JP5602759B2 - ハイドロリック式の作動装置を備えた駆動アッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、マルチアクスル駆動式の自動車に用いられる駆動アッセンブリであって、該駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニットを有しており、該ディファレンシャルユニットが、駆動軸によって回転軸線を中心として回転駆動可能である１つの入力部材と、該入力部材に駆動結合される２つの出力部材とを備えており、両出力部材が、互いに差動作用を有しており；前記駆動アッセンブリが、外部制御可能なハングオンクラッチを有しており、該ハングオンクラッチが、駆動軸とディファレンシャルユニットの入力部材との間に配置されていて、ディファレンシャルユニットを駆動軸に駆動結合するために働くようになっており；前記駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニットの両出力部材の間の差動をロックするための外部制御可能なロッククラッチを有しており；前記駆動アッセンブリが、ハングオンクラッチを接続するための第１のハイドロリック式の操作ユニットを有しており；前記駆動アッセンブリが、ロッククラッチを操作するための第２のハイドロリック式の操作ユニットを有している形式のものに関する。

また、本発明は、マルチアクスル駆動式の自動車に設けられた駆動アクスルを接続するためのクラッチアッセンブリに関する。一般的には、自動車の複数の駆動アクスルを常時駆動する駆動システムと、第１の駆動アクスルを常時駆動しかつ第２の駆動アクスルを必要に応じて接続することができる駆動システムとが区別される。必要に応じて接続可能な駆動アクスルを備えたこのような形式の駆動システムは、「ハングオン」システムまたは「オンデマンド」システムとも呼ばれる。

欧州特許第０４６６８６３号明細書に基づき、自動車におけるパワートレーンを接続するための装置であって、複数のパワートレーンに対する分配伝動装置（トランスファ）が設けられている形式のものが公知である。複数のパワートレーンの１つは常に駆動ユニットに結合されており、別のパワートレーンは、駆動ユニットに接続可能に結合可能である。パワートレーンを接続するためには、電子的に操作可能な摩擦クラッチが設けられている。この摩擦クラッチは分配伝動装置内に配置されていてもよいし、ディファレンシャルギヤ内に配置されていてもよい。

ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００８０３７８８５．２−２１号明細書に基づき、マルチアクスル駆動式の自動車に用いられる、ハングオンクラッチとディファレンシャルユニットとを備えた駆動アッセンブリが公知である。ハングオンクラッチは摩擦多板クラッチの形で形成されている。この摩擦多板クラッチはディファレンシャルユニットのディファレンシャル支持体の回転軸線に対して同軸的に配置されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１３４８７号明細書に基づき、全輪駆動式の牽引車が公知である。この公知の牽引車のフロントアクスルディファレンシャルとリヤアクスルディファレンシャルとはオフロードにおいて常時駆動される。カーブ走行時にフロントアクスルとリヤアクスルとの間での不都合な応力配分を阻止するためには、リヤアクスルディファレンシャルの傘歯車とディファレンシャルケースとの間にクラッチが設けられている。このクラッチは操作シリンダを介して引き離され、スリップ状態に制御可能である。操作シリンダの無圧の状態では、皿ばねがクラッチを押圧し、これによって、トルクがフロントアクスルから直結状態でリヤアクスルに伝達される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０２０２６号明細書に基づき、駆動される２つのアクスルを有する車両に用いられる、駆動力を制御しかつ分配するための駆動アッセンブリが公知である。この公知の駆動アッセンブリは、第１の弁を介して制御されるリヤアクスルディファレンシャルロックと、第２の弁を介して制御されるフロントアクスルディファレンシャルロックと、第３の弁を介して制御されるセンタディファレンシャルロックとを有している。弁はエレクトロハイドロリック式の弁である。このエレクトロハイドロリック式の弁はそのハイドロリック圧をポンプから獲得する。

本発明の課題は、セカンダリパワートレーンの接続とディファレンシャルのロックとを可能にし、しかも、コンパクトな構造と少ない重量とを有していて、駆動コンセプトに簡単に組込み可能である駆動アッセンブリを提供することである。

この課題を解決するために本発明に係る駆動アッセンブリでは、第１のハイドロリック式の操作ユニットと、ハングオンクラッチと、第２のハイドロリック式の操作ユニットと、ロッククラッチとが、回転軸線に対して同軸的に配置されているようにした。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、第１のハイドロリック式の操作ユニットと第２のハイドロリック式の操作ユニットとに等しいハイドロリック圧が供給されるようになっている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、第１のハイドロリック式の操作ユニットにも第２のハイドロリック式の操作ユニットにも圧力形成のためにハイドロリック的に接続された１つのハイドロリック式のポンプが設けられている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ポンプを駆動するための電動モータが設けられており、該電動モータの回転数によって前記ハイドロリック圧の高さが、可変に調整可能である。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ハングオンクラッチの、形成可能なクラッチモーメントと、ロッククラッチの、形成可能なクラッチモーメントとが、互いに固定の比率にある。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ポンプと第２のハイドロリック式の操作ユニットとの間の接続通路内に切換弁が設けられており、該切換弁が、前記ハイドロリック圧を第２のハイドロリック式の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で切換可能である。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ポンプと第２のハイドロリック式の操作ユニットとの間の接続通路内に比例弁が設けられており、該比例弁が、前記ハイドロリック圧を第２のハイドロリック式の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で可変に調整可能である。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ポンプと第１のハイドロリック式の操作ユニットとの間の接続通路内に比例弁が設けられており、該比例弁が、前記ハイドロリック圧を第１のハイドロリック式の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で可変に調整可能である。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ポンプと第１の操作ユニットとの間の接続通路内に別の切換弁が配置されており、該別の切換弁が、前記ハイドロリック圧を第１の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で切換可能である。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ハングオンクラッチが、駆動軸とディファレンシャルユニットの入力部材との間に有効に配置されており、ロッククラッチが、ディファレンシャルユニットの入力部材と両出力部材の一方との間に有効に配置されている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ハングオンクラッチが、摩擦多板クラッチの形で形成されており、ハングオンクラッチの第１の摩擦板支持体が、駆動軸に相対回動不能に結合されており、ハングオンクラッチの第２の摩擦板支持体が、ディファレンシャルユニットの入力部材に相対回動不能に結合されている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ロッククラッチとハングオンクラッチとが、ディファレンシャルユニットの中心平面に対して共通の側に配置されている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、第１のハイドロリック式の操作ユニットと第２のハイドロリック式の操作ユニットとが、軸方向でロッククラッチとハングオンクラッチとの間に配置されている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ロッククラッチとハングオンクラッチとが、ほぼ等しい有効な摩擦半径を有している。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ハングオンクラッチが、第１のハイドロリック式の操作ユニットによって第１の押圧プレートを介して押圧可能であり、ロッククラッチが、第２のハイドロリック式の操作ユニットによって第２の押圧プレートを介して押圧可能であり、第１の押圧プレートと第２の押圧プレートとが、操作時に互いに離れる方向に押圧されるようになっている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、ハングオンクラッチとロッククラッチとが、ハウジング内に収容されていて、それぞれ該ハウジングに軸方向で支持されている。

