JP4968567B2 - 不整地変速段を持つ自動車用動力分配装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、不整地変速段を持つ自動車用動力分配装置であって、ハウジング、入力軸、この入力軸と同軸的な第１の出力軸、入力軸に対してずれている第２の出力軸、減速ユニット、クラッチユニット及びオフセット伝動装置から成るものに関する。この形式の動力分配装置は「シングルオフセット」とも称される。これは、とりわけ縦方向に水平の機関−伝動装置ブロックを持つ全輪駆動の乗用自動車及び軽商用車のために使用され、減速ユニットにより道路走行から不整地走行へ切換え可能であり、しばしば車軸間差動装置が省略され、第２の駆動車軸の駆動装置が接続可能である。
【０００２】
最初にあげた動力分配装置は、欧州特許出願公告第８８２９１２号明細書から公知である。この動力分配装置では、入力軸の側にある減速ユニットは、ハウジングに固定した環状歯車を持つ遊星歯車装置及び遊星キャリアにある従動部である。そのすぐ後に、付属の切換え装置が収容されている。それに従ってオフセット伝動装置の駆動車があり、最後に第２の駆動車軸の接続用クラッチがある。
【０００３】
この装置は種々の欠点を持っている。即ちハウジングに固定した環状歯車のため、遊星歯車装置が道路走行においてもかみ合いにより一緒に回転し、それにより騒音発生及び摩耗が増大する。更にこの構造の遊星歯車装置では、不整地走行のために通常の減速比の設計の際、不利に小さい遊星歯車が生じる。更に環状歯車は製造に比較的費用がかかる。遊星歯車装置とオフセット伝動装置の駆動車との間の切換え装置は、全長を大きくし、オフセット伝動装置を後方へずらす。これらのことは、とりわけハウジングによる衝撃音放射のため不利である。
【０００４】
従って本発明の目的は、最初にあげた動力分配装置において、前述した欠点を除去することである。動力分配装置が静かに少ない摩耗で回転し、できるだけ小さく、安価であり、第２の出力軸ができるだけ前方に離れているようにする。
【０００５】
本発明によれば、これは、減速ユニットが、入力軸に相対回転しないように結合される中心の駆動歯車、同様に中心の従動歯車、及びハウジングに固定した軸線の周りに回転可能でそれぞれ２つの中間歯車を持つ少なくとも２つの中間歯車装置、中心の駆動歯車に相対回転しないように結合される第１の従動軸、及び中心の従動歯車に相対回転しないように結合される中空の第２の従動軸から成り、２つの中間歯車のうち一方の中間歯車が中心の駆動歯車にかみ合い、他方の中間歯車が中心の従動歯車にかみ合い、両方の従動軸が、第１の出力軸と同軸的なクラッチユニットへ至り、オフセット伝動装置が、減速ユニットとクラッチユニットとの間に設けられ、その駆動車が第２の中空軸により回転可能に支持され、クラッチユニットが、第１の従動軸又は第２の従動軸を選択的に第１の出力軸に結合することによって達せられる。
【０００６】
このように達成される減速ユニットは、道路変速段において両方の中間歯車の一緒の空転で直接駆動を可能にし、不整地変速段において最適な減速比（約２．５：１）が容易に実現可能である。固定遊星キャリアを持つ環状歯車なしの遊星歯車装置とも解釈できる減速ユニットと従来技術による遊星歯車装置との比較からわかるように、遊星キャリアの側壁がなくなるため、全長が著しく短くなる。軸線に対して直角な面においても、環状歯車がなくなることにより、所要空間が著しく減少される。両方の中間歯車がほぼ水平な面にあると、所要空間が更に減少される。それにより動力分配装置も、入力軸と第２の出力軸との間の僅かなずれ及び／又は側方ずれで構成することができる。
【０００７】
更に一方が中空軸である両方の同軸的な従動軸は、クラッチユニットを減速ユニットから離して設けるのを可能にする。それによりオフセット伝動装置が、縦方向に見て減速ユニットとクラッチユニットとの間に設けられ、その駆動車が第２の中空軸により回転可能に支持されているようにすることができる。減速ユニットから離れて設けられるクラッチユニットにより、特に短くかつ強固なハウジングが得られ、第２の出力軸は前方に非常に大きく離れて終っている。更にクラッチユニットの直径は限定されていないので、大きいトルクが伝達可能であり、同期可能でもある。
【０００８】
好ましい実施形態では、クラッチユニットが、第１及び第２の一次部分と、これらの一次部分の間に設けられて軸線方向移動可能な二次部分とを持ち、第１の一次部分が第１の従動軸に、また第２の一次部分が第２の従動軸に、相対回転しないように結合され、二次部分が切換えスリーブを形成し、この切換えスリーブが、第１の出力軸に相対回転しないようにかつ軸線方向に移動可能に結合されている（請求項２）。二次部分は、両方の一次部分の間に設けられ、不整地変速段と道路変速段との間の選択のため、中立位置から、一方の変速段又は他方の変速段に係合可能である。包囲する切換えスリーブは、両方の変速段において、第１の出力軸への結合部を形成する。
