JP4638872B2 - 多板クラッチを備えたコンパクトな駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動可能な複数のアクスルを備えた自動車のパワートレーンに使用するための駆動装置に関する。このような形式の駆動装置は、公知先行技術に基づきすでに公知である。たとえば、ドイツ連邦共和国特許第４０２１７４７号明細書は、駆動可能な２つのアクスルを備えた自動車に用いられる駆動装置を示している。両アクスルのうち、第１のアクスルは駆動ユニットによって常に駆動され、第２のアクスルは外部で制御可能にツインクラッチ装置を介して切換可能である。このツインクラッチ装置は、２つの摩擦板セットを備えた一緒に駆動可能なクラッチハウジングを有している。両摩擦板セットは、それぞれクラッチケースに相対回動不能に結合された外摩擦板と、それぞれ第２の駆動アクスルのサイドシャフトに相対回動不能に結合された個々のセットの内摩擦板とを有している。

ヨーロッパ特許第４６６８６３号明細書に基づき、長手方向アクスルに配置された多板クラッチと、この多板クラッチに後置されたディファレンシャル伝動装置とを有する駆動装置が公知である。多板クラッチは、ケースとボスとを有している。ケースは、このケースに対して相対回動不能に結合された外摩擦板を備えている。ボスは、このボスに相対回動不能に結合された内摩擦板を備えている。この場合、外摩擦板と内摩擦板とは、軸方向で互いに交互に配置されている。クラッチケースは、ディファレンシャル伝動装置を駆動するための駆動ジャーナルに相対回動不能に結合されている。多板クラッチとディファレンシャル伝動装置とは、２つの部分から成るハウジング内に配置されている。このハウジングは、スリーブ状の付設部を備えた壁によって分離された室を有している。スリーブ状の付設部内には、ディファレンシャル伝動装置を駆動するための駆動ジャーナルが回動可能に支承されている。この場合、多板クラッチはスリーブ状の付設部に軸方向で隣り合って配置されている。

類似の装置が、ＤＥ６９６１０９８２Ｔ２に基づき公知である。この公知の装置では、ディファレンシャル伝動装置を駆動するための駆動ジャーナルと、この駆動ジャーナルにトルクを切り換えるための多板クラッチとが、共通のハウジング内に支承されている。

ここから出発して、本発明の課題は、必要に応じて駆動可能なアクスルを備えた自動車のパワートレーンに使用するための駆動装置を改良して、軸方向の構成スペースが短縮されていると共に重量が低減されているようにすることである。

この課題は、本発明によれば、必要に応じて駆動可能なアクスルを備えた自動車のパワートレーンに使用するための駆動装置において、伝動装置ハウジングを備えた伝動装置が設けられており、伝動装置ハウジングが、スリーブ状の付設部を有しており、該付設部内に伝動装置入力軸が回動可能に支承されており、伝動装置に前置された多板クラッチが設けられており、該多板クラッチが、伝動装置ハウジングに結合されたクラッチハウジング内に回動可能に支承されており、さらに、多板クラッチが、トルクを導入するためのクラッチ入力部分と、伝動装置入力軸に相対回動不能に結合されたクラッチ出力部分とを有しており、多板クラッチが、スリーブ状の付設部に対して同軸的に外側に配置されていて、該付設部に少なくとも部分的に軸方向で被さっていることによって解決される。

本発明による駆動装置は、軸方向の構成スペースが著しく短縮されており、したがって、重量も低減することができるという利点を提供している。この場合、内部に伝動装置入力軸が支承されたスリーブ状の付設部をクラッチハウジング内に十分に押し込むことができ、これによって、駆動装置全体がコンパクトに形成されている。

具体的な構成では、多板クラッチが、トルク伝達のためのクラッチ摩擦板のセットを有しており、該クラッチ摩擦板が、軸方向で交互にクラッチ入力部分とクラッチ出力部分とに相対回動不能に結合されており、クラッチ摩擦板のセットが、スリーブ状の付設部に少なくとも部分的に軸方向で被さっていることが提案されている。

本発明の有利な構成によれば、多板クラッチが、クラッチ入力部分に固く結合されたケースと、クラッチ出力部分に固く結合されたボスとを有しており、クラッチ摩擦板のセットの外摩擦板が、ケースに相対回動不能に結合されており、セットの内摩擦板が、ボスに相対回動不能に結合されている。

