JP5077784B2 - 駆動力分配を制御可能な自動車用差動歯車装置ユニット - Google Patents

Description

本発明は、２つの出力軸へ駆動力を制御可能に分配するための自動車用差動歯車装置ユニットであって、ハウジング、及びその中に入力部材及び出力軸に伝動結合される２つの出力部材を持つ差動歯車装置、駆動側で差動歯車装置の入力部材に伝動結合される変速歯車装置、及び一方では変速歯車装置の駆動側に伝動結合され、また他方ではそれぞれ１つの出力軸に伝動結合される２つの隣接して液圧制御可能な摩擦クラッチを含んでいるものに関し、摩擦クラッチの位置に応じて付加的なトルクが出力軸に伝達可能であり、両方の摩擦クラッチがそれぞれ内側部分、外側部分、薄板積層体及び押圧ピストンを持っている。

このような差動歯車装置ユニットは、前車軸及び後車軸へ駆動力を分配するための全輪駆動自動車の車軸間差動装置としても、１つの車軸の両方の車輪へ駆動力を分配するための車軸差動装置としても使用可能である。第１の場合両方の出力軸が両方の車軸に伝動結合され、第２の場合両方の出力軸が車軸の個々の車輪に伝動結合されている。

車軸差動装置を対象としている欧州特許第６６２４９２号明細書から、両方の摩擦クラッチを差動歯車装置の同じ側に設けることが公知である。差動歯車装置は、従動側で、両方の摩擦クラッチに共通な外側部分に伝動結合されている。しかしそれは、２つの回転伝達部及び不充分な配置の操作機構を介して、両方の摩擦クラッチの互いに無関係な操作のために、圧力媒体の別々の供給を必要とする。更に両方の摩擦クラッチの内側部分は、１つの出力軸に結合されている。この装置は組立てが困難であり、ハウジングが適当に分割される場合にも、保守及び修理のために接近するのが困難である。

従って本発明の課題は、これらの欠点をなくし、公知の回転伝達部を回避しかつ容易に組立て可能で接近可能な装置を提案することである。

本発明によれば、この課題は請求項１の特徴にとって解決される。

両方の摩擦クラッチの間にハウジング固定の中間部分が設けられて、液圧操作装置を収容していることによって、回転伝達部がなくなり、供給導管を含む液圧操作装置のすべての素子が、回転しない部材にまとめられる。中間部分にある液圧操作機構と摩擦クラッチの押圧ピストンとの間の作用結合は、軸線方向に作用する転がり軸受を介して有効なやり方で行われる。この配置は、摩擦クラッチが″鏡映反転して″設けられていることによって可能になり、従って第１のクラッチの外側部分と第２のクラッチの内側部分が駆動する一次側である。それにより可能な両方の出力軸の配置は組立て及び保守における改善を生じる。全体としてこの配置は、差動歯車装置（遊星歯車又は傘歯車）及び変速歯車装置（固定軸又は遊星歯車）の構造とは無関係である。

好ましい実施形態では、中間部分が両側にそれぞれ１つの環状ピストンを収容し、これらの環状ピストンが推力軸受を介して対応する摩擦クラッチの押圧環に作用する（請求項２）。本発明による配置のため、押圧力を及ぼすために大きい面積の環状ピストンを使用でき、反作用力は軸受を負荷することなく直接ハウジングへ導出される。

更に摩擦クラッチの操作に用いられる制御弁が中間部分に結合されている（請求項３）ので、液圧操作装置全体が交換可能な構造部分にまとめられている。制御弁が中間部分に収容されている（請求項４）のが更によい。こうして弁は外部の影響に対して保護され、差動歯車装置ユニットの組込み影像は突出する部分がない。

有利な展開では、中間部分が油ポンプを収容し、中間部分を貫通する油ポンプの中間軸が、油ポンプの回転子に伝動結合されている（請求項５）。それにより、差動歯車装置ユニットのクラッチ部分はその固有の自主圧力源を持ち、この圧力源が更に他の液圧構造部分を収容する中間部分に既に設けられているので、弁及び押圧ピストンへの接続通路は非常に短く、無視できる圧力損失しか生じない。

油ポンプがゲロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）形式のポンプであり、その内側回転子が中間軸上にはまり、その偏心した外側回転子が中間部分内に回転可能に案内されているのがよい（請求項６）。こうして２つの構造部分だけを中間部分に組込むことにより、特に効率的なポンプが構成され、吸入空間及び吐出空間が中間部分に形成される。

両方の摩擦クラッチを収容するハウジングの部分が、軸線に対して直角な分離面を持ち、この分離面に中間部分及びハウジング蓋が続いていると（請求項７）、すべての液圧素子を収容する中間部分が特によく取付け可能であり、かつよく接近可能である。中間部分が、摩擦クラッチを収容するハウジング部分及びハウジング蓋に対して心出しされる板であり、その外側縁がハウジング輪郭を形成している（請求項８）のがよい。中間部分はこうしてハウジングのフランジと蓋のフランジとの間に心出しされて受入れられ、共通なボルトによりねじ止めされる。中間部分は外方まで延びているので、接続導管を接続するため外部から接近可能である。

