフト４８に接続される。動作中、これにより、上側カム４２が、係合位置および切り離し位置の両方を有する双安定のプロフィールを有するようになる。図６Ａに示される実施形態では、シャフト４６、４８の両方が固定され、上側カム４２に係合されることにより動作可能に接続されることを除いて互いに独立して動作する。

【0032】

[0058]上側カム４２が、下側カム４０にインターフェース接続されるカム部材上に位置するカム機能をさらに有することができ、このカム機能がいくつかの実施形態ではクラッチの入ったカム部材４２と機能的に等しい。上側カム部材４２および下側カム部材４０が互いに静止しているが、入力シャフト４８と共に回転する。

【0033】

[0059]上側カム４２が軸方向に移動して出力シャフト４６に係合されるとき、係合または切り離しが行われる。カムプロフィールが上側カム４２の軸方向の運動を駆動し、カム部材４２および４０の相対的な回転がカム組立体の全体の運動を駆動する。

【0034】

[0060]脱着システム３２が、上述したものと等しいクラッチ機能を果たす内側クラッチプレート３９および外側クラッチプレート４１を備えるパイロットクラッチ３８と、アーマチュア３７とをさらに有する。図６Ａに示される実施形態では、脱着システム３２が、コイル３６の少なくとも一部分を収容することができるコイルハウジング５５を有する。いくつかの実施形態では、脱着システム３２が、コイル３６の種々の構成要素を接続するコイルコネクタサブ組立体６２（図６Ｄ）をさらに有することができる。

【0035】

[0061]動作中、上側カム４２が入力シャフト４８と等しい速度で回転する。下側カム４０が可変速度で回転する。下側カム４０が、上側カム４０の係合中および切り離し中を除いて、入力シャフト４６と等しい速度で回転する。回転から軸方向の運動へのこのシフトを容易にするためには、カム部材４２、４０の相対的な回転が必要である。下側カム４０に選択的に係合されるために電磁コイル３６によって作動されるパイロットクラッチ３８により、下側カム４０の回転の速度が低下させられる。下側カム４０に対してのクラッチ３８による下側カム４０の選択的な係合が、下側カム４０の回転を低下させる。次いで、下側カム４０の回転運動が軸方向の運動へと変換され、この軸方向の運動が、入力シャフト４８との組み合わせで、下側カム４０を基準として上側カム４２を回転させ、それにより入力シャフト４８および出力シャフト４６を係合させたり切り離したりし、それによりＡＤＷ組立体を選択的に接続したり脱着したりする。いくつかの実施形態では、電磁コイル３６がカム部材４０、４２のうちの一方を直接に選択的に係合させたり切り離したりするためのパイロットクラッチとして動作し、それによりカム部材４０、４２の回転運動を軸方向の運動へと変換する。

【0036】

[0062]図６Ｂに示される係合位置では、上側カム４２が入力シャフト４８および出力シャフト４６の両方のスプラインに合わせられ、入力シャフト４８および被駆動シャフト４６をつなぎ、それにより例えばフロントホイール１２およびリアホイール１４などの車両のフロントホイールおよびリアホイールに動力供給する。いくつかの実施形態では、これにより全輪駆動動作となる。図６Ｂに示される係合位置では、上側カム４２が入力シャフトおよび主要な被駆動シャフトの両方のスプラインに合わせられ、それによりカム４０、４２の両方が等しい速度で動作する。

【0037】

[0063]図６Ｃに示される切り離し位置では、上側カム４２が入力シャフト４８および被駆動シャフト４６から脱着され、それにより入力シャフト４８と被駆動シャフト４６との間の接続を切断し、全輪駆動を脱着する。いくつかの実施形態では、全輪駆動システムの脱着時に入力シャフト４８がリアホイール１４に接続され得、後輪駆動となる。切り離し位置では、上側カム４２のスプラインが出力シャフト４６から切り離され、それによりクラッチが下側カムに係合され、それにより下側カム４０の回転速度を低下させる。

【0038】

[0064]動作中、図６Ｃに示される切り離し状態では、コイル３６がクラッチプレート３９、４１のうちの１つまたは複数のクラッチプレートに接触することによりクラッチ３８に係合され、下側カム４０の回転を制動する。この作用により、上側カム４２および下側カム４０から構成されるシフトスリーブ組立体５４が付勢部材（ばね）４４の方に付勢され、付勢部材４４が上述した手法と同様の手法で車両からエネルギーをチャージされ、付勢部材４４が上側カム４２に係合されることにより出力シャフト４６を入力シャフト４８から切り離す。少なくともいくつかの実施形態では、車両からのエネルギーが入力シャフト４８からの回転エネルギーの形態である。図６Ｂに示される、次の係合サイクルで、コイル３６が再び作動され、それにより付勢部材４４が解放され、上側カム４２に係合される。次いで、上側カム４２が入力シャフト４８および出力シャフト４６をつなぎ、それにより入力シャフト４４８および出力シャフト４６を係合する。