伝動装置入力軸が、軸方向で互いに間隔を置いて配置された２つの転がり軸受けによって伝動装置ハウジングのスリーブ状の付設部内に支承されており、クラッチ摩擦板のセットが、少なくとも一方の転がり軸受けに軸方向で被さっていると有利である。この構成によって、特に短い軸方向の構造長さが達成される。

本発明の具体的な構成では、クラッチ入力部分が、中空軸の形で形成されており、該中空軸の内径が、伝動装置入力軸の外径よりも大きく寸法設定されており、中空軸が、伝動装置入力軸に対して同軸的に配置されていて、該伝動装置入力軸に部分的に軸方向で被さっている。この構造上の構成は、コンパクト形成される駆動装置に対する別の手段を成している。

多板クラッチのクラッチ出力部分が、スリーブの形で形成されており、該スリーブが、スプライン結合を介して伝動装置入力軸に相対回動不能に結合されていて、位置固定リングによってクラッチ側の転がり軸受けの軸受け内輪に対して軸方向で緊締されていると有利である。この場合、スリーブは、クラッチの中空軸の内径よりも小さな外径を有しており、これによって、両構成部分を互いに軸方向で重ねて配置することができる。中空軸が、第１の軸受けによってクラッチハウジング内に回動可能に支承されていて、第２の軸受けによってスリーブに回動可能に支承されていると有利である。

有利な改良形によれば、クラッチ摩擦板のセットが、ボスに結合された支持ディスクに対して支持されていて、押圧ディスクによって負荷可能であり、多板クラッチを押圧ディスクの負荷によって操作するための作動装置が設けられている。この作動装置の操作によって、押圧ディスクが支持ディスクに対して負荷され、これによって、多板クラッチが接続される。こうして、自動車の長手方向駆動軸を介して導入されたトルクが第２の駆動アクスルにも伝達される。

作動装置は種々異なる形式で形成されていてよい。この場合、特にハイドロリック式、電動モータ式または電磁式の駆動装置が考慮される。作動装置が、ボールカム装置の形で形成されており、該ボールカム装置が、周方向で逆向きの勾配を有するボール溝を備えた、互いに向かい合いって位置する２つのディスクと、ボール溝内に保持されたボールとを有しており、一方のディスクが、クラッチハウジング内に相対回動不能に嵌め込まれており、他方のディスクが、電動モータを介して回動駆動可能であり、少なくとも間接的に押圧ディスクを負荷するようになっていると有利である。電動モータのスイッチオンによって、駆動可能なディスクが、クラッチハウジング内に不動に嵌め込まれたディスクに対して回動させられ、これによって、両ディスクの軸方向の間隔が、ボール溝内でのボールの転動時に軸方向で増加させられ、多板クラッチが負荷される。この場合、駆動可能なディスクが、ボールによって、クラッチハウジング内に嵌め込まれたディスクに対して半径方向でセンタリングされていると有利である。

有利な構成では、伝動装置が、ディファレンシャル伝動装置であり、該ディファレンシャル伝動装置が、伝動装置入力軸によって駆動されるディファレンシャル歯車セットと、該ディファレンシャル歯車セットによって回動駆動されて、第１の出力軸および第２の出力軸とを有している。この場合、第１の出力軸と第２の出力軸とは、自動車の、必要に応じて切り換えることができる第２のアクスルに所属している。

以下に、本発明の有利な実施例を図面につき説明する。このうち、ただ１つの図面には、本発明による駆動装置が縦断面図で示してある。

駆動可能な複数のアクスルを備えた自動車（図示せず）のパワートレーンに使用するために働く駆動装置が示してある。この場合、第１の駆動アクスルは永続的に駆動されており、第２のアクスルは必要に応じて切り換えられてよく、これによって、トルクが第２のアクスルシャフトに伝達される。このためには、駆動装置１が、部分的にしか図示していないディファレンシャル伝動装置２と、このディファレンシャル伝動装置２を切り換えるための多板クラッチ３と、この多板クラッチ３を操作するための作動装置４とを有している。

ディファレンシャル伝動装置２は、クラッチハウジング８のフランジ７に接続するためのフランジ６を備えた伝動装置ハウジング５と、スリーブ状の付設部１０とを有している。この付設部１０は、外向きに伝動装置ハウジング５から突出してクラッチハウジング８内に突入していて、伝動装置入力軸を支承するために働く。この伝動装置入力軸は傘歯車１１を備えた駆動ジャーナル９の形で形成されている。この駆動ジャーナル９は２つの転がり軸受け１２，１３によって背面組合せ配列でスリーブ状の付設部１０内に支承されている。