図により本発明が以下に説明される。

本発明による差動歯車装置ユニットの縦断面図を示す。 差動歯車装置ユニットのクラッチを収容する部分を拡大して示す。

図１において差動歯車装置ユニットのハウジングは、事情によっては可能な分割に関係なく、全体を１で示され、クラッチを収容するハウジング部分のみが２で示されている。差動歯車装置ユニットは、大体において、ハウジング１，２に収容される次の部分から成っている。即ち入力歯車装置３ここでは傘歯車装置、差動歯車装置４ここでは遊星差動歯車装置、変速歯車装置５、及びハウジング部分２に収容されるクラッチ群６．更に第１の出力軸７及び第２の出力軸８が存在する。これらの出力軸は、図示した実施例では１つの車軸の両方の車輪へ通じているが、前輪駆動車両の車軸間差動歯車装置である場合、車両のそれぞれの車軸へ通じている。出力軸７，８は図示しない針軸受において互いに心出しされ、共に軸受９．１及び９．２によりハウジング１，２ないに支持されている。制御装置１０は概略的にのみ示され、制御弁及び／又は電子制御装置を含んでいる。

差動歯車装置を通る動力の流れは、ここではピニオン１２と傘歯車１３により形成される傘歯車装置３から始まる。傘歯車１３は、環状歯車として構成されて差動歯車装置の入力部材を形成する差動歯車装置ハウジング１４に相対回転しないように結合されている。この傘歯車１３は転がり軸受１５．１，１５．２によりハウジング１内に支持され、遊星歯車１８を持つ遊星キャリヤ１６及び太陽歯車１９を含んでいる。遊星キャリヤ１６は、一方では第１の出力軸７に、他方では中空軸１７に相対回転しないように結合されているか又はそれと一体である。太陽歯車１９は第２の出力軸８に相対回転しないように結合されている。

動力の流れにおいて、差動歯車装置４に変速歯車装置５が続いている。そのため駆動歯車２０が、クラッチ群６の方へ向く差動歯車装置ハウジング１４の側に取付けられている。この駆動歯車２０は、中間歯車２１を介して減速されるか又はなるべく増速されて、既にクラッチ群６に属している従動歯車２２を駆動する。クラッチ群６は、大体において第１の摩擦クラッチ２４、第２の摩擦クラッチ２５、及び両方のクラッチ用の液圧操作装置の一部を収容するハウジング固定の中間部分２６から成っている。中間部分２６は、その基本形状において平行な面を持つ厚い板であり、クラッチハウジング２の分離面２８に一方の側で当接している。他方の側にはハウジング蓋２７が続いて、第２の出力軸８の軸受９．２も保持している。

図２により、摩擦クラッチ２４，２５が詳細に説明される。第１の摩擦クラッチ２４は、推力軸受３１によりハウジング部分２に支持される鐘状の外側部分３０、中空軸１７上にはまる内側部分３２、通常の構造の薄板積層体３３、皿ばねから構成されるクラッチばね３４、及び押圧環３５を含んでいる。押圧環３５により、交互に外側部分３０及び内側部分３２に相対回転しないように結合される薄板から成る薄板積層体３３が、クラッチばね３４の力に抗して圧縮される。クラッチの外側部分３０は、推力軸受３１から遠い方の側で、クラッチ板３６に相対回転しないように結合され、中間部分２６を貫通する中空軸である中間軸３７上にクラッチ板３６が固定的にはまっている。

第２の摩擦クラッチ２５は、中間軸３７に相対回転しないように結合される内側部分４２、薄板積層体４３、クラッチばね４４、押圧環４５、及びボス４１及び連結歯４６により第２の出力軸８に相対回転しないように結合される鐘状外側部分４０を含んでいる。

中間部分２６の外側縁５０は、ハウジング部分２のフランジ５１と蓋２７のフランジ５２との間に心出しされて存在する。すべてこれら３つの部分は、周囲にわたって分布されるボルト５３により固定的に結合されている。出力軸８を引出しかつボルト５３を外した後、蓋２７及び中間部分２６は容易に取去り可能である。こうして修理のため両方の摩擦クラッチ２４，２５によく接近可能であり、液圧操作装置のすべての素子を収容する中間部分が簡単に交換可能である。

中間部分２６は、第１の摩擦クラッチ２４に近い方の側に第１の環状ピストン５６を収容し、この環状ピストン５６は中間部分２６の円環状凹所内に軸線方向移動可能に案内されている。同様に中間部分２６は、第２の摩擦クラッチ２５に近い方の側に第２の同じような環状ピストン５８を収容している。両方の環状ピストン５６，５８は、ここでは針軸受として構成される推力軸受５７，５９を介して、それぞれの摩擦クラッチ２４，２５の押圧環３５，４５に作用する。

