JP2006207804A - 可変のトルク分配のための伝動装置モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のパワートレーンにおける可変のトルク分配のための伝動装置モジュールを改良して、簡単な構造を有していて、かつ簡単に組立可能なものを提供する。
【解決手段】第１の軸１９が設けられており、第１の軸が、縦置きのハウジング１８に対して回動可能に支承されており、第１の軸に対して同軸的に配置された第２の軸２２が設けられており、第２の軸が、第１の軸と駆動結合されており、少なくとも１つの遊星歯車２７とキャリア３２とを備えた伝動装置段２５が設けられており、クラッチ３７が設けられており、ハウジングに対してキャリアを連結することによって、第１および第２の軸のうちの一方から別の一方へのトルク伝達が行われるようになっており、ハウジング、第１の軸、第２の軸、伝動装置段およびクラッチが、１構成ユニットの一部を成している。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車のパワートレーンにおける可変のトルク分配のための伝動装置モジュールに関する。

このような形式の伝動装置ユニットは、一般的に１つの入力軸と、相補作用を有する２つの出力軸とを備えた差動装置を有している。可変のトルク分配のための伝動装置ユニットの機能形式によれば、入力軸を介して導入されるトルクの一部が、両方の出力軸に分配されるまえに差動装置ケースによって分岐され、分岐されたトルク成分は、残りのトルクの分配の後方で、両方の出力軸の一方に追加的に及ぼされる。このために各出力軸に伝動装置段ならびにクラッチが設けられている。伝動装置段は差動装置ケースによって駆動される入力歯車を備えており、入力歯車は出力歯車を加速または減速する。出力歯車を差動装置の該当する出力軸に連結することによって、出力軸は加速または減速される。必要に応じて両方の出力軸のうちの一方に、別の一方よりも大きなトルクを伝達することができ、これによって自動車の走行安定性を高めることができる。そのような伝動装置ユニットは、軸差動装置の両方の車軸の間でトルクを分配するため、または多軸駆動式の自動車の中央差動装置の両方のシャフトの間でトルクを分配制御するために使用することができる。

欧州特許第８４４４１６号明細書から、自動車のパワートレーンのための伝動装置ユニットが公知であり、伝動装置ユニットは、２つの出力軸の間のアクティブ、つまり制御式の可変のトルク分配を実現する。伝動装置ユニットは、差動装置ケースと、差動装置ケース内で回動可能に支承された２つのサイド歯車とを備えた差動伝動装置を有しており、サイド歯車は、差動装置ケースと共に回転する差動歯車を介して駆動される。両方の車軸にそれぞれキャリアが支承されており、キャリアは伝動装置段を支持する。伝動装置段は、複数の遊星歯車を備えており、遊星歯車は第１の歯列区分で、差動装置ケースと相対回動不能に結合されていて、かつ第２の歯列区分で、車軸と堅固に結合された太陽歯車に噛み合う。各車軸に多板クラッチが設けられており、多板クラッチは伝動装置ハウジングに対するキャリアの回動を制動するのに役立つ。このようにして適当な車軸に追加的なトルクが及ぼされる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５２４５４７号明細書から、別の差動装置ユニットが公知であり、差動装置ユニットは第１の出力軸と第２の出力軸との間のアクティブなトルク制御を実現する。差動装置ユニットは、遊星差動装置、キャリアを有する伝動装置段ならびに２つのクラッチを備えている。クラッチは、相並んで配置されていて、かつ縦置きの伝動装置ハウジングに対して支持されている。クラッチの１つはキャリアを制動するのに役立ち、その結果追加的なトルクが第１の出力軸に伝達される。クラッチの別１つは第１の出力軸を制動するのに役立ち、その結果追加的なトルクが第２の出力軸に伝達される。全体として差動装置ユニットの構造は比較的複雑になっている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３４２１６４号明細書から、自動車のパワートレーンにおけるアクティブなトルク制御のための別の伝動装置ユニットが公知である。ここでは差動装置ケースを備えた差動装置が設けられており、差動装置ケースは、伝動装置段を介して多板クラッチの２つのクラッチケースを駆動する。伝動装置段は、伝達が迅速に行われるように形成されているので、両方のクラッチのうちの一方の閉鎖によって、該当する出力軸に追加的にトルクを及ぼすことができる。
欧州特許第８４４４１６号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５２４５４７号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３４２１６４号明細書

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、可変のトルク分配を有する伝動装置モジュールを改良して、簡単な構造を有していて、かつ簡単に組立可能なものを提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、自動車のパワートレーンにおける可変のトルク分配のための伝動装置モジュールにおいて、第１の軸が設けられており、該第１の軸が、回転軸線を中心に縦置きのハウジングに対して回動可能に支承されており、該第１の軸に対して同軸的に配置された第２の軸が設けられており、該第２の軸が、第１の軸と駆動結合されており、少なくとも１つの遊星歯車と、少なくとも１つの遊星歯車を支持するキャリアとを備えた、第１の軸と第２の軸との間のトルク流れ経路に配置された伝動装置段が設けられており、キャリアが、回転軸線を中心に回転可能に形成されており、クラッチが設けられており、該クラッチが、ハウジングに支持されていて、かつハウジングに対してキャリアを連結するのに役立ち、ハウジングに対してキャリアを連結することによって、第１および第２の軸のうちの一方から、第１および第２の軸のうちの別の一方へのトルク伝達が行われるようになっており、ハウジング、第１の軸、第２の軸、伝動装置段およびクラッチが、１構成ユニットの一部を成しており、ハウジングに接続手段が設けられており、構成ユニットが伝動装置に接続されるようになっている。

本発明によれば、第１の軸と第２の軸とが接続手段を備えており、接続手段は、伝動装置の入力部もしくは出力部と相対回動不能に結合することができる。

本発明の利点によれば、伝動装置モジュールは、構成ユニットとして簡単に組み立てることができ、かつこれとは別個に形成された差動伝動装置に簡単に接続することができる。この場合差動伝動装置に対する適合に関する手間は、極めて小さくなっている。ここでは構成ユニットとは、特に紛失することのない構成部材を備えた、前組立された機能的なユニットと解される。差動伝動装置に接続するために、第１の軸は、出力部としての差動伝動装置の車軸と相対回動不能に結合され、これに対して第２の軸は、入力部としての差動装置ケースと相対回動不能に結合される。このことはたとえば差込結合によって行われる。伝動装置段は、第２の軸から第１の軸に迅速な伝達比変化を及ぼすので、クラッチの閉鎖によって第１の軸に追加的なトルクを及ぼすことができる。また別の利点によれば、本発明による伝動装置モジュールは、構成ユニットとして様々な使用例に種々異なる形式で使用可能である。したがって伝動装置モジュールは、両方の車軸にトルクを可変に分配するための軸差動装置に設けられた構成ユニットして使用することができる。これに対して選択的に、伝動装置モジュールは、２つの被駆動軸を備えた自動車における中央差動装置に設けられた構成ユニットとして使用することもできる。ここでは伝動装置モジュールは、第１の軸を駆動するための第１の推進軸と、第２の軸を駆動するための第２の推進軸とにトルクを可変に分配するために役立つ。さらにまた本発明による伝動装置モジュールでは、複数の被駆動軸を備えた自動車のパワートレーンにおける軸差動装置にも中央差動装置にも設けることが考えられる。

有利な実施形態によれば、構成ユニットとしての伝動装置モジュールが、ハウジングに収容されたクラッチを作動させるための軸方向調節装置を備えている。構成ユニットに軸方向調節装置を組み込むことによって、さらに簡単な製作および組立が得られる。有利には、軸方向調節装置が、電動モータによって制御されるボールランプユニットとして形成されている。より詳しく述べると、ボールランプユニットは２つのディスクを備えており、ディスクは、相対回動可能であり、かつボールを収容するための、周方向で深さ可変のボール溝対を備えており、この場合両方のディスクのうちの一方がハウジングに対して軸方向で支持されており、別の一方が軸方向でスライド可能であり、これによってクラッチを負荷することができる。機械式の軸方向調節装置を使用することによる利点によれば、クラッチの正確な制御が達成される。ボールランプユニットは、比較的小さな所用スペースを有しているので、伝動装置モジュールはフレキシブルに使用可能である。ボールランプユニットを駆動するための電動モータは、構成ユニット全体が最適な形式で各組付状況に適合するように、配置することができる。機械式の軸方向調節装置の使用によって、別の可能性が排除されることはない。もちろんクラッチは、たとえば電気油圧制御式の軸方向調節装置によって作動させることもできる。

有利な実施形態によれば、伝動装置段が設けられており、伝動装置段が、第１の軸と相対回動不能に結合された太陽歯車を備えており、第１の太陽歯車が、少なくとも１つの遊星歯車の第１の歯列区分に噛み合い、また伝動装置段が、第２の軸と相対回動不能に結合された第２の太陽歯車を備えており、第２の太陽歯車が、少なくとも１つの遊星歯車の第２の歯列区分に噛み合う。この場合少なくとも１つの遊星歯車の第１の歯列区分と第２の歯列区分とは、有利には同形に形成されており、第１の太陽歯車と第２の太陽歯車とは、それぞれ異なる歯数を有している。このような実施形態によって、特にコンパクトな伝動装置段が得られる。遊星歯車の両方の歯列区分を同形に形成することは、製作および組立に関して有利に作用する。ここでは別の実施形態も考えられ、少なくとも１つの遊星歯車の両方の歯列区分は、それぞれ異なる歯数を有しており、これによって第１の軸と第２の軸との間の伝達比変化を達成することができる。

有利には、クラッチが多板クラッチとして形成されており、多板クラッチは、ハウジングと相対回動不能に結合されたアウタープレートと、キャリアと相対回動不能に結合されたインナープレートとを備えており、この場合アウタープレートとインナープレートとは交互に配置されている。多板クラッチは湿式作動式であり、つまり冷却のために潤滑油内で作動する。

またキャリアは、少なくとも１つの遊星歯車を収容するケース状の構成部材として形成されている。

有利な実施形態では、キャリアが、床部と外套部とを備えたシェル半部状の２つのキャリア部分を備えている。両方のキャリア部分は、少なくとも１つの遊星歯車を挿入したあとで互いに堅固に結合されている。両方のキャリア部分は、有利には金属薄板から成る変形部分として製作されている。有利な実施形態では、キャリア、少なくとも１つの遊星歯車、第１の太陽歯車および第２の太陽歯車が、前組立可能な構成群の一部を成している。組立に際して、少なくとも１つの遊星歯車、第１の太陽歯車および第２の太陽歯車は、両方のキャリア部分の一方に挿入される。次いで第２のキャリア部分は端面側で第１のキャリア部分に被せ嵌められ、両方のキャリア部分は周面に沿って互いに溶接される。このことは、製作および組立が簡略化され、必要な構成部材が僅かであるので有利である。さらにこのことは、第１の太陽歯車と第２の軸とが一体的に形成されていることによって助成される。第１の太陽歯車および第２の軸は、中空軸として、特に滑り軸受によって第１の軸に回動可能に支承されている。

特に有利な実施形態では、キャリアの外周面に、クラッチのインナープレートが相対回動不能に係合するための係合手段が設けられている。したがって僅かな軸方向長さしか必要としない、伝動装置モジュールの特にコンパクトな構造形式が得られる。さらにまたボールランプユニットの両方のディスクは、キャリアに対して同軸的に配置されており、この場合両方のディスクは、キャリアの外側に位置する。このような実施形態は、軸方向で短い構造形式を助成する。一方のディスクは、ハウジング内で、周方向かつ軸方向で堅固に保持されており、これに対して別の一方のディスクは、ハウジングに対して、ボールを介して半径方向で支承されていて、かつ回動可能にロックすることができる。

有利な実施形態では、ハウジングが、接続手段に向いた側で開口を備えている。このことは、作動装置および伝動装置モジュールが共通の潤滑剤を使用するような特別な使用例で有利である。さらにこの実施形態では特に簡単な構成ユニットが得られる。これに対して選択的な実施形態では、ハウジングが、接続手段に向いた側でカバーを備えており、この場合シール手段が設けられており、シール手段は、ハウジングの内室を外向きにシールする。このようにして完全な構成ユニットが閉鎖されるので、接続部寸法の適合以外に、組付状況に対するさらなる適合は必要とされない。閉じた伝動装置モジュールは、伝動装置モジュールの内室と、接続伝動装置、つまり差動伝動装置の内室との分離が必要であるような特別な使用例で有利である。一般的に多板クラッチを冷却するためには比較的小さな粘性を有する潤滑剤が必要であり、これに対して差動伝動装置には比較的高い粘性を有する潤滑剤が必要である。構成ユニットを差動伝動装置と結合するために、接続手段は、有利にはフランジを備えている。フランジは、差動伝動装置に対する簡単な取付を実現する。

前記課題を解決するための別の手段によれば、自動車において、２つの車軸を駆動するための軸作動装置を備えた１つの被駆動軸が設けられており、軸差動装置が、縦置きの差動装置ハウジング内で回動可能に支承された差動装置ケースと、差動装置ケース内で回動可能に支承された２つのサイド歯車と、両方のサイド歯車に噛み合う複数の差動歯車とを備えており、この場合前述の実施形態を有する第１の伝動装置モジュールが設けられており、第１の伝動装置モジュールのハウジングが、結合手段を介して、縦置きの差動装置ハウジングと堅固に結合されており、この場合第１の伝動装置モジュールの第１の軸が、両方のサイド歯車のうちの一方と相対回動不能に結合されており、この場合第１の伝動装置モジュールの第２の軸が、差動装置ケースと相対回動不能に結合されており、この場合前述の実施形態を有する第２の伝動装置モジュールが設けられており、第２の伝動装置モジュールのハウジングが、結合手段を介して、縦置きの差動装置ハウジングと堅固に結合されており、この場合第２の伝動装置モジュールの第１の軸が、両方のサイド歯車のうちの別の一方と相対回動不能に結合されており、この場合第２の伝動装置モジュールの第２の軸が、差動装置ケースと相対回動不能に結合されている。ここでは伝動装置モジュールは、被駆動軸の両方の車軸の間でトルクを可変に分配するのに役立つ。両方の車軸にトルクを非対称的に分配することによって、アクティブなヨーイングモーメントが自動車に形成される。したがって比較的高いカーブ速度が実現され、カーブ特性が改善される。さらに自動車の走行力学に対する調整作用を行うことができ、この場合駆動力が失われることはない。

これに対して補足的または選択的な実施形態によれば、自動車であって、２つの被駆動軸と、両方の被駆動軸にトルクを可変に分割するための中央差動装置が設けられており、この場合中央差動装置が、縦置きの差動装置ハウジング内で回動可能に支承された差動装置ケースと、差動装置ケース内で回動可能に支承された２つのサイド歯車と、サイド歯車に噛み合う複数の差動歯車とを備えており、この場合中央差動装置に、前述の実施形態を有する伝動装置モジュールが設けられており、伝動装置モジュールのハウジングが、結合手段を介して、縦置きの差動装置ハウジングと堅固に結合されており、この場合伝動装置モジュールの第１の軸が、両方のサイド歯車のうちの一方と相対回動不能に結合されており、この場合伝動装置モジュールの第２の軸が、差動装置ケースと相対回動不能に結合されている。ここでは伝動装置モジュールは、第１の被駆動軸、たとえば前車軸と、第２の被駆動軸、たとえば後車軸との間のトルクを可変に分配するのに役立つ。両方の駆動軸にトルクを非対称的に分配することによって、自動車にアクティブなヨーイングモーメントを形成することができ、このことによって前述の利点が得られる。

中央作動装置に対して追加的に両方の軸差動装置のそれぞれに本発明による伝動装置モジュールを形成することもできる。このようにして一方では両方の被駆動軸の間のトルクの非対称的な分配が実現され、また他方では１つの被駆動軸における両方の車軸の間のトルクの非対称的な分配も実現される。このような実施形態によって、トルクは、個別的かつ可変に全ての車輪に分配することができるので、自動車の最大限の走行安定性が得られる。

また本発明の別の実施形態によれば、自動車において、被駆動軸のうちの少なくとも１つが、２つの車軸と、両方の車軸にトルクを可変に分配するための軸差動装置とを備えており、この場合少なくとも１つの軸差動装置が、縦置きの差動装置ハウジング内で回動可能に支承された差動装置ケースと、差動装置ケース内で回動可能に支承された２つのサイド歯車と、サイド歯車に噛み合う複数の差動歯車とを備えており、この場合少なくとも１つの軸差動装置に、前述の構成を有する第１の伝動装置モジュールおよび前述の構成を有する第２の伝動装置モジュールが対応配置されており、この場合第１の伝動装置モジュールのハウジングが、結合手段を介して、縦置きの差動装置ハウジングと堅固に結合されており、この場合第１の伝動装置モジュールの第１の軸が、両方のサイド歯車のうちの一方と相対回動不能に結合されており、この場合第１の伝動装置モジュールの第２の軸が、差動装置ケースと相対回動不能に結合されており、この場合第２の伝動装置モジュールのハウジングが、結合手段を介して、縦置きの差動装置ハジングと堅固に結合されており、この場合第２の伝動装置モジュールの第１の軸が、両方のサイド歯車のうちの別の一方と相対回動不能に結合されており、この場合第２の伝動装置モジュールの第２の軸が、差動装置ケースと相対回動不能に結合されている。

次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。

図１には、従来技術から一般的に公知のような、自動車のパワートレーンのための可変のトルク分配を有する伝動装置ユニット１０１を概略的に示した。伝動装置ユニット１０１は、図示していない多段伝動装置から推進軸１０２を介して駆動され、入力されたトルクは２つの車軸に分配される。伝動装置ユニットは、差動装置ケース１０７を有する差動伝動装置１０３を備えており、差動装置ケース１０７は、鉛直方向に設置された、つまり縦置きの差動装置ハウジング１０４内で回転軸線Ｂを中心に回転可能に支承されている。差動装置ケース１０７にリングギアとしての冠歯車１１７が取り付けられており、冠歯車１１７は、推進軸１０２と結合された傘歯車１１１に噛み合い、傘歯車１１１によって駆動される。差動装置ケース１０７内で、複数の差動歯車１１０が、回転軸線Ｂに対して直行するピン１１２に回動可能に支承されており、ピン１１２は差動装置ケース１０７と共に回転する。差動歯車１１０に２つのサイド歯車１１３，１１４が噛み合っており、サイド歯車１１３，１１４は、車軸にトルクを伝達するのに役立つ。

差動伝動装置１０３に側方で隣接して、車軸１７４，１７５にトルクを可変に分配するための２つの伝動装置段１２５，１２５´が設けられている。これらの伝動装置段１２５，１２５´は同形に形成されているので、以下に一方について説明する。伝動装置段１２５は第１の太陽歯車１２６を備えており、第１の太陽歯車１２６は差動装置ケース１０７と相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されており、また伝動装置段１２５は、第１の太陽歯車１２６に噛み合う遊星歯車１２７と、遊星歯車１２７に噛み合う第２の太陽歯車１２８とを備えており、第２の太陽歯車１２８は車軸と相対回動不能に結合されている。遊星歯車１２７は、それぞれ２つの歯列区分１２９，１３０を備えており、歯列区分１２９，１３０のうちの一方は第１の太陽歯車１２６に噛み合い、また別の一方は第２の太陽歯車１２８に噛み合う。回転数変化を実現するために、両方の太陽歯車１２６，１２８はそれぞれ異なる歯数を有しており、また遊星歯車１２７の両方の歯列区分１２９，１３０はそれぞれ異なる歯数を有している。遊星歯車１２７はキャリア１３２に回動可能に収容されており、キャリア１３２は遊星歯車１２７と共に回転軸線Ｂを中心に回転することができる。キャリア１３２はクラッチ１３７によって差動装置ハウジング１０４に連結可能であり、これによって追加的なトルクを該当する車軸に伝達することができる。

以下に伝動装置ユニット１０１を通るトルク流れ経過の一例について説明する。図面から判るように、先ず１００Ｎｍのトルクが推進軸１０２から冠歯車１１７を介して差動装置ケース１０７に入力される。通常の走行条件、つまりキャリア１３２が自由に回転する状態では、入力されたトルクは、均等に両方のサイド歯車１１３，１１４に５０：５０の比で分配される。現行の走行力学状態によって、自動車の両輪のうちの一方に比較的大きなトルクを及ぼすよう要求されると、適当な伝動装置段１２５，１２５´がアクティブ化される。ここでは左側の車軸もしくは図示していない左側の車輪に比較的大きなトルクを伝達しようとする場合を示した。このために左側のクラッチ１３７が作動させられ、つまりこの時点まで自由に回転軸線を中心に回転していたキャリア１３２は、差動装置ハウジング１０４に対して制動される。したがって差動装置ケース１０７から、第１の太陽歯車１２６と遊星歯車１２７とを介して左側の車軸に伝達されるトルク成分が分岐される。この場合差動装置ケース１０７から分岐したトルク成分は１０Ｎｍであるので、差動歯車に９０Ｎｍのトルクが割り当てられる。差動歯車１１０を介して入力されたトルクは、均等に両方のサイド歯車１１３，１１４に分配され、つまり各車軸に４５Ｎｍのトルク成分が分配される。差動装置ケース１０７から追加的に分岐した１０Ｎｍのトルクは、左側の車軸に加えられる。この場合クラッチ１３７における熱損失によって約１Ｎｍのトルクが失われるので、左側の車軸に追加的に９Ｎｍのトルクが伝達され、左側の車軸に合計５４Ｎｍのトルクが導入される。総じてカーブ外側の左側の車輪とカーブ内側の右側の車輪との間で、５４Ｎｍ：４５Ｎｍの比が生じる。

図２には、部分的に図示した差動装置ハウジング４内に設けられた差動伝動装置３と本発明による２つの伝動装置モジュール５，６とを備えた伝動装置ユニット１を示した。伝動装置ユニット１の構造および機能形式は、本発明による伝動装置モジュール５，６を除いて、図１に示した伝動装置ユニットに実質的に相当するので、図１の説明が適用されるものとする。同じ構成部材には１００を引いた符号を設けた。本発明による伝動装置モジュール５，６は、個別的な構成ユニットとして形成されていて、かつ両方の車軸にトルクを可変に分配するのに役立つ。右側の伝動装置モジュールの構成部材には、「´」を付けた符号を設けた。

差動伝動装置３は、相対回動不能に冠歯車１７の結合された差動装置ケース７を備えており、冠歯車１７は、推進軸２と結合された傘歯車１１に噛み合い、傘歯車１１によって駆動される。推進軸２は、図示していない転がり軸受によって差動装置ハウジング４内で縦軸線Ａを中心に回動可能に支承されている。差動装置ケース７は、スリーブ状の２つの付加部を備えており、付加部によって、差動装置ケース７は、転がり軸受８を用いて回転軸線Ｂを中心に回動可能に差動装置ハウジング４内で支承されている。差動装置ケース７内で、複数の差動歯車１０が、回転軸線Ｂに直交するピン１２に回動可能に支承されており、ピン１２は差動装置ケース７と共に回転する。差動歯車１０に２つのサイド歯車１３，１４が噛み合っており、サイド歯車１３，１４は伝動装置モジュール５，６もしくは該当する車軸にトルク伝達するのに役立つ。サイド歯車１３，１４は差動装置ケース７内で回転軸線Ｂを中心に回動可能に支承されており、この場合摩擦ディスク１５，１６が設けられており、これによって差動歯車１０からサイド歯車１３，１４へのトルク伝達によって形成される軸方向の拡開力を差動装置ハウジング４に対して支持することができる。

両方の伝動装置モジュール５，６は、差動伝動装置３の、ピン軸線によって形成される中央平面に関して鏡面対称的に配置されている。両方の伝動装置モジュール５，６は、構造および機能形式に関して同一に形成されているので、以下に両方の伝動装置のうちの一方について説明する。これについては図３に詳しく示した。

各モジュール５，６はハウジング１８を備えており、ハウジング１８内で第１の軸１９が軸受２０によって回動可能に支承されている。第１の軸１９は、縦歯列を介して、差動伝動装置３の、該当するサイド歯車１３，１４と相対回動不能に結合されている。第１の軸１９に、これと同軸的に第２の軸２２が滑り軸受によって回動可能に支承されている。第２の軸２２は、縦歯列を介して、差動装置ケース７と相対回動不能に結合されている。第１の軸１９は、差動伝動装置３とは反対側の端部で、自動車の、図示していない該当する車軸と結合するためのフランジ２１を備えている。第１の軸１９は、ハウジング１８に対して、転がり軸受２０によって回動可能に支承されていて、かつ非接触式のシールキャップ２３と接触式のシールリング２４とによってシールされている。

第１の軸１９と第２の軸２２とは、トルク伝達のための伝動装置段２５を介して互いに結合されている。伝動装置段２５は第１の太陽歯車２６を備えており、第１の太陽歯車２６は第２の軸２２と一体的に結合されており、また伝動装置段２５は、第１の太陽歯車２６に噛み合う遊星歯車２７と、遊星歯車２７に噛み合う第２の太陽歯車２８とを備えており、第２の太陽歯車２８は、縦歯列を介して第１の軸１９と相対回動不能に結合されている。遊星歯車２７は、それぞれ一体的に形成されていて、かつ２つの歯列区分２９，３０を備えており、２つの歯列区分２９，３０のうちの一方は第１の太陽歯車２６に噛み合い、別の一方は第２の太陽歯車２８に噛み合う。歯列ははす歯歯列として形成されており、これによって有利ないわゆるＮＶＨ特性（ノイズ−バイブレーション−ハーシュネス）を得ることができる。この場合はす歯歯列は、トルク伝達時に太陽歯車２６，２８に作用する軸方向力が互いに向き合うように形成されている。両方の太陽歯車２６，２８の間にスラスト軸受３１が設けられており、スラスト軸受３１は、両方の太陽歯車２６，２８の相互的な軸方向の支持を保証する。スラスト軸受３１と遊星歯車２７との間に十分なスペースを提供するために、遊星歯車２７は、スラスト軸受３１を軸方向で重畳する領域に、環状に延びる溝３３を備えている。比較的小さなスラスト軸受３１を使用する場合、遊星歯車における溝は省略することもできる。第１の軸１９と第２の軸２２との間の回転数伝達比変化を達成するために、両方の太陽歯車２６，２８はそれぞれ異なる歯数を有している。この場合遊星歯車２７の歯数および太陽歯車２６，２８の歯数は、第１の軸１９と第２の軸２２との間で２０％までの回転数差が得られるように選択されている。

遊星歯車２７は、ニードル軸受４０によって共通のキャリア３２内でピン３９に回動可能に収容されており、キャリア３２は、ケース状に形成されていて、かつ外側に向かって実質的に閉鎖されている。キャリア３２は、金属薄板から成るポット状の２つの変形部５７，５８から製作されており、変形部５７，５８は、遊星歯車２７および太陽歯車２６，２８の挿入後に互いに堅固に結合されていて、特に溶接されている。この場合キャリア３２は、遊星歯車２７、太陽歯車２６，２８および第２の軸２２と共に前組立可能な構成群５６を成し、構成群５６は第１の軸１９に被せ嵌められる。前組立可能な構成群５６は図４に詳しく示した。図面から判るように、キャリア３２は外周面３４で係合手段３５を備えており、係合手段３５に、トルク伝達のためのクラッチ３７のインナープレート３６が係合できる。金属薄板から成るポット状の両方のキャリア部分５７，５８は、それぞれ軸方向の孔５９を備えており、孔５９に中空ピン３９が差し込まれており、中空ピン３９に、遊星歯車２７がニードル軸受によって支承されている。さらに環状に延びる溶接シーム６０が看取され、溶接シーム６０は両方のキャリア部分５７，５８を互いに結合する。キャリア３２に潤滑剤を導入するために、外周面３４に半径方向の貫通孔６２が設けられており、貫通孔６２を通って潤滑剤はハウジング１８の内室からキャリア３２の内室に到達することができる。

クラッチ３７は、キャリア３２を遊星歯車２７と共にハウジング１８に連結するのに役立ち、これによって追加的なトルクを直接差動装置ケース７で分岐させ、第２の軸２２と伝動装置段２５とを介して第１の軸１９に伝達することができる。クラッチ３７は、多板クラッチとして形成されていて、かつインナープレート３６の横に、これに対して交互に配置されたアウタープレート３８を備えており、アウタープレート３８はハウジング１８に対して相対回動不能に保持されている。アウタープレート３８とインナープレート３６とから成る多板セットは、ハウジング１８に対して軸方向で支持面４１に支持されていて、かつ軸方向調節装置４２によって作動させられる。

軸方向調節装置４２は、ボールランプユニットとして形成されていて、かつ２つのディスク４３，４４を備えており、ディスク４３，４４は、相対回動可能であり、かつ周方向で深さ変化可能な、ボール４７を収容するためのボール溝４５，４６を備えている。両方のディスクのうちの一方は支持ディスク４３として形成されており、支持ディスク４３はハウジング１８に対して軸方向で支持されている。両方のディスクのうちの別の一方は調節ディスク４４として形成されており、調節ディスク４４は、支持ディスク４３に対して回動可能であり、かつ軸方向可動であり、これによってスラスト軸受４８および押圧板４９を介して多板セットを軸方向力で負荷することができる。したがってクラッチ３７が閉じられると、キャリア３２はハウジング１８に対して制動される。

ボールランプユニット４２は