クラッチハウジング８は円筒状に形成されていて、スリーブ状の付設部１０に対して同軸的に配置されている。この場合、クラッチハウジング８は付設部１０にほぼ完全に軸方向で被さっている。こうして、円筒状のクラッチハウジング８とスリーブ状の付設部１０との間に環状室１４が形成されている。この環状室１４内には、多板クラッチ３が、スリーブ状の付設部１０に部分的にかつクラッチ側の転がり軸受け１２に完全に軸方向で被さるように配置されている。これによって、比較的短い軸方向の構造長さを備えた駆動装置１のコンパクトな構造が達成される。

多板クラッチ３は、ケース１５とボス１７とを有している。ケース１５内には、外摩擦板１６が相対回動不能にかつ軸方向に移動可能に保持されている。ボス１７には、内摩擦板１８が相対回動不能にかつ軸方向に移動可能に保持されている。この場合、外摩擦板１６と内摩擦板１８とは軸方向で互いに交互に配置されていて、クラッチ摩擦板のセットを形成している。ケース１５は、中空軸２２の形で形成されたクラッチ入力部分と一体に形成されている。この中空軸２２は、トルクを自動車の長手方向駆動軸（図示せず）から駆動装置に導入するために働く。このためには、長手方向歯列２３が設けられている。この長手方向歯列２３には、長手方向駆動軸の相応の外側歯列が相対回動不能に噛み合っていてよい。中空軸２２はクラッチ側で第１の軸受け２４によってクラッチハウジング８内に回動可能に支承されている。この場合、クラッチハウジング８と中空軸２２との間に形成された環状室はシールリング２５によってシールされている。

多板クラッチ３のボス１７はスリーブ２６の形のクラッチ出力部分に相対回動不能に結合されている。この場合、両構成部分は一体に製作されている。スリーブ２６は、トルク伝達のために、駆動ジャーナル９にスプライン結合されている。スリーブ２６は、駆動ジャーナル９にねじ被せられた位置固定リング２９によって緊締されている。この位置固定リング２９はナットの形で形成されている。したがって、スリーブ２６は、軸方向でクラッチ側の転がり軸受け１２の軸受け内輪３１に向かって負荷されていて、半径方向で第２の軸受け３２によって中空軸２２内に回動可能に支承されている。この場合、中空軸２２と、駆動ジャーナル９に相対回動不能に結合されたスリーブ２６とは軸方向で重なっており、これによって、短い軸方向の構造長さが達成される。

伝動装置側には、ボス１７が、一体成形された支持ディスク３３を有している。この支持ディスク３３に対して、クラッチ摩擦板１６，１８のセットが軸方向で支持されている。支持ディスク３３には、全周にわたって分配された複数の孔３４が設けられている。これらの孔３４を通してオイルを、支持ディスク３３に取り付けられた搬送ホイール３５によって多板クラッチ３の回転時にクラッチハウジング８の内室からクラッチケース１５内に冷却および潤滑のために搬送することができる。

支持ディスク３３と反対の側に位置して、押圧ディスク３６が配置されている。この押圧ディスク３６は、介在するクラッチ摩擦板１６，１８を負荷するために働く。押圧ディスク３６は、ボールカム装置４の形で形成された作動装置によって作動ディスク３７を介して操作することができる。