【０００９】
本発明の展開では、二次部分の切換えスリーブが、接続クラッチによりオフセット伝動装置の駆動車に結合可能である（請求項３）。従って一方のクラッチの二次部分は接続クラッチの駆動部分であり、それにより僅かな部材とクラッチユニットの短い全長とを生じる。接続クラッチが、オフセット伝動装置の駆動車に相対回転しないようにかつ軸線方向移動可能に結合される第１のクラッチ部分と、切換えスリーブに相対回転しないように結合される第２のクラッチ部分とから成っているのがよい（請求項５）。不整地変速段の切換えは接続により妨げられることはない。両方のクラッチは互いに無関係に切換えることができる。
【００１０】
クラッチを構成するため、本発明の範囲内で種々の可能性がある。クラッチは簡単な爪クラッチ又はスリーブクラッチとしてかみ合うように構成できるか又はクラッチ部分の一方又は他方が同期化装置を持っている（請求項５）。動力分配装置の後ろにクラッチユニットを設けると、特に有利である。なぜならば、クラッチ部分の直径が制限されず、同期化のために大きい直径が利用可能だからである。このことは重要である。なぜならば、同期化には、道路変速段と不整地変速段との間の大きい段飛躍の場合、高度の要求が課されるからである。
【００１１】
クラッチユニットが、ハウジングの後ろ側にフランジ結合されるクラッチハウジングに収容されている（請求項６）と、動力分配装置の後ろにクラッチユニットの設けることの別の利点が得られる。その場合動力分配装置のハウジングは更に短く、組立て、近づき易さ及び音放射特性が改善されている。
【００１２】
好ましい実施例の図により本発明が以下に説明される。
【００１３】
図１において、動力分配装置のハウジングは概略的にのみ示され、符号１を付けられている。動力分配装置は、入力軸２を介して図示しない機関−伝動装置ユニットに結合され、入力軸２と同軸的な第１の出力軸３を介して、車軸なるべく全輪駆動自動車の後車軸に結合され、第２の出力軸４を介して、第２の駆動車軸なるべく前車軸に結合されている。ハウジング１内には、動力分配装置の構造群として、減速ユニット５、クラッチユニット６、及び第１の出力軸３に対してずれた第２の出力軸４を駆動するオフセット伝動装置７が収容されている。
【００１４】
減速ユニット５は、入力軸２に相対回転しないように結合される中心の駆動歯車１１、中心の従動歯車１２、及びハウジングに固定した軸線１３上に支持される２つの中間歯車装置１４から成っている。中間歯車装置１４の数は、もっと大きく又は小さく選ぶことができる。２つの中間歯車装置の場合、中心の従動歯車１２の軸受は半径方向力を除かれ、３つの中間歯車装置の場合、中心の従動歯車１２は心出しされる。中間歯車装置１４は、互いに相対回転しないように結合されるか又は一体の第１の中間歯車１５及び第２の中間歯車１６を持っている。中心の駆動歯車１１には第１の従動軸１７が続き、中心の従動歯車１２には、第１の従動軸１７を包囲する中空軸である第２の従動軸１８が続いている。これらの従動軸は、クラッチユニット６を介して、第２の中空軸２０と共に支持されるオフセット伝動装置７の駆動車１９又は第１の出力軸３を選択的に駆動する。なるべく駆動車１９は、ハウジング１内に支持される第２の中空軸２０に相対回転しないように結合されている。駆動車１９は、歯車であるか、又はずれている第２の出力軸４への引張り手段伝達装置の適当に形成される車である。
【００１５】
図２は減速ユニット５の歯車を示しているが、図１とは異なり、ハウジングに固定した軸線１３，１３′は中心の駆動歯車１１の上及び下に配置されているのではなくて、駆動歯車１１の右及び左に配置されている。両方の出力軸３，４の間のずれを小さくしようとする場合、この配置が有利である。
【００１６】
図３には、クラッチ６が既にその同期化された実施形態で示されているが、同期化されないクラッチが構成されることもできる。クラッチユニット６は大体において次のものから成っている。即ち第１の従動軸１７に相対回転しないように結合される第１の一次部分２１，第２の従動軸１８に相対回転しないように結合される第１の一次部分２１，第２の従動軸１８に相対回転しないように結合される第２の一次部分２２，第１の出力軸３に相対回転しないように結合される二次部分２３，及び切換えスリーブ２４。更に接続クラッチ２５が設けられ、その第１のクラッチ部分２６は第２の中空軸２０に相対回転しないように結合され、その第２のクラッチ部分２７は、切換えスリーブ２４を介して第１の出力軸３に相対回転しないように結合されている。
【００１７】