【0039】

[0065]係合位置から切り離し位置まで移動するためには、上側カム４２が傾斜部分を横断しなければならない。これが上側カム４２のための作り付けのデテントを提供し、上側カム４２が傾斜部を横断するためには、上側カム４２と下側カム４０との間の物理的なバリアに打ち勝つためのトルクが必要となる。

【0040】

[0066]図５Ｃは脱着システム３２の組立図であり、上側カム４２およびスラストワッシャ５３が、下側カム４０および上側カム４２の中心を通って延びる入力シャフト４８のスプラインに合わされているのをより明瞭に示している。上側カム４２およびスラストワッシャが、スプラインを有して固定される接続部を介することを含めた多数の手法で入力シャフト４８のスプラインに合わされ得る。図３に示されるように、下側カム４０が、入力シャフト４８に対しての内径パイロット接続部と、パイロットクラッチ３８の内側クラッチプレート３９に対しての外径スプライン接続部とを有する。したがって、下側カム４０およびパイロットクラッチ３８が入力シャフト４８のスプラインに合わされないが、代わりに入力シャフト４８まで誘導される。動作中、入力シャフト４８が脱着システム３２の構成要素の回転を駆動する。入力シャフト４８による電磁コイル３６の励磁が、クラッチプレート３９、４１の間に抗力を発生させるか、またはパイロットクラッチ３８により上側カム４２が付勢部材４４を圧縮してそれにより本明細書で説明されるように出力シャフト４６を入力シャフト４８から切り離す。クラッチプレート３９、４１のうちの１つまたは複数のクラッチプレートが固定されてハウジング３４を脱着する。上述したように次いでコイルを励磁することにより上側カム４２が同様に一定量だけ回転させられ、それにより付勢部材４４を解放し、入力シャフト４８および出力シャフト４６が係合される。

【0041】

[0067]本明細書で説明されるように、この実施形態では、脱着システム３２が、図２Ａに示されるセンサ５０などのセンサを有する。センサ５０が、同様に、上側カム４２が接続されているかまたは脱着されているかを決定するために上側カム４２の位置を監視する制御システム（図示せず）の一部分であってよい。上側カム４２上の位置センサ５０が、コイル３６が励磁されるかどうかを制御するのにおよび上側カム４２の係合の継続時間を制御するのに使用される。制御システムが、全輪駆動組立体の接続状態を決定するための制御装置（図示せず）を有することができる。制御装置が、メモリと、無線通信サブシステムと、駆動環境の外部条件に応答して車両の全輪駆動組立体の全輪駆動状態を接続したり脱着したりするように構成されるプロセッサと、を含めた複数の構成要素を有することができる。

【0042】

[0068]次に図７Ａから７Ｃを参照すると、上側カム４２および下側カム４０の図が開示されている。上側カム４２および下側カム４０が約４．５ｍｍの軸方向の運動を行うように設計される。係合プロフィール（例えば、係合プロフィールの例が図９Ａに示される）が、迅速なシフトのための急斜面である。切り離しプロフィールは、迅速な切り離しを必要しないことを理由として、緩やかな傾斜である。いくつかの実施形態では、上側カム４２および下側カム４０を一体に保持することを目的としてならびにカム部材４２、４０のうちの１つまたは複数のカム部材のモーションを防止することを目的として、正方向の荷重構成（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｌｏａｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）のために、デテントがカム部材の頂部のところに含まれる。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されるように、作り付けのデテントが１つまたは複数のカム部材のモーションを制御するのに使用され得る。

【0043】

[0069]次に図８Ａおよび８Ｂを参照すると、脱着システム８０の別の実施形態の断面図が開示されている。図９Ａに見られるように、この実施形態では、車両のモーションがボールランプを回転させ、それにより１つまたは複数のシャフトを係合させたりまたは切り離したりする。ＰＴＵ２４などのＰＴＵ内に位置する、脱着システム８０が、ＡＷＤ脱着システムのＰＴＵ２４などのＰＴＵの出力装置を接続したり脱着したりするのに使用される自己励磁コイル８２を備える。