中間部分２６自体は軸線方向に見て同様に円環であり、その内側円を中間軸３７が貫通している。この内側円内に、ゲロータ形式の油ポンプ６０が収容されている。油ポンプ６０は、中間軸３７に相対回転しないように結合される内側回転子６１と、これに対し偏心して中間部分２６内で自由に回転可能に案内される外側回転子６２を含んでいる。内側回転子６１は、ゲロータポンプでは外歯を形成され、外側回転子６２は内歯を形成されている。

内側回転子６１が中間軸３７に相対回転しないように結合され、この中間軸３７がそれぞれのクラッチ位置に関係なく常に回転することによって、常に充分な油供給も保証される。中間部分２６には、この形式のポンプに対して典型的な三日月状吸入空間又は吐出空間６３も形成され、最短経路で図示しない制御弁及び環状ピストンを収容するシリンダ空間に接続されている。これらの接続に対して象徴的に通路６４が記入されている。図示してない制御弁は、図１に１０で示す制御箱又は中間部分２６自体に収容されている。

Claims (8)

1. ２つの出力軸へ駆動力を制御可能に分配するための自動車用差動歯車装置ユニットであって、ハウジング、及びその中に
   ａ）入力部材（１４）及び出力軸（７，８）に伝動結合される２つの出力部材（１６，１９）を持つ差動歯車装置（４）、
   ｂ）駆動側で差動歯車装置の入力部材（１４）に伝動結合される変速歯車装置（５）、及び
   ｃ）一方では変速歯車装置（５）の駆動側に伝動結合され、また他方ではそれぞれ１つの出力軸（７，８）に伝動結合されかつそれぞれ１つの内側部分（３２，４２）及び薄板積層体（３３，４３）及び押圧環（３３，４５）を持つ２つの隣接して液圧制御可能な摩擦クラッチ（２４，２５）
   を含んでいるものにおいて、
   ｄ）両方の摩擦クラッチ（２４，２５）の間にハウジング固定の中間部分（２６）が設けられて、液圧操作装置（５６，５８，６１，．．．）を含み、
   ｅ）両方の摩擦クラッチ（２４，２５）の押圧環（３３，４５）が、中間部分（２６）の方へ向くクラッチの側にあり、
   ｆ）変速歯車装置（５）の従動側に近い方の第１の摩擦クラッチ（２４）の外側部分（３０）が、一方では変速歯車装置（５）に伝動結合され、他方では中間部分（２６）を貫通する中間軸（３７）を介して第２の摩擦クラッチ（２５）の内側部分（４２）に伝動結合され、
   ｇ）第１の摩擦クラッチ（２４）の内側部分（３２）が第１の出力軸（７）に伝動結合され、第２の摩擦クラッチ（２５）の外側部分（４０）が第２の出力軸（８）に伝動結合されている
   ことを特徴とする、差動歯車装置ユニット。
2. 中間部分（２６）が両側にそれぞれ１つの環状ピストン（５６，５８）を収容し、これらの環状ピストン（５６，５８）が推力軸受（５７，５９）を介して対応する摩擦クラッチ（２４，２５）の押圧環（３３，４５）に作用することを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置ユニット。
3. 摩擦クラッチ（２４，２５）の操作に用いられる制御弁が中間部分（２６）に結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置ユニット。
4. 摩擦クラッチ（２４，２５）の操作に用いられる制御弁が中間部分（２６）に収容されていることを特徴とする、請求項３に記載の差動歯車装置ユニット。
5. 中間部分（２６）が油ポンプ（６０）を収容し、中間部分（２６）を貫通する油ポンプ（６０）の中間軸（３７）が、油ポンプの回転子（６１）に伝動結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置ユニット。
6. 油ポンプ（６０）がゲロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）形式のポンプであり、その内側回転子（６１）が中間軸（３７）上にはまり、その偏心した外側回転子（６２）が中間部分（２６）内に回転可能に案内されていることを特徴とする、請求項５に記載の差動歯車装置ユニット。
7. 両方の摩擦クラッチ（２４，２５）を収容するハウジング（１）の部分（２）が、軸線に対して直角な分離面（２８）を持ち、この分離面（２８）に中間部分（２６）及びハウジング蓋（２７）が続いていることを特徴とする、差動歯車装置ユニット。
8. 中間部分（２６）が、摩擦クラッチ（２４，２５）を収容するハウジング部分（２）及びハウジング蓋（２７）に対して心出しされる板であり、その外側縁（５０）がハウジング輪郭を形成していることを特徴とする、請求項７に記載の差動歯車装置ユニット。

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