JP7374596B2 - 玉軸受を含むクラッチスラスト軸受装置及び当該装置を含むドライブラインシステム - Google Patents

Description

本発明は、上記軸受を含むクラッチスラスト軸受装置に関する。本発明は、特に、上記装置を含むドライブラインシステムであって、自動車の全輪駆動ドライブラインシステムに設けられた、ドライブラインシステムに関する。

自動車のための全輪駆動ドライブラインシステムは、一般的に、二次又は後輪駆動軸に連結された一次前輪駆動軸を備えている。

四輪車両の２つの車輪のみが、駆動輪として動作する場合、後輪駆動軸及び後輪を含む後輪駆動システムは、前輪駆動軸及び前輪を含む前輪駆動システムから接続解除されてもよい。さらに、自動車の動作モードに応じて、後輪の一方のみ又は双方を接続解除することが望ましい。

このために、後輪駆動システムに後輪駆動モジュールを提供することが公知であり、後輪駆動モジュールが、クラッチスラスト装置を含み、前車軸と後車軸との間及び２つの車輪の間でトルクを分配する。クラッチスラスト装置は後輪駆動システムを接続解除することも可能であり、車輪がドライブラインと結合解除される。後輪駆動モジュールが、２つのクラッチを含み、クラッチのそれぞれが、ドライブラインから１つの後輪を接続解除することが可能であることも公知である。

上記後輪駆動モジュールは、自動車が、オフロード機能及び高いオンロード性能、特に、効率的な安定性、効率的な動的動作及び低燃費を有することを可能にする。

有利には、クラッチスラスト装置は、周知のマルチプレートタイプからなり、クラッチ軸受とハウジングとの間でキャビティ内に配置された、軸方向に移動可能なピストンを含み、ピストンキャビティは、ピストンを軸方向に移動させるためにキャビティ内に加圧流体を可変的に提供する液圧流体源に接続されている。クラッチスラスト装置は、クラッチ軸受に軸方向予荷重をかける弾性付勢部材をさらに含む。クラッチ軸受は、また、ピストンの移動によって軸方向に移動することが可能であり、そして、プレートに係合する連結部材を作動させる。複数のニードルを有するクラッチ軸受を使用することが公知である。

特にモジュール内での摩擦トルクを制限することによって、上記後輪駆動モジュールの性能をさらに改善することが望ましく、特にクラッチ軸受において、車両燃費をさらに下げることが望ましい。

本発明の目的は、特に自動車のドライブラインシステムの後輪駆動モジュールで使用するための、玉軸受を含むクラッチスラスト軸受装置であって、軸方向に移動可能なピストンから弾性付勢部材へ軸方向力を伝達することが可能であり、摩擦トルクが減少し、製造プロセスが容易かつ低コストである、クラッチスラスト軸受装置を提案することによって、これらの欠点を克服することである。

このために、本発明は、固定された内側リングと、回転可能な外側リングと、固定された内側リングと回転可能な外側リングとの間に規定されたレースウェイチャンバ内に配置された少なくとも一列の玉と、を有する玉軸受を備えるクラッチスラスト軸受装置に関する。

装置は、略径方向部分を有するピストンをさらに備え、固定された内側リングが、略径方向部分と軸方向で当接している。

本発明によれば、ピストンは、略径方向部分の孔から軸方向に延在する軸方向部分をさらに備え、軸方向部分は、玉軸受の固定された内側リングの孔内に配置されている。軸方向部分には、固定された内側リングと回転可能な外側リングとの間に延在する少なくとも１つの径方向外向き突出部が設けられている。

有利であるが必須ではない、本発明のさらなる側面によれば、上記玉軸受は、以下の特徴の１つ以上を含んでもよい。

クラッチスラスト軸受装置は、底面と内側側壁と外側側壁とを有する環状キャビティを有するハウジングを備え、ピストンが、底面と玉軸受との間でキャビティ内に配置され、ピストンの軸方向部分が、径方向において、固定された内側リングとハウジングの内側側壁との間に配置されている。

ピストンの略径方向部分が、キャビティの内側側壁と外側側壁との間で延在し、内側側壁及び外側側壁によりシールされている。

ピストンの孔が、キャビティの内側側壁と滑り接触する少なくとも１つのシーリングリップを有する内側シーリング手段を備えている。

ピストンの本質的径方向部分が、略径方向部分の外側に設けられた外側シーリング手段を備え、外側シーリング手段が、キャビティの外側側壁と滑り接触する少なくとも１つのシーリングリップを有する。

キャビティが、ピストンを軸方向に移動させるためにキャビティ内に加圧流体を可変的に提供する液圧流体源に接続されている。

固定された内側リングが、玉のための内側レースウェイを形成する外側トロイダル面のトロイダル部分と、トロイダル部分から径方向外向きに延在する径方向部分と、を有し、径方向部分が、ピストンの本質的径方向部分と軸方向で当接している。

径方向外向き突出部が、固定された内側リングの自由縁部によって形成された軸方向面と協働する。

径方向外向き突出部が、固定された内側リングと協働し、リングが、軸方向においてピストン内でクランプされる。

径方向外向き突出部が、固定された内側リングの縁部の軸方向面に軸方向で面する軸方向面を備えている。

径方向外向き突出部が、円錐台状リップである。

ピストンが、円錐台状リップを補強するために少なくとも１つの軸方向リブをさらに備えている。

回転可能な外側リングが、玉のための外側レースウェイを形成する内側トロイダル面のトロイダル部分を有する。

回転可能な外側リングが、トロイダル部分の内側から径方向内向きに延在する径方向部分をさらに備えている。

玉軸受が、環状ヒールと、各玉を受ける複数のポケットと、を備える環状ケージをさらに備えている。

ケージの環状ヒールが、軸方向において、固定された内側リングのトロイダル部分の自由縁部と、回転可能な外側リングの径方向部分と、の間に配置されている。

環状ヒールが、環状凹部を備え、ピストンの径方向外向き突出部が、少なくとも部分的に凹部内に配置されている。

内側リング及び外側リングが、鍛鋼から作られる。

ピストンの軸方向部分が、管状である。

径方向外向き突出部が、環状である。

ピストンが、複数の径方向外向き突出部を備えている。

径方向外向き突出部が、弾性変形可能な材料から作られる。

径方向外向き突出部が、ゴム材料、例えばポリアミドから作られる。

径方向外向き突出部が、ピストンの軸方向部分上にオーバーモールドされる。

ピストンの径方向外向き突出部及び内側シーリング手段が、共通のオーバーモールドプロセスの間に同じ材料から形成される。

本発明は、自動車のドライブラインシステムであって、少なくとも１つの車輪をドライブラインシステムと選択的に接続又は接続解除するために本発明による上記クラッチスラスト軸受装置を備えるドライブラインシステムにも関する。

有利には、ドライブラインシステムが、前輪駆動軸及び前輪を含む前輪駆動システムと、後輪駆動軸、後輪駆動モジュール及び後輪を含む後輪駆動システムと、を備え、後輪駆動モジュールには、本発明によるクラッチスラスト軸受装置が直列に設けられ、クラッチスラスト軸受装置が、それぞれ、後輪の１つと選択的に接続又は接続解除することが可能である。

本発明が、本発明の要旨を限定することなく、説明のための例として、添付の図面と対応してこれから説明される。

本発明の第１実施形態によるクラッチスラスト軸受装置の軸方向断面図である。 図１の装置のためのピストンの斜視図である。 本発明の第２実施形態によるクラッチスラスト軸受装置の軸方向断面図である。 図３の装置のためのピストンの斜視図である。

クラッチスラスト軸受装置１は、有利には、図示されない自動車のドライブラインシステムに統合される。クラッチスラスト軸受装置１は、本質的に環状であり、中心軸に中心合わせされている。

クラッチスラスト軸受装置１は、固定されたハウジング３及び玉軸受４を備え、固定されたハウジング３及び玉軸受４は、キャビティ５を規定し、キャビティ５内には、軸方向に移動可能なピストン６が配置されている。

弾性付勢部材（図示せず）、例えば波形ばねが、玉軸受４に予荷重を付与してもよい。

ハウジング３は、固定されており、有利には、ドライブラインシステムに設けられた後輪駆動モジュールの一部である。ハウジングは、中心軸に中心合わせされた環状キャビティ５を備えている。キャビティ５は、内側側壁７と外側側壁８と底面９との間に規定され、キャビティ５は、玉軸受４へ軸方向で開いている。

玉軸受４は、環状であり、中心軸に中心合わせされている。玉軸受４は、少なくとも部分的にハウジング３のキャビティ５内に配置され、ピストン６は、軸方向において、キャビティ５の底面９と玉軸受４との間に介在している。キャビティ５の側壁７，８は、玉軸受４の側方ガイドを可能にする。

玉軸受４は、固定された内側リング１０と、回転可能な外側リング１１と、リング１０，１１の間に規定されたレースウェイチャンバ１３内に配置された一列の玉１２と、を備えている。玉１２は、周方向において等しく離間しており、ケージ１３によって保持され、玉１２のそれぞれは、環状ヒール１５に周方向に設けられた対応するポケット１４内に配置されている。図示された実施形態では、ヒール１５が、軸方向において、固定された内側リング１０のトロイダル部分２０の自由縁部と、回転可能な外側リング１１の径方向部分１７と、の間に配置されている。リング１０，１１の間に転動要素として玉１２が設けられた玉軸受４は、ローラ又はニードルが設けられた他のタイプの転がり軸受と比較して摩擦トルクが減少する。

回転可能な外側リング１１は、玉１２のための外側レースウェイを形成する内側トロイダル面のトロイダル部分１６を備える。

有利には、回転可能な外側リング１１は、トロイダル部分１６の内側から径方向内向きに延在する径方向部分１７をさらに備える。径方向部分１７は、軸方向接触面１８を有し、軸方向接触面１８は、車両のドライブラインシステムに１つの車輪を接続するために、プレート（図示せず）と係合する連結部材（図示せず）を作動させることに適している。

有利には、回転可能な外側リング１１のトロイダル部分１６には、フランジ１９が設けられている。フランジ１９は、トロイダル部分１６を覆う管状外側部分と、転動チャンバ１３内に玉１２を維持する下向きの径方向突出部と、を有する。

固定された内側リング１０は、玉１２のための内側レースウェイを形成する外側トロイダル面のトロイダル部分２０と、トロイダル部分２０から径方向外向きに延在する径方向部分２１と、を備えている。径方向部分２１は、軸方向に移動可能なピストン６と軸方向で当接する軸方向接触面２２を有する。玉軸受４は、固定された内側リング１０の軸方向接触面２２へのピストン６の移動の伝達によって軸方向に移動するようセットされている。

ピストン６は、環状であり、中心軸に中心合わせされており、ハウジング３のキャビティ５内に配置されている。ピストン６は、キャビティ５の２つの側壁７，８の間で径方向に延在する略径方向部分２３を備える。有利には、ピストン６は、径方向部分２３の内側孔に設けられた内側シーリング手段２４をさらに備え、シーリング手段には、キャビティ５の内側側壁７と滑り接触するシーリングリップが設けられている。ピストン６は、径方向部分２３の外側に設けられた外側シーリング手段２５も備え、シーリング手段には、キャビティ５の外側側壁８と滑り接触するシーリングリップが設けられている。

ピストン６、側壁７，８及び底面９は、シールキャビティ２６を規定する。少なくとも１つのチャネル２７が、シールキャビティ２６を液圧流体源（図示せず）と接続するためにハウジング３を貫通して設けられ、液圧流体源は、ピストン６を軸方向に移動させるために、シールキャビティ２６内に加圧流体を可変的に提供する。

本実施形態では、ピストン６の略径方向部分２３が、玉軸受４の固定された内側リング１０に適合した形状を有する。略径方向部分２３は、環状溝２８を備え、固定された内側リング１０の径方向部分２１は、環状溝２８内に配置され、接触面２２は、溝２８の底面と軸方向で当接する。あるいは、略径方向部分２３は、いかなる他の適切な形状を有してもよい。

本発明によれば、ピストン６は、略径方向部分２３の孔から軸方向に延在する軸方向部分２９をさらに備える。図１及び図２の本発明の図示した実施形態では、軸方向部分２９は、管状である。あるいは、軸方向部分が分かれており、ピストンが複数の軸方向舌部を備えてもよい。

軸方向部分２９は、玉軸受４の固定された内側リング１０の孔内で延在している。より正確には、軸方向部分２９は、径方向において、固定された内側リング１０のトロイダル部分２０によって規定された孔と、ハウジング３に設けられたキャビティ５の内側側壁７と、の間に配置されている。固定された内側リング１０は、径方向においてピストン６の軸方向部分２９を囲んでいる。

図１及び図２に図示されるように、軸方向部分２９は、複数の径方向外向き突出部３０を備えている。径方向外向き突出部３０は、軸方向部分２９のシリンダ状外面に設けられている。図示されない代替案として、ピストン６は、環状の径方向外向き突出部を備えてもよい。突出部３０は、回転可能な外側リング１１の径方向部分１７と、固定された内側リング１０のトロイダル部分２０の自由縁部と、の間に延在している。

突出部３０は、略三角形形状からなり、固定された内側リング１０のトロイダル部分２０の自由縁部の軸方向面に面する軸方向面を提供する。突出部３０と、固定された内側リング１０と、は、ともに協働し、リング１０は、軸方向においてピストン６内にクランプされる。リング１０は、ピストン６によって軸方向及び径方向に保持されている。

有利には、ケージ１３の環状ヒール１５は、環状凹部３１を備え、ピストン６の径方向外向き突出部３０は、少なくとも部分的に凹部３１内に配置されている。上記ケージは、ピストンとともに取り付けられた玉軸受の軸方向長さを制限することを可能にする。

有利な一実施形態によれば、径方向外向き突出部３０は、塑性変形可能な材料、例えばゴム材料から作られ、ピストン６の軸方向部分２９に固定される。そして、固定される内側リング１０は、ピストン６内に容易に挿入することができ、径方向外向き突出部３０は、内側リング１０の挿入中に弾性変形される。

径方向外向き突出部３０は、好ましくは、ピストン６の軸方向部分２９上にオーバーモールドされる。本実施形態では、径方向外向き突出部３０とピストン６の内側シーリング手段２４とは、共通のオーバーモールドプロセス中に同じ材料から形成される。上記ピストン６は、製造が比較的シンプルであり、周知の信頼性のある製造プロセスからなる。

図３及び図４に図示された本発明の第２実施形態によれば、ピストン６の軸方向部分２９は、円錐台状リップで構成される、環状の径方向外向き突出部３２を備え、図３及び図４では、同じ要素は同じ参照符号を有する。

円錐台状リップ３２は、固定された内側リング１０のトロイダル部分２０の自由縁部の軸方向面に対して斜めに延在している。円錐台状リップ３２は、ケージ１３の環状ヒール１５に設けられた環状凹部３１内に配置されている。

図４に図示されるように、ピストン６は、有利には、円錐台状リップ３２を補強するために複数の軸方向リブ３３をさらに備える。

有利には、内側リング１０及び外側リング１１は、鍛鋼から作られる。リング１０，１１は、有利には、金属ブランクシートからプレス加工され、シンプルなかつコスト効率のよい構造からなる。クラッチスラスト軸受装置は、接続及び接続解除機能を確実にするために複雑な形状の追加的な１つ以上の要素を必要としない。また、ピストン６は、有利には、プレス加工された金属ブランクシートから作られ、シーリング手段２４，２５及び径方向外向き突出部３０，３２は、ゴム材料からピストン６にオーバーモールドされる。あるいは、ピストン６は、剛性プラスチック材料から作られてもよい。

クラッチスラスト軸受装置１は、以下のように働く。

ピストン６の軸方向移動は、玉軸受４に伝えられ、後輪駆動モジュールのドライブラインシステムへの接続／接続解除は、シールチャンバ２６内に加圧流体を供給することによって作動される。

加圧流体がハウジング３のチャネル２７を通じてシールキャビティ２６内に供給されると、ピストン６は流体により押される。ピストン６は、内側リング１０の接触面２２の仲介によって、玉軸受４に軸方向前方への運動を伝達する。外側リング１１の接触面１８は、プレート（図示せず）に係合する連結部材（図示せず）を作動させ、車両のドライブラインシステムに１つの車輪を接続する。弾性付勢部材（図示せず）は、外側リング１１の仲介による、玉軸受４の軸方向前方への移動によって軸方向に圧縮される。

加圧流体が、シールキャビティ２６に供給されないと、弾性付勢部材は、軸方向後方へ移動させるように玉軸受４を押す。外側リング１１の接触面１８は、連結部材を作動させず、ドライブラインシステムと１つの車輪を接続解除する。ピストン６は、内側リング１０の接触面２２の仲介によって、その初期位置に押し戻され、シールチャンバ２６内の流体は、チャネル２７を通じて除去される。

上記において、本発明の代表的かつ非限定的な例が、添付の図面を参照して詳細に説明された。この詳細な説明は、単に、当業者に本教示の好ましい態様を実施するためのさらなる細部を教示するよう意図されており、本発明の範囲を限定するよう意図されていない。さらに、上記で開示された追加的な特徴及び教示のそれぞれは、独立して利用されるか、又は改良された玉軸受を提供するために他の特徴及び教示と組み合わせて利用されてもよい。

さらに、上述した代表的な例のさまざまな特徴、並びに以下のさまざまな独立請求項及び従属請求項は、本教示の追加的な有益な実施形態を提供するために、具体的かつ明確に列挙されていないように組み合わせられてもよい。

１ クラッチスラスト軸受装置、３ ハウジング、４ 玉軸受、５ 環状キャビティ、６ ピストン、７ 内側側壁、８ 外側側壁、９ 底面、１０ 内側リング、１１ 外側リング、１２ 玉、１３ 環状ケージ、１３ レースウェイチャンバ、１４ ポケット、１５ ヒール、１７ 径方向部分、２０ トロイダル部分、２１ 径方向部分、２３ 略径方向部分、２４ 内側シーリング手段、２５ 外側シーリング手段、２９ 軸方向部分、３０，３２ 径方向外向き突出部、３１ 環状凹部

Claims (8)

1. 固定された内側リングと、回転可能な外側リングと、前記固定された内側リングと前記回転可能な外側リングとの間に配置されたレースウェイチャンバ内に配置された少なくとも一列の玉と、を有する玉軸受と、
   略径方向部分を有するピストンであって、前記固定された内側リングが、前記略径方向部分と軸方向で当接している、ピストンと、
   を備えるクラッチスラスト軸受装置であって、
   前記ピストンが、前記略径方向部分の孔から軸方向に延在する軸方向部分をさらに設け、前記軸方向部分が、前記玉軸受の前記固定された内側リングの孔内に配置され、前記軸方向部分には、前記固定された内側リングと、前記回転可能な外側リングと、の間に延在する少なくとも１つの径方向外向き突出部が設けられており、
   前記クラッチスラスト軸受装置が、底面と内側側壁と外側側壁とを有する環状キャビティを有するハウジングをさらに備え、前記ピストンが、前記底面と前記玉軸受との間で前記環状キャビティ内に配置され、前記ピストンの前記軸方向部分が、径方向において、前記固定された内側リングと、前記ハウジングの前記内側側壁と、の間に配置されており、
   前記ピストンの前記略径方向部分が、前記環状キャビティの前記内側側壁と前記外側側壁との間で延在し、前記内側側壁及び前記外側側壁によりシールされ、内側シーリング手段が、前記ピストンの孔に設けられ、前記環状キャビティの前記内側側壁と滑り接触する少なくとも１つのシーリングリップを有し、外側シーリング手段が、前記ピストンの前記略径方向部分の外側に設けられ、前記環状キャビティの前記外側側壁と滑り接触する少なくとも１つのシーリングリップを有する
   ことを特徴とするクラッチスラスト軸受装置。
2. 前記固定された内側リングが、前記玉のための内側レースウェイを形成する外側トロイダル面のトロイダル部分と、前記トロイダル部分から径方向外向きに延在する径方向部分と、を有し、前記径方向部分が、前記ピストンの前記略径方向部分と軸方向で当接し、前記径方向外向き突出部が、前記固定された内側リングの自由縁部によって形成された軸方向面と協働することを特徴とする請求項１に記載のクラッチスラスト軸受装置。
3. 前記径方向外向き突出部が、前記固定された内側リングの自由縁部の前記軸方向面に軸方向で面する軸方向面を提供することを特徴とする請求項２に記載のクラッチスラスト軸受装置。
4. 前記玉軸受が、各玉を受ける複数のポケットと、軸方向において、前記固定された内側リングの前記トロイダル部分の自由縁部と前記回転可能な外側リングの径方向部分との間に配置されたヒールと、を有する環状ケージをさらに備え、前記環状ヒールが、環状凹部を備え、前記ピストンの前記径方向外向き突出部が、少なくとも部分的に前記環状凹部内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のクラッチスラスト軸受装置。
5. 前記径方向外向き突出部が、円錐台状リップであることを特徴とする請求項１に記載のクラッチスラスト軸受装置。
6. 前記径方向外向き突出部が、前記ピストンの前記軸方向部分上にオーバーモールドされたゴム材料から作られることを特徴とする請求項１に記載のクラッチスラスト軸受装置。
7. 自動車のドライブラインシステムであって、少なくとも１つの車輪を前記ドライブラインシステムと選択的に接続又は接続解除するために請求項１に記載のクラッチスラスト軸受装置を備えることを特徴とするドライブラインシステム。
8. 前記ドライブラインシステムが、前輪駆動軸及び前輪を含む前輪駆動システムと、後輪駆動軸、後輪駆動モジュール及び後輪を含む後輪駆動システムと、を備え、前記後輪駆動モジュールが、前記クラッチスラスト軸受装置と直列に設けられ、前記クラッチスラスト軸受装置が、それぞれ、前記後輪の１つと選択的に接続又は接続解除することが可能であることを特徴とする請求項７に記載のドライブラインシステム。