本発明に係る駆動アッセンブリの有利な態様によれば、第１のハイドロリック式の操作ユニットと第２のハイドロリック式の操作ユニットとが、それぞれピストン・シリンダユニットの形で形成されている。

本発明に係る駆動アッセンブリは、マルチアクスル駆動式の自動車に用いられる駆動アッセンブリであって、この駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニットを有しており、このディファレンシャルユニットが、回転軸線Ａを中心として回転駆動可能である１つの入力部材と、この入力部材に駆動結合される２つの出力部材とを備えており、両出力部材が、互いに差動作用を有しており；駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニットを駆動軸に駆動結合するための外部制御可能なハングオンクラッチを有しており；駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニットの両出力部材の間の差動をロックするための外部制御可能なロッククラッチを有しており；駆動アッセンブリが、ハングオンクラッチを接続するための第１のハイドロリック式の操作ユニットを有しており；駆動アッセンブリが、ロッククラッチを操作するための第２のハイドロリック式の操作ユニットを有している形式のものにおいて；第１のハイドロリック式の操作ユニットと、ハングオンクラッチと、第２のハイドロリック式の操作ユニットと、ロッククラッチとが、回転軸線Ａに対して同軸的に配置されていることを特徴としている。

本発明に係る駆動アッセンブリは、２つの機能性、つまり、セカンダリパワートレーンの接続だけでなく、ディファレンシャルユニットの差動のロックも有していて、コンパクトに形成されているという利点を有している。第１のハイドロリック式の操作ユニットの操作と、第２のハイドロリック式の操作ユニットの操作とは、ただ１つのポンプによって実現することができる。最も簡単な態様では、ハイドロリック圧の高さひいてはクラッチのロック度がポンプ出力によって調整される。ハイドロリック圧の形成によって、ハングオンクラッチもしくはロッククラッチが接続される。これは、クラッチを切断状態に保つために、エネルギ消費が不要となるという利点を有している。必要に応じて、すなわち、クラッチの一方を接続したい場合に、相応して、ポンプによって、ハングオンクラッチもしくはロッククラッチを接続するハイドロリック圧が形成される。ハングオンクラッチと、ロッククラッチと、それぞれ対応するハイドロリック式の操作ユニットとが互いに同軸的にもしくはディファレンシャルユニットの回転軸線に対して同軸的に配置されていることによって、既存の構成スペースコンセプトへの簡単な組込みを可能にするモジュール構造が達成される。本発明に係る駆動アッセンブリの更なる利点は、トルクを長手方向駆動軸から駆動アッセンブリに導入する直交伝動装置がハングオンクラッチの切断時に休止していることにある。こうして、回転軸線を中心とした傘歯車の回転によって生じる動力損失と、傘歯車および駆動ピニオンの軸受けにおける、特に予圧に基づく摩擦損失とを減少させることができる。このことは、やはり自動車の燃料消費率に有利な影響を与える。

有利な態様によれば、第１のハイドロリック式の操作ユニットにも第２のハイドロリック式の操作ユニットにも圧力形成のためにハイドロリック的に接続されたただ１つのハイドロリック式のポンプが設けられている。こうして、本発明に係る駆動アッセンブリの部材数が少なく保たれる。このことは、構造体積ひいては重量に有利な影響を与える。ポンプは原理的に任意に形成されていてよく、たとえばジェロータポンプまたはベーンポンプの形で形成されていてよい。有利には、ポンプが電動モータによって駆動される。なお、この電動モータは、自動車の走行動特性を調整するための電子式の調整ユニットによって制御される。ハイドロリック圧の高さは電動モータの回転数によって可変に調整可能である。すなわち、駆動アクスルに伝達したいトルクが、電子式の調整ユニットによって走行状態に関連して検出され、電動モータが相応に制御され、これによって、ハングオンクラッチもしくはロッククラッチが必要に応じて操作される。電動モータの相応の出力提供によって、ハングオンクラッチと、場合により、ロッククラッチとを、トルクがクラッチ入力部材からクラッチ出力部材に伝達されない切断位置と、クラッチが完全に接続されていて、入力部材が出力部材と一緒に回転する接続位置との間で制御することができる。高い作動精度に対して、ハイドロリックシステムに、相応のデータを電子式の調整ユニットに伝送する圧力センサが設けられていると有利である。