ボールカム装置４は、第１のボール溝３９を備えた、クラッチハウジング８内に不動に嵌め込まれた第１のディスク３８と、この第１のディスク３８に向かい合って位置する、第２のボール溝４２を備えた第２のディスク４１とを有している。この第２のディスク４１は回動駆動可能であり、第１のディスク３８に対して相対的に回動可能である。さらに、ボールカム装置４は、ボール溝３９，４２内に保持されたボール４３を有している。第１のボール溝３９は第２のボール溝４２に対して周方向で逆向きの勾配を有しており、これによって、第１のディスク３８に対して相対的な第２のディスク４１の回動が、多板クラッチ３に向けられた第２のディスク４１の軸方向移動を生ぜしめる。この場合、この第２のディスク４１はボール４３を介して第１のディスク３８に対して半径方向でセンタリングされて保持されていて、スラスト軸受け４４を介して作動ディスク３７に対して支持されている。この作動ディスク３７はクラッチケース１５に対して軸方向に移動可能である。この場合、ばね手段４５が設けられている。このばね手段４５は作動ディスク３７を多板クラッチ３から離れる方向に負荷する。したがって、ボールカム装置４の操作されない状態では、押圧ディスク３６が負荷されておらず、これによって、クラッチケース１５がクラッチボス１７に対して相対的に回動することができ、トルクが駆動ジャーナル９に伝達されない。電動モータ４６によるボールカム装置４の操作によって、両ディスク３８，４１が互いに相対的に回動させられ、これによって、回動可能な第２のディスク４１が軸方向で多板クラッチ３の方向に移動させられる。こうして、外摩擦板１６と内摩擦板１８とが軸方向に支持ディスク３３と押圧ディスク３６との間で負荷され、これによって、トルクが自動車の長手方向駆動軸からディファレンシャル伝動装置の駆動ジャーナル９に伝達される。したがって、自動車の第２のアクスルが切り換えられる。

電動モータ４６はアダプタ４７によってクラッチハウジング８にフランジ接続されている。第２のディスク４１の駆動は出力軸４８と変速段４９とを介して行われる。この場合、駆動される円筒歯車１９は第２のディスク４１の歯列２１に噛み合っている。

本発明による駆動装置の縦断面図である。

符号の説明

１ 駆動装置、 ２ ディファレンシャル伝動装置、 ３ 多板クラッチ、 ４ 作動装置、 ５ 伝動装置ハウジング、 ６ フランジ、 ７ フランジ、 ８ クラッチハウジング、 ９ 駆動ジャーナル、 １０ 付設部、 １１ 傘歯車、 １２ 転がり軸受け、 １３ 転がり軸受け、 １４ 環状室、 １５ ケース、 １６ 外摩擦板、 １７ ボス、 １８ 内摩擦板、 １９ 円筒歯車、 ２１ 歯列、 ２２ 中空軸、 ２３ 長手方向歯列、 ２４ 軸受け、 ２５ シールリング、 ２６ スリーブ、 ２９ 位置固定リング、 ３１ 軸受け内輪、 ３２ 軸受け、 ３３ 支持ディスク、 ３４ 孔、 ３５ 搬送ホイール、 ３６ 押圧ディスク、 ３７ 作動ディスク、 ３８ ディスク、 ３９ ボール溝、 ４１ ディスク、 ４２ ボール溝、 ４３ ボール、 ４４ スラスト軸受け、 ４５ ばね手段、 ４６ 電動モータ、 ４７ アダプタ、 ４８ 出力軸、 ４９ 変速段

Claims (1)

1. 必要に応じて駆動可能なアクスルを備えた自動車のパワートレーンに使用するための駆動装置において、
   伝動装置ハウジング（５）を備えた伝動装置（２）が設けられており、伝動装置ハウジング（５）が、スリーブ状の付設部（１０）を有しており、該付設部（１０）内に伝動装置入力軸（９）が、軸方向で互いに間隔を置いて配置された２つの転がり軸受け（１２，１３）によって回動可能に支承されており、
   伝動装置（２）に前置された多板クラッチ（３）が設けられており、該多板クラッチ（３）が、伝動装置ハウジング（５）に結合されたクラッチハウジング（８）内に回動可能に支承されており、さらに、多板クラッチ（３）が、トルクを導入するためのクラッチ入力部分（２２）と、伝動装置入力軸（９）に相対回動不能に結合されたクラッチ出力部分（２６）とを有しており、
   多板クラッチ（３）のクラッチ出力部分（２６）が、スリーブの形で形成されており、該スリーブが、スプライン結合を介して伝動装置入力軸（９）に相対回動不能に結合されていて、位置固定リング（２９）によってクラッチ側の転がり軸受け（１２）の軸受け内輪（３１）に対して軸方向で位置固定されており、
   多板クラッチ（３）が、スリーブ状の付設部（１０）に対して同軸的に外側に配置されていて、該付設部（１０）に少なくとも部分的に軸方向で被さっており、多板クラッチ（３）が、少なくともクラッチ側の転がり軸受け（１２）に軸方向で被さっていることを特徴とする、必要に応じて駆動可能なアクスルを備えた自動車のパワートレーンに使用するための駆動装置。

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