図示した実施例では、二次部分２３が切換えスリーブ２４に固定的に結合されている。この二次部分２３は、ここでは円錐状の接触面２３′，２３″を持っている。道路変速段では、接触面２３′が第１の一次部分２１の接触面に接している（図の上半分）。不整地変速段では、第２の接触面２３″が第２の一次部分２２に接している（図の下半分）。接触面２３′，２３″及び対応する一次部分２１，２２は、同期化クラッチとして構成されている。これらは詳細には説明されない。なぜならば、考えられるすべての種類の同期化クラッチを使用できるからである。切換えスリーブ２４は、一方の側で第１のクラッチ歯２９，３０を介して、第１の出力軸３の部分である従動ボス３１に結合されている。他方の側で切換えフリーブ２４は、第２のクラッチ歯３３，３４を介して、ハウジング内又は第２の従動軸１８上に回転可能に支持可能なボス３５上に支持されている。こうして切換えスリーブ２４は両側で心出しされ、環状溝３２にはまる図示しない切換えフォークにより、軸線方向に移動可能である。
【００１８】
ボス３５は接続クラッチ２５と共同作用する。即ちボスは第２のクラッチ部分２７として構成され、前輪駆動装置が接続される場合、第１のクラッチ部分２６と共同作用する。そのため第１のクラッチ部分２６は、スプライン結合により第２の中空軸２０に、相対回転しないけれども軸線方向移動可能に結合されている。前輪駆動装置の接続のため、第１のクラッチ部分２６は、溝３７へはまる図示しない切換えフォークにより、第２のクラッチ部分２７に係合するまで右方へ押される。ここにも図示しない同期化装置が再び設けられている。クラッチユニット６の全体は、動力分配装置のハウジング１にフランジ結合されるクラッチハウジング３８に収容されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 縦断面図を示す。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線による概略断面を示す。
【図３】 図１の細部ＩＩＩを拡大して示す。

Claims (6)

1. 不整地変速段を持つ自動車用動力分配装置であって、ハウジング（１）、入力軸（２）、この入力軸と同軸的な第１の出力軸（３）、入力軸に対してずれている第２の出力軸（４）、減速ユニット（５）、クラッチユニット（６）及びオフセット伝動装置（７）から成るものにおいて、減速ユニット（５）が、入力軸に相対回転しないように結合される中心の駆動歯車（１１）、同様に中心の従動歯車（１２）、及びハウジングに固定した軸線（１３）の周りに回転可能でそれぞれ２つの中間歯車（１５，１６）を持つ少なくとも２つの中間歯車装置（１４）、中心の駆動歯車（１１）に相対回転しないように結合される第１の従動軸（１７）、及び中心の従動歯車（１２）に相対回転しないように結合される中空軸である第２の従動軸（１８）から成り、２つの中間歯車（１５，１６）のうち一方の中間歯車（１５）が中心の駆動歯車（１１）にかみ合い、他方の中間歯車（１６）が中心の従動歯車（１２）にかみ合い、両方の従動軸（１７，１８）が、第１の出力軸（３）と同軸的なクラッチユニット（６）へ至り、オフセット伝動装置（７）が、減速ユニット（５）とクラッチユニット（６）との間に設けられ、その駆動車（１９）が第２の中空軸（２０）により回転可能に支持され、クラッチユニット（６）が、第１の従動軸（１７）又は第２の従動軸（１８）を選択的に第１の出力軸（３）に結合することを特徴とする、動力分配装置。
2. クラッチユニット（６）が、第１（２１）及び第２（２２）の一次部分（２１，２２）と、これらの一次部分の間に設けられて軸線方向移動可能な二次部分（２３）とを持ち、第１の一次部分（２１）が第１の従動軸（１７）に、また第２の一次部分（２２）が第２の従動軸（１８）に、相対回転しないように結合され、二次部分（２３）が切換えスリーブ（２４）に固定的に結合され、この切換えスリーブ（２４）が、第１の出力軸（３）に相対回転しないようにかつ軸線方向に移動可能に結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の動力分配装置。
3. 二次部分（２３）の切換えスリーブ（２４）が、接続クラッチ（２５）によりオフセット伝動装置（７）の駆動車（１９）に結合可能であることを特徴とする、請求項２に記載の動力分配装置。
4. 接続クラッチ（２５）が、オフセット伝動装置（７）の駆動車（１９）に相対回転しないようにかつ軸線方向移動可能に結合される第１のクラッチ部分（２６）と、切換えスリーブ（２４）に相対回転しないように結合される第２のクラッチ部分（２７）とから成っていることを特徴とする、請求項３に記載の動力分配装置。
5. クラッチ部分（２１，２２，２３，２６，２７）の一方又は他方が同期化装置を持っていることを特徴とする、請求項３に記載の動力分配装置。
6. クラッチユニット（６）が、ハウジング（１）の後ろ側にフランジ結合されるクラッチハウジング（３８）に収容されていることを特徴とする、請求項１に記載の動力分配装置。

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