第１の態様によれば、ハイドロリックアッセンブリに、ロッククラッチを対応するハイドロリック式の操作ユニットを介して接続するために働く切換弁が設けられている。この切換弁もしくはロック弁は、ポンプとハイドロリック式の操作ユニットとの間の接続通路内に配置されていて、ハイドロリック圧を第２のハイドロリック式の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で切換可能である。この閉鎖位置では、ハングオンクラッチを操作するための第１のハイドロリック式の操作ユニットにしかハイドロリック圧が伝達されないのに対して、第２のハイドロリック式の操作ユニットは押圧されず、ロッククラッチもしくは切換クラッチは切断されている。ディファレンシャルユニットは、この切換位置では、アンロックディファレンシャルとして機能する。すなわち、両出力部材の間にロックは形成されない。これに対して、切換弁の開放位置では、ハイドロリック圧が、ハングオンクラッチに対する第１のハイドロリック式の操作ユニットだけでなく、ロッククラッチに対する第２の操作ユニットにも伝達され、これによって、トルクがプライマリ駆動アクスルからセカンダリ駆動アクスルに伝達され、ディファレンシャルユニットがロックされる。

この態様では、第１のハイドロリック式の操作ユニットと第２のハイドロリック式の操作ユニットとに等しいハイドロリック圧が供給される。また、ハングオンクラッチの、形成可能なクラッチモーメントと、ロッククラッチの、形成可能なクラッチモーメントとが、互いに固定の比率にある。この比率には、主として、両方のハイドロリック式の操作ユニット相互のピストン面の比率と、両クラッチのクラッチ摩擦板のジオメトリおよび個数とによって影響が与えられる。ポンプの適宜な制御によって、ハングオンクラッチの、伝達したいトルクが、自動車の走行状態に関連して必要に応じて調整される。付加的にディファレンシャルユニットのロック機能が所望されている場合には、切換弁が相応に開放位置にもたらされる。

第２の態様によれば、ロッククラッチを対応するハイドロリック式の操作ユニットによって接続するために、比例弁が設けられている。この比例弁は、有利には、ポンプと第２のハイドロリック式の操作ユニットとの間の接続通路内に配置されていて、ハイドロリック圧を第２のハイドロリック式の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で可変に調整可能である。

この態様によって、ハングオンクラッチにより伝達されるトルクをポンプの適宜な制御によって可変に調整することができるだけでなく、ロッククラッチにより伝達したいトルクも比例弁の適宜な制御によって可変に調整することができる。これによって、接続可能な駆動アクスルもしくは駆動アクスルの個々のホイールにトルクを必要に応じて分配することができるので、自動車の走行安定性および走行動特性が、運転状況の変化時にも常に保証されている。ロック機能が必要となる場合には、比例弁が相応に調整され、これによって、ロッククラッチが第２のハイドロリック式の操作ユニットにより相応に押圧される。ロッククラッチの圧縮によって、ディファレンシャルユニットの、ディファレンシャル支持体またはディファレンシャルケースとも呼ばれる支持エレメントが、サイドシャフト歯車に摩擦接続的に結合される。こうして、サイドシャフト歯車の差動作用が阻止される。すなわち、ディファレンシャルユニットがロックされる。

第３の態様によれば、ハイドロリックアッセンブリが、ハングオンクラッチに対する第１のハイドロリック式の操作ユニットを可変に制御することができる第１の比例弁と、ロッククラッチに対する第２のハイドロリック式の操作ユニットを可変に制御することができる第２の比例弁とを有している。これに相俟って、「可変に制御することができる」とは、各比例弁が開放位置と閉鎖位置との間のあらゆる中間位置をとることができ、これによって、それぞれ伝達したいトルクを要求に応じて正確に調整することができるということを意味している。

この態様によって、ハングオンクラッチにより伝達されるトルクだけでなく、ロッククラッチにより伝達したいトルクも、それぞれ対応する比例弁の適宜な制御によって調整することができる。この態様では、ポンプ出力の変更による制御は不要となる。ハングオンクラッチとロッククラッチとは完全に互いに独立して切り換えることができる。これによって、自動車の走行動特性の調整に対する最も高い程度のフレキシビリティが可能となる。特にこの態様によって、ハングオンクラッチの切断時にロッククラッチが接続されるような制御も可能となる。こうして、セカンダリ駆動アクスルがロックされる。このことは、自動車の直進走行時に走行安定作用を有している。

上述した全ての態様に当てはまる有利な態様によれば、ポンプと圧力センサとの間の接続通路内に別の切換弁が配置されており、この別の切換弁が、ハイドロリック圧を第１の操作ユニットに伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で切換可能である。別の切換弁によって、有利には、特に作動期間がより長い場合にポンプのエネルギ消費を削減することが可能となる。閉鎖位置では、ハイドロリック管路が閉鎖され、これによって、管路システムにおけるハイドロリック圧がポンプの運転なしでも維持される。このポンプは停止させることができる。このことは、エネルギ消費に有利な影響を与える。切換弁の開放位置では、ポンプが再びハイドロリックシステムに接続され、第１のハイドロリック式の操作ユニットもしくは第２のハイドロリック式の操作ユニットを押圧するためのハイドロリック圧を形成する。

有利には、ハングオンクラッチが、駆動軸とディファレンシャルユニットの入力部材との間に有効に配置されており、有利には、ロッククラッチが、ディファレンシャルユニットの入力部材と両出力部材の一方との間に有効に配置されている。コンパクトな構造に対して、ロッククラッチとハングオンクラッチとが、ディファレンシャル歯車の中心軸線によって展開されるディファレンシャルユニットの中心平面に対して共通の側に配置されていると有利である。さらに、いわゆる「パッケージング」に関して、また、良好な力導入に対して、第１のハイドロリック式の操作ユニットと第２のハイドロリック式の操作ユニットとが、軸方向でロッククラッチとハングオンクラッチとの間に配置されていると有利である。これによって、第１のハイドロリック式の操作ユニットに対する接続部もしくは第２のハイドロリック式の操作ユニットに対する接続部が互いに近づけられて並置されており、これによって、短い管路長さが得られる。

ハングオンクラッチとロッククラッチとは、伝達したいトルクに準じて設計される。ロッククラッチとハングオンクラッチとが、ほぼ等しい有効な摩擦半径を有していると、コンパクトな構造が達成される。ハングオンクラッチが、第１のハイドロリック式の操作ユニットによって第１の押圧プレートを介して押圧可能であり、ロッククラッチが、第２のハイドロリック式の操作ユニットによって第２の押圧プレートを介して押圧可能であり、第１の押圧プレートと第２の押圧プレートとが、操作時に互いに離れる方向に押圧されることが提案されている。有利には、ハングオンクラッチとロッククラッチとが、複数のハウジング部材から形成されていてよいハウジング内に収容されていて、このハウジングに軸方向で支持されている。これによって、ハングオンクラッチもしくはロッククラッチの操作時の軸方向力の良好な支持とハウジング内への適切な導入とが達成される。

有利には、第１のハイドロリック式の操作ユニットと第２のハイドロリック式の操作ユニットとが、それぞれピストン・シリンダユニットの形で形成されている。同部材の思想としての意味での特に有利な構造は、ピストン・シリンダユニットが同様に形成されていることによって達成される。ピストンは、有利には環状ピストンとして形成されていて、回転軸線Ａに対して同軸的に配置されている。

有利な態様によれば、ハングオンクラッチが、摩擦多板クラッチの形で形成されており、ハングオンクラッチの第１の摩擦板支持体が、少なくとも間接的に駆動軸に相対回動不能に結合されており、ハングオンクラッチの第２の摩擦板支持体が、少なくとも間接的にディファレンシャルユニットの入力部材に相対回動不能に結合されている。摩擦多板クラッチとしてのハングオンクラッチの構成は、伝達したいトルクを第１のハイドロリック式の操作ユニットの適宜な制御によって必要に応じて可変に調整することができるという利点を有している。摩擦多板クラッチによって、トルクがクラッチ入力部材とクラッチ出力部材との間で伝達されない切断位置と、クラッチ部材が完全に接続されていて、回転軸線を中心として一緒に回転する接続位置との間の任意のあらゆる中間位置を実現することができる。

また、有利には、ロッククラッチが、摩擦多板クラッチの形で形成されており、ロッククラッチの第１の摩擦板支持体が、少なくとも間接的にディファレンシャルユニットのディファレンシャル支持体に相対回動不能に結合されており、ロッククラッチの第２の摩擦板支持体が、少なくとも間接的にディファレンシャルユニットの１つのサイドシャフト歯車に結合されている。

ハイドロリックアッセンブリを備えた本発明の第１の実施の形態に係る駆動アッセンブリの半割縦断面図である。 ハイドロリックアッセンブリを備えた本発明の第２の実施の形態に係る駆動アッセンブリの半割縦断面図である。 ハイドロリックアッセンブリを備えた本発明の第３の実施の形態に係る駆動アッセンブリの半割縦断面図である。

有利な実施の形態を以下に図面につき説明する。

図１には、本発明の第１の実施の形態に係る駆動アッセンブリ２が示してある。この駆動アッセンブリ２は、ディファレンシャルユニット３と、トルクフローにおいてディファレンシャルユニット３の背後（下流側）に位置する駆動アクスルを必要に応じて接続することができるハングオンクラッチ４と、ディファレンシャルユニット３の差動を必要に応じてロックするためのロッククラッチ５と、ハングオンクラッチ４を操作するための第１の操作ユニット６と、ロッククラッチ５を操作するための第２の操作ユニット２１とを有している。

駆動アッセンブリ２は傘歯車（リングギヤ）７を有している。この傘歯車７を介して、ピニオン（図示せず）によってトルクを駆動アッセンブリ２に導入することができる。傘歯車７は、中空軸として形成された駆動軸８のフランジに固く結合されていて、支承手段９，９’を介して回転軸線Ａを中心として駆動アッセンブリ２のハウジング１０内に回転可能に支承されている。中空軸８は、ディファレンシャルユニット３に向けられた端部に長手方向歯列１１を有している。この長手方向歯列１１には、ハングオンクラッチ４の第１のクラッチ部材１２の、長手方向歯列１１に対応する長手方向歯列が、トルク伝達のために係合している。第１のクラッチ部材１２はクラッチケースの形で形成されている。このクラッチケースは回転軸線Ａに対して同軸的に配置されている。また、クラッチケースの内部には、ディファレンシャルユニット３が配置されている。明らかであるように、ハングオンクラッチ４は摩擦多板クラッチの形で形成されている。この摩擦多板クラッチは外摩擦板支持体と内摩擦板支持体とを有している。外摩擦板支持体には、外摩擦板が軸方向可動にかつ相対回動不能に結合されており、内摩擦板支持体には、内摩擦板が相対回動不能にかつ軸方向可動に結合されている。外摩擦板と内摩擦板とは軸方向に交互に配置されていて、一緒にハングオンクラッチ４の摩擦板セット１４を形成している。内摩擦板支持体は、ハングオンクラッチ４の、クラッチ出力部材とも呼ぶことができる第２のクラッチ部材１３を形成している。

第２のクラッチ部材１３はディファレンシャルユニット３のディファレンシャル支持体１５に固く結合されていて、有利には、このディファレンシャル支持体１５と一体に形成されている。ディファレンシャルケースとも呼ぶことができるディファレンシャル支持体１５内では、ディファレンシャル歯車１６がピン１７に回転可能に支承されていて、ディファレンシャル支持体１５と一緒に回転軸線Ａを中心として回転する。ディファレンシャル歯車１６はサイドシャフト歯車１８，１８’に噛み合っている。このサイドシャフト歯車１８，１８’は回転軸線Ａに対して同軸的に配置されていて、スラストワッシャを介して軸方向でディファレンシャル支持体１５に支持されている。サイドシャフト歯車１８，１８’は、長手方向歯列を備えたそれぞれ１つの孔を有している。この孔内には、対応するサイドシャフト１９が、トルク伝達のために差し込まれている。なお、図面には、右側のサイドシャフトだけを示した。ディファレンシャル支持体１５は、支承手段２３によって中空軸８に回転軸線Ａを中心として回転可能に支承された第１のケース部材２２と、この第１のケース部材２２に固く結合された第２のケース部材２４とを有している。この第２のケース部材２４は、第１のケース部材２２と反対の側の端部でサイドシャフト１９に回転可能に支承されていて、スリーブ付設部２５を有している。このスリーブ付設部２５によって、ディファレンシャル支持体１５がロッククラッチ５の入力部材に相対回動不能に結合されている。

第１のハイドロリック式の操作ユニット６はピストン・シリンダユニットの形で形成されていて、環状ピストン２６を有している。この環状ピストン２６は環状のシリンダ２７内に軸方向可動に挿入されている。環状ピストン２６と環状のシリンダ２７とは、回転軸線Ａに対して同軸的にもしくはハングオンクラッチ４に対して同軸的に配置されている。環状ピストン２６はシリンダ２７の外側の壁と内側の壁とに対して環状シール部材２８，２９によってシールされている。環状ピストン２６は、有利には環状のハイドロリックチャンバ３０を仕切っている。すなわち、このハイドロリックチャンバ３０内へのハイドロリック圧の形成時には、環状ピストン２６が軸方向でハングオンクラッチ４の方向に押圧される。このことは、ハングオンクラッチ４の摩擦板セット１４の圧縮ひいては長手方向駆動軸へのセカンダリ駆動アクスルの駆動結合に繋がる。ハイドロリックチャンバ３０は通路を介して接続部３１に接続されている。この接続部３１は、ハイドロリックアッセンブリ５０の管路５３に接続するために働く。

環状ピストン２６は、ハイドロリックチャンバ３０と逆方向に向けられた端面に凹部を有している。この凹部内には、スラスト軸受け３３が配置されている。このスラスト軸受け３３を介して、環状ピストン２６は押圧プレート３４に軸方向で支持されている。環状ピストン２６の軸方向の移動によって、相応に押圧プレート３４も軸方向に移動させられる。この押圧プレート３４は摩擦板セット１４を軸方向に押圧する。こうして、トルクが第１のクラッチ部材１２からディファレンシャル支持体１５に伝達される。ハングオンクラッチ４の完全に切断された状態では、主として、トルク伝達は行われず、これによって、第１のクラッチ部材１２が中空軸８および傘歯車７を含めて静止しているのに対して、ハングオンクラッチ４の完全に接続された状態では、トルクが傘歯車７からサイドシャフト１９，１９’に伝達される。ハングオンクラッチ４の操作時に生じる軸方向力を支持するためには、スラスト軸受け３７が設けられている。このスラスト軸受け３７は軸方向でハウジング１０の接触面と第１のクラッチ部材１２の支持面との間に配置されている。押圧プレート３４と第２のクラッチ部材１３との間には、戻しばね３５が配置されている。この戻しばね３５は、操作ユニット６の操作されていない状態で押圧プレート３４を再び元に戻す、すなわち、ハイドロリックチャンバ３０の方向に軸方向で押圧する。戻しばね３５は、第１の実施の形態では、皿ばねの形で形成されている。別の形態、たとえばコイルばねも可能である。

ロッククラッチ５は、長手方向歯列４３を介してディファレンシャル支持体１５に相対回動不能に結合された第１のクラッチ部材４２と、長手方向歯列４６を介してサイドシャフト１９に相対回動不能に結合された第２のクラッチ部材４４とを有している。明らかであるように、ロッククラッチ５は摩擦多板クラッチの形で形成されている。第１のクラッチ部材４２は内摩擦板支持体を有している。この内摩擦板支持体には、内摩擦板が相対回動不能にかつ軸方向移動可能に結合されている。第２のクラッチ部材４４は外摩擦板支持体を有している。この外摩擦板支持体には、外摩擦板が相対回動不能にかつ軸方向移動可能に結合されている。外摩擦板と内摩擦板とは、軸方向に交互に配置されていて、一緒に摩擦板セット４５を形成している。第１のクラッチ部材４２は、特に２つのスリーブ区分と、両スリーブ区分を結合する１つのフランジ区分とを有している。縦断面図で見てほぼＣ字形に形成された第２のクラッチ部材４４は、スラスト軸受け４７を介してハウジング１０に軸方向で支持されている。

第２のハイドロリック式の操作ユニット２１は、第１の操作ユニット６同様、ピストン・シリンダユニットの形で形成されていて、環状ピストン２６’を有している。この環状ピストン２６’は環状のシリンダ２７’内に軸方向可動に挿入されている。環状ピストン２６’と環状のシリンダ２７’とは、回転軸線Ａに対して同軸的にもしくはロッククラッチ５に対して同軸的に配置されている。環状ピストン２６’はシリンダ２７’の外側の壁と内側の壁とに対して環状シール部材２８’，２９’によってシールされている。環状ピストン２６’はハイドロリックチャンバ３０’を仕切っている。すなわち、このハイドロリックチャンバ３０’内へのハイドロリック圧の形成時には、環状ピストン２６’が軸方向でロッククラッチ５の方向に押圧される。ハイドロリックチャンバ３０’は通路を介して接続部３１’に接続されている。この接続部３１’は、ハイドロリックアッセンブリ５０の通路５７に接続するために働く。

環状ピストン２６’は、ハイドロリックチャンバ３０’と逆方向に向けられた端面に凹部を有している。この凹部内には、スラスト軸受け３３’が配置されている。このスラスト軸受け３３’を介して、環状ピストン２６’は押圧プレート３４’に軸方向で支持されている。環状ピストン２６’の軸方向の移動によって、押圧プレート３４’が軸方向に移動させられる。この押圧プレート３４’は摩擦板セット４５を軸方向に押圧する。こうして、トルクがディファレンシャル支持体１５からサイドシャフト１９に伝達される。ロッククラッチ５の完全に切断された状態では、サイドシャフト歯車１８，１８’が相対的に自由に回転することができる。つまり、ディファレンシャルユニット３が、いわゆる「アンロックディファレンシャル」として機能する。ロッククラッチ５の接続された状態では、サイドシャフト１９の回転運動がディファレンシャル支持体１５の回転運動に適合させられ、これによって、両サイドシャフト歯車１８，１８’もしくはサイドシャフト歯車１８，１８’に結合された両サイドシャフト１９の間の差動が減少させられる。押圧プレート３４’と第１のクラッチ部材４２との間には、戻しばね３５’が配置されている。この戻しばね３５’は、操作ユニット２１の操作されていない状態で押圧プレート３４’を再び元に戻し、これによって、ロッククラッチ５が再び引き離される。戻しばね３５’は、第１の実施の形態では、皿ばねの形で形成されている。別の形態、たとえばコイルばねも可能である。

第１のハイドロリック式の操作ユニット６と第２のハイドロリック式の操作ユニット２１とは、ハウジング１０内において軸方向で両クラッチ４，５の間に配置されている。両ハイドロリックチャンバ３０，３０’の間の分離ウェブを環状のハウジング部材３８が形成している。両方のハイドロリック式の操作ユニット６，２１が互いに直接的に隣り合って配置されていることに基づき、有利には、ハイドロリックアッセンブリ５０に対する短い管路長さが得られる。

以下に、駆動アッセンブリ２のハイドロリックアッセンブリ５０を詳しく説明する。このハイドロリックアッセンブリ５０はポンプ５１を有している。このポンプ５１はリザーバ５２からハイドロリック液を圧送し、第１の操作ユニット６と第２の操作ユニット２１とを操作するためのハイドロリック圧を形成することができる。

ポンプ５１を第１の操作ユニット６もしくは第２の操作ユニット２１に接続する管路５３内には、圧力センサ５４が設けられている。この圧力センサ５４は管路５３内の圧力を検出し、自動車の走行動特性を調整する電子式の調整ユニットに入力量として信号を伝送する。ポンプ５１は、有利には電動モータ５５によって駆動される。この電動モータ５５も同じく電子式の調整ユニットによって制御される。電動モータ５５の出力提供によって、ポンプ５１により形成されるハイドロリック圧が調整され、これによって、接続可能なセカンダリ駆動アクスルに伝達可能なトルクを自動車の走行状態に関連して必要に応じて調整することができる。

さらに、ハイドロリックアッセンブリ５０は切換弁５６を有している。この切換弁５６は、ロッククラッチ５を対応するハイドロリック式の操作ユニット２１によって切り換えるために働く。切換弁５６は接続通路５７内に配置されていて、ハイドロリック圧が第２のハイドロリック式の操作ユニット２１に伝達される開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給が遮断されている閉鎖位置とに切り換えることができる。この閉鎖位置では、ハイドロリック圧がポンプ５１から第１のハイドロリック式の操作ユニット６にだけ伝達される一方、第２のハイドロリック式の操作ユニット２１は押圧されない。この切換位置では、ハングオンクラッチ５が切断されており、これによって、ディファレンシャルユニット３がアンロックディファレンシャルとして機能する。この場合には、両サイドシャフト歯車１８，１８’の間にロックは形成されない。切換弁５６の開放位置では、ハイドロリック圧が第１の操作ユニット６にも第２の操作ユニット２１にも伝達され、これによって、トルクがプライマリ駆動アクスルからセカンダリ駆動アクスルに伝達され、付加的にディファレンシャルユニット３がロックされる。

選択的には、ハイドロリックアッセンブリ５０が第２の切換弁５８を有していてよい。この第２の切換弁５８は、たとえば管路５３内に配置することができ、図面に一点鎖線で示してある。切換弁５８は、ハイドロリック圧が第１の操作ユニット６もしくは第２の操作ユニット２１に伝達される開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給が遮断されている閉鎖位置との間で切換可能である。この閉鎖位置では、ハイドロリック管路５３が閉鎖され、これによって、管路システムにおけるハイドロリック圧がポンプ５１の作動なしでも維持される。電動モータ５５ひいてはポンプ５１は停止させることができる。このことは、エネルギ消費に有利な影響を与える。このことは、特にハングオンクラッチ４もしくはロッククラッチ５の作動期間がより長い場合に提供される。切換弁５８の開放位置では、ポンプ５１が再びハイドロリックシステムに接続され、第１のハイドロリック式の操作ユニット６もしくは第２のハイドロリック式の操作ユニット２１を押圧するためのハイドロリック圧を形成する。

第１の実施の形態では、第１のハイドロリック式の操作ユニット６と第２のハイドロリック式の操作ユニット２１とが、ポンプ５１によって等しいハイドロリック圧で押圧される。ハングオンクラッチ４の形成可能なクラッチモーメントと、ロッククラッチ５の形成可能なクラッチモーメントとは、互いに固定の比率にある。ポンプ５１の適宜な制御によって、ハングオンクラッチ４の、伝達したいトルクが、自動車の走行状態に関連して必要に応じて調整される。付加的にディファレンシャルユニット３のロック機能が所望されている場合には、切換弁５６が相応に開放位置にもたらされる。

図２には、本発明の第２の実施の形態に係る駆動アッセンブリ２が示してある。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に十分に対応している。この限りにおいて、共通部分については上記説明から把握することができる。同じ構成部材もしくは互いに対応する構成部材には、同じ符号が付してある。

第２の実施の形態の特別な点は、ロッククラッチ５をハイドロリック式の操作ユニット２１によって作動させるために、比例弁５９が設けられていることにある。この比例弁５９はポンプ５１と接続部３１’との間の接続通路５７内に配置されていて、ハイドロリック圧が第２のハイドロリック式の操作ユニット２１に伝達される開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給が遮断されている閉鎖位置との間で可変に調整可能である。比例弁５９とリザーバ５２との間には、戻し管路６０が設けられている。この戻し管路６０は破線で図示してある。

この構成によって、ハングオンクラッチ４により伝達される、ポンプ５１の適宜な制御によって可変に調整可能であるトルクのほかに、ロッククラッチ５により伝達可能なトルクも比例弁５９の適宜な制御によって可変に調整可能となる。これによって、接続可能な駆動アクスルへの必要に応じたトルク分配と、サイドシャフトの差動の減少とが可能となるので、自動車の走行動特性を正確に調整することができる。全体的には、すでに第１の実施の形態同様、ただ１つのポンプ５１によってハングオンクラッチ４もロッククラッチ５も操作することができるという利点が得られる。

図３には、本発明の第３の実施の形態に係る駆動アッセンブリ２が示してある。この第３の実施の形態は、図２に示した第２の実施の形態に十分に対応している。この限りにおいて、共通部分については上記説明から把握することができる。同じ構成部材もしくは互いに対応する構成部材には、同じ符号が付してある。

第３の実施の形態は、ハイドロリックアッセンブリ５０が、第１のハイドロリック式の操作ユニット６に伝達されるハイドロリック圧を制御するための第１の比例弁３９と、第２のハイドロリック式の操作ユニット２１に伝達されるハイドロリック圧を制御するための第２の比例弁５９とを有していることを特徴としている。このためには、第１の比例弁３９がポンプ５１と第１のハイドロリック式の操作ユニット６との間の接続通路５３内に配置されていて、電子式の走行動特性調整ユニットによって個別に制御可能である。第１の比例弁３９とリザーバ５２との間には、戻し管路４０が設けられている。この戻し管路４０は破線で図示してある。第２の比例弁５９はポンプ５１と第２の操作ユニット２１との間の接続通路５７内に配置されていて、同じく電子式の走行動特性調整ユニットによって個別に制御可能である。

第３の実施の形態によって、ハングオンクラッチとロッククラッチとを完全に互いに独立して操作することができる。これによって、自動車の走行動特性の調整に対する最も高い程度のフレキシビリティが可能となる。特に第３の実施の形態によって、ハングオンクラッチを切断しかつロッククラッチを接続する制御も可能となる。こうして、セカンダリ駆動アクスルがロックされる。このことは、自動車の直進走行時に走行安定作用を有している。

前述した本発明に係る全ての実施の形態は、特にコンパクトな構造の利点を提供する。第１の操作ユニット６と第２の操作ユニット２１とを直接的に軸方向に並べて配置することによって、ハイドロリックアッセンブリ５０の管路を特に短く保つこともできる。このことは、やはり応答特性、すなわち、駆動アッセンブリ２の作動精度および作動速度に有利な影響を与える。さらに、また、短い管路長さによって、ハイドロリックシステム５０が温度変動に僅かしか影響を与えない。このことは、同じく作動精度に有利な影響を与える。更なる顕著な利点は、駆動アッセンブリ２によって、ディファレンシャルユニット３のロックだけでなく、メインパワートレーンへのセカンダリ駆動アクスルの接続も可能となることにある。その際、ただ１つのポンプしか必要とならない。ハングオンクラッチ４とロッククラッチ５とを対応する操作ユニットを含めてディファレンシャルユニット３にかつディファレンシャルユニット３に対して同軸的に配置することによって、エネルギ効率を向上させるための直交伝動装置休止と、ロック機能とをコンパクトなかつ廉価な形で組み合わせることができる。

２ 駆動アッセンブリ
３ ディファレンシャルユニット
４ ハングオンクラッチ
５ ロッククラッチ
６ 第１の操作ユニット
７ 傘歯車
８ 中空軸
９ 支承手段
１０ ハウジング
１１ 長手方向歯列
１２ 第１のクラッチ部材
１３ 第２のクラッチ部材
１４ 摩擦板セット
１５ ディファレンシャル支持体／ディファレンシャルケース
１６ ディファレンシャル歯車
１７ ピン
１８ サイドシャフト歯車
１９ サイドシャフト
２１ 第２の操作ユニット
２２ 第１のケース部材
２３ 支承手段
２４ 第２のケース部材
２５ スリーブ付設部
２６，２６’ 環状ピストン
２７，２７’ シリンダ
２８，２８’ 環状シール部材
２９，２９’ 環状シール部材
３０，３０’ ハイドロリックチャンバ
３１，３１’ 接続部
３２ 保持器
３３ スラスト軸受け
３４ 押圧プレート
３５ 戻しばね
３７ スラスト軸受け
３８ ハウジング部材
３９ 比例弁
４０ 戻し通路
４２ 第１のクラッチ部材
４３ 長手方向歯列
４４ 第２のクラッチ部材
４５ 摩擦板セット
４６ 長手方向歯列
４７ スラスト軸受け
５０ ハイドロリックアッセンブリ
５１ ポンプ
５２ リザーバ
５３ 管路
５４ 圧力センサ
５５ 電動モータ
５６ 切換弁
５７ 接続通路
５８ 切換弁
５９ 比例弁
６０ 戻し通路
Ａ 回転軸線

Claims (15)

1. マルチアクスル駆動式の自動車に用いられる駆動アッセンブリであって、
   該駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニット（３）を有しており、該ディファレンシャルユニット（３）が、駆動軸（８）によって回転軸線（Ａ）を中心として回転駆動可能である１つの入力部材（１５）と、該入力部材（１５）に駆動結合される２つの出力部材（１８，１８’）とを備えており、両出力部材（１８，１８’）が、互いに差動作用を有しており；
   前記駆動アッセンブリが、制御可能なハングオンクラッチ（４）を有しており、該ハングオンクラッチ（４）が、駆動軸（８）とディファレンシャルユニット（３）の入力部材（１５）との間に配置されていて、ディファレンシャルユニット（３）を駆動軸（８）に駆動結合するために働くようになっており；
   前記駆動アッセンブリが、ディファレンシャルユニット（３）の両出力部材（１８，１８’）の間の差動をロックするための制御可能なロッククラッチ（５）を有しており；
   前記駆動アッセンブリが、ハイドロリック圧の形成によってハングオンクラッチ（４）を接続するための第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）を有しており；
   前記駆動アッセンブリが、ロッククラッチ（５）を操作するための第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）を有している形式のものにおいて；
   ハングオンクラッチ（４）により伝達したいトルクだけでなく、ロッククラッチ（５）により伝達したいトルクも可変に調整可能であり、
   第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）と、ハングオンクラッチ（４）と、第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）と、ロッククラッチ（５）とが、回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置されており、
   第１及び第２のハイドロリック式の操作ユニット（６，２１）は、それぞれピストン・シリンダユニットの形で形成されており、前記ピストン・シリンダユニットは、ハウジング（１０）に配置されており、
   前記ハングオンクラッチ（４）は、第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）のピストン（２６）にスラスト軸受（３３）を介して軸方向に支持されている第１の押圧プレート（３４）によって、軸方向に押圧可能であり、
   前記ロッククラッチ（５）は、第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）のピストン（２６’）にスラスト軸受（３３’）を介して軸方向に支持されている第２の押圧プレート（３４’）によって、軸方向に押圧可能であり、
   第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）にも第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）にも圧力形成のためにハイドロリック的に接続された１つのハイドロリック式のポンプ（５１）が、前記ピストン（２６，２６’）の各々を押圧すべく設けられていることを特徴とする、マルチアクスル駆動式の自動車に用いられる駆動アッセンブリ。
2. 第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）と第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）とに等しいハイドロリック圧が供給されるようになっている、請求項１記載の駆動アッセンブリ。
3. ポンプ（５１）を駆動するための電動モータ（５５）が設けられており、該電動モータ（５５）の回転数によって前記ハイドロリック圧の高さが、可変に調整可能である、請求項１または２記載の駆動アッセンブリ。
4. ハングオンクラッチ（４）の、形成可能なクラッチモーメントと、ロッククラッチ（５）の、形成可能なクラッチモーメントとが、互いに固定の比率にある、請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
5. ポンプ（５１）と第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）との間の接続通路（５７）内に切換弁（５６）が設けられており、該切換弁（５６）が、前記ハイドロリック圧を第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）に伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で切換可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
6. ポンプ（５１）と第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）との間の接続通路（５７）内に比例弁（５９）が設けられており、該比例弁（５９）が、前記ハイドロリック圧を第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）に伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で可変に調整可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
7. ポンプ（５１）と第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）との間の接続通路（５３）内に比例弁（３９）が設けられており、該比例弁（３９）が、前記ハイドロリック圧を第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）に伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で可変に調整可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
8. ポンプ（５１）と第１の操作ユニット（６）との間の接続通路（５３）内に別の切換弁（５８）が配置されており、該別の切換弁（５８）が、前記ハイドロリック圧を第１の操作ユニット（６）に伝達する開放位置と、ハイドロリック的な圧力供給を遮断する閉鎖位置との間で切換可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
9. ハングオンクラッチ（４）が、駆動軸（８）とディファレンシャルユニット（３）の入力部材（１５）との間に配置されており、ロッククラッチ（５）が、ディファレンシャルユニット（３）の入力部材（１５）と両出力部材（１８，１８’）の一方との間に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
10. ハングオンクラッチ（４）が、摩擦多板クラッチの形で形成されており、ハングオンクラッチ（４）の第１の摩擦板支持体が、駆動軸（８）に相対回動不能に結合されており、ハングオンクラッチ（４）の第２の摩擦板支持体が、ディファレンシャルユニット（３）の入力部材（１５）に相対回動不能に結合されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
11. ロッククラッチ（５）とハングオンクラッチ（４）とが、ディファレンシャル歯車（１６）の中心軸線によって展開されるディファレンシャルユニット（３）の中心平面に対して共通の側に配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
12. 第１のハイドロリック式の操作ユニット（６）と第２のハイドロリック式の操作ユニット（２１）とが、軸方向でロッククラッチ（５）とハングオンクラッチ（４）との間に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
13. ロッククラッチ（５）とハングオンクラッチ（４）とが、ほぼ等しい有効な摩擦半径を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
14. 第１の押圧プレート（３４）と第２の押圧プレート（３４’）とが、操作時に互いに離れる方向に押圧されるようになっている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。
15. ハングオンクラッチ（４）とロッククラッチ（５）とが、ハウジング（１０）内に収容されていて、それぞれ該ハウジング（１０）に軸方向で支持されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の駆動アッセンブリ。

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