【0044】

[0070]パイロットクラッチ８１の内側プレート（この実施形態では図示されないが、内側プレート３９に類似してよい）が、カムスリーブ組立体（上側カム）４２と同様の機能を果たす回転カム８４に接続される。パイロットクラッチ８１の外側プレート（この実施形態では図示されないが、外側プレート４１に類似してよい）が、パイロットドラム９９の端部に接続される。パイロットドラム９９の第２の端部がアクチュエータスライド８６に接続されてアクチュエータスライド８６と共に回転するが、アクチュエータスライド８６と共に軸方向には移動しない。アクチュエータスライド８６が、クラッチの入ったカムおよび下側カム４０と同様の機能を果たす。面上にボールまたはローラを有することができる回転カム８４がアクチュエータスライド８６の面上のカムプロフィールに接触する。アクチュエータスライド８６に接続される回転カム８４が、回転カム８４の回転モーションをアクチュエータスライド８６の軸方向のモーションへと変換する。同様に、アクチュエータスライド８６が、アクチュエータスライド８６が軸方向に移動するときに圧縮されるばね９４などの付勢部材に接続される。また、アクチュエータスライド８６がハウジング９８を基準として回転しないように固定されるが、ハウジング９８に対して摺動するように構成される。クラッチスライド９０がアクチュエータスライド８６に接続され、アクチュエータスライド８６と共に軸方向に運動するが、アクチュエータスライド８６を基準として自由に回転することが可能である。クラッチスライド９０がメインシャフト９２（入力シャフト４８と同様の機能を果たす）に接続され、メインシャフト９２と共に回転するが、メインシャフト９２を基準として軸方向に運動することが可能である。クラッチスライド９０が面上にギア歯（図示されないが、歯７６に類似してよい）を有するが、トランスミッション出力装置９７上の同様の歯形と対合する。少なくとも一部の例示の実施形態では、脱着システム８０が線形位置トランスデューサ９６をさらに有し、いくつかの実施形態では、線形位置トランスデューサが、メインシャフト９２の回転モーションをコイル８２に動力供給するための対応する電気信号へと変換する線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ：ｌｉｎｅａｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）であってよい。トランスデューサ９６がアクチュエータスライド８６上の傾斜機能に接触する（図９Ａを参照されたい）。傾斜のプロフィールと、コイル電流と、デルタ速度（ｄｅｌｔａ ｓｐｅｅｄ）と、アクチュエータスライド８６の位置とを示すグラフが図９Ｂに示されている。

【0045】

[0071]動作中、メインシャフト９２を出力装置９７から脱着するために、コイル８２が励磁され、パイロットクラッチ８１の内側プレートおよび外側プレートが一体に付勢され、それにより内側プレートと外側プレートとの間に抗力を発生させる。車両の動作中、メインシャフト９２が、動力伝達装置およびトラスミッションの残りの部分を通して接続されていることから、回転する。パイロットドラム９９がアクチュエータスライド８６に接続され、アクチュエータスライド８６がメインシャフト９２に接続され、その結果、パイロットドラム９９がメインシャフト９２と等しい速度で回転する。回転カム８４が、パイロットクラッチ８１を通して接続されることを除いて、回転構成要素には一切接続されない。パイロットクラッチ８１内に抗力が発生すると、パイロットドラムからの回転が回転カム８４に伝達され、それにより回転カム８４がアクチュエータスライド８６に逆らって回転する。カム８４の回転がアクチュエータスライド８６を軸方向に移動させ、それによりばね９４が圧縮され、さらにメインシャフト９２が出力シャフト９７から切り離される。

【0046】

[0072]ＰＴＵ２４を接続するために（つまり、メインシャフト９２を出力装置９７に接続するために）、ＲＤＭ３０内の調整クラッチ（図示せず）が作動され、それにより動力伝達装置の脱着部分を同期させ（前方動力伝達装置１６または後方動力伝達装置１８のいずれか）、それによりトラスミッション出力装置９７の速度に適合させる。この同期中、ＰＴＵ２４内のメインシャフト９２が回転してこの速度に達する。コイル８２が励磁され、パイロットクラッチ８１の内側プレートおよび外側プレートが一体にパイロットクラッチ８１を跨る抗力を発生させる。パイロットドラム９９がクラッチスライド９０に接続され、クラッチスライド９０がメインシャフト９２と共に回転する。パイロットドラム９９の回転がパイロットクラッチ８１を跨るようにして伝達され、回転カム８４を回転させる。回転カム８４が回転すると、アクチュエータスライド８６上の対合するカム面が鋭利な移行部分に到達し、それによりばね９４からのばねエネルギーを解放し、アクチュエータスライド８６をトランスミッション出力装置９７の方に移動させ、シャフト９２、９７の面上のギア歯を通してメインシャフト９２および出力シャフト９７を接続する。

【0047】

[0073]少なくとも一部の実施形態では、脱着システムが、入力シャフトおよび出力シャフトを係合させたりまたは切り離したりするために、１つまたは複数のカム上に配置されるボールまたはローラを使用することができる。図１２に見られるように、この実施形態では、車両のモーションがボールランプを回転させ、それにより１つまたは複数のシャフトを係合させたりまたは切り離したりする。図１０から１２を参照すると、脱着システム１００の別の実施形態が開示されている。脱着システム１００が同様にＰＴＵ２４などのＰＴＵ内に位置してよく、ＡＷＤ脱着システムのＰＴＵ２４の出力装置２６などの出力装置を接続したり脱着したりするのに使用される。

【0048】

[0074]図１０Ａから１１Ｂに示される実施形態では、脱着システム１００が、メインシャフト１０４を駆動することができるモータ１０２によって動力供給される。モータ１０２が駆動ギア１０６に接続され、駆動ギア１０６が一定のギア比で回転カム１０８に接続される。回転カム１０８が外周上のギア機能を収容し、駆動ギア１０６に噛合される。回転カム１０８の面上にボール（図１０Ａおよび１０Ｂ）またはローラ（図１１Ａおよび１１Ｂ）を有することができる回転カム１０８が、アクチュエータスライド１１０の面上のカムプロフィールに接触する。回転カム１０８がアクチュエータスライド１１０に接続され、回転カム１０８の回転モーションをアクチュエータスライド１１０の軸方向のモーションへと変換する。アクチュエータスライド１１０が、付勢部材（ばね）１１２に接続され、アクチュエータスライド１１０が軸方向に移動するときに圧縮される。また、アクチュエータスライド１１０がハウジング１１４に対してのスプラインを有する接続部により回転しないように固定されるが、ハウジング１１４を基準として軸方向に移動することが可能である。クラッチスライド１１６がアクチュエータスライド１１０に接続され、アクチュエータスライド１１０と共に軸方向に移動するが、アクチュエータスライド１１０を基準として自由に回転することが可能である。クラッチスライド１１６がメインシャフト１０４に接続され、メインシャフト１０４と共に回転するが、メインシャフト１０４を基準として軸方向に移動することが可能である。クラッチスライド１１６が面上にギア歯を有し、トランスミッション出力装置１１８上の同様の歯形と対合する。脱着システム１００が、トランスデューサ９６と同様の線形位置トランスデューサ１１８をさらに有し、線形位置トランスデューサ１１８がアクチュエータスライド１１０上の傾斜機能に接触する。

【0049】

[0075]他の実施形態と同様に、接続状態において、モータ１０２が回転すると、回転カム１０８が駆動ギア１０６とのその接続を介して回転させられる。回転カム１０８が、アクチュエータスライド１１０に接触した状態で、その回転モーションを、アクチュエータスライド１１０のカムプロフィールに従ってアクチュエータスライド１１０の軸方向のモーションへと変換する。アクチュエータスライド１１０が軸方向に移動すると、アクチュエータスライド１１０のカムプロフィールがデテント位置に入るまで、ばね１１２または同様の付勢部材が圧縮する。この位置では、ばね１１２が完全に圧縮される。ばねの圧縮時にクラッチスライド１１６がアクチュエータスライド１１０と共に移動し、トラスミッション出力装置１１８との対合から外すように面クラッチ歯（ｆａｃｅ ｃｌｕｔｃｈ ｔｅｅｔｈ）を切り離し、ＰＴＵ２４をトラスミッション２２から脱着する。

【0050】

[0076]ＰＴＵ２４を接続するために、モータ１０２が回転してさらに回転カム１０８をアクチュエータスライド１１０上のカムプロフィールを基準として回転させて、急激な運動の移行の起こり得る脱着システム３２の領域に入れる。回転カム１０８がこのプロフィールまで移動すると、圧縮されたばね１１２からエネルギーが迅速に解放されることを理由として、急激な移行部によりアクチュエータスライド１１０が回転カム１０８の方に迅速に移動することが可能となる。アクチュエータスライド１１０が回転カム１０８の方に移動すると、クラッチスライド１１６がアクチュエータスライド１１０と共に移動し、クラッチスライド１１６の面上のギア歯をトランスミッション出力装置９に係合させる。トランスデューサ１２０が、アクチュエータスライド１１０の位置および係合状態を決定することを目的としてフィードバック制御のために使用される。

【0051】

[0077]ＡＷＤ脱着システムに関連させて本発明を説明してきた。しかし、本発明は、前方アクスルの脱着の他の脱着システムのためにも使用され得る。本発明は例示的な形で説明されるが、使用される用語が、限定的ではなく、本質的に用語を説明することを意図されることを理解されたい。上記の教示に照らして、本発明の多くの修正形態および変形形態が可能である。種々の実施形態および下位の実施形態が組み合わされ得る。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明が、具体的に説明される手法以外の手法でも実施され得ることを理解されたい。本明細書および列挙される特許請求の範囲で説明される主題は、テクノロジーにおけるあらゆる適切な変化もカバーして包含することを意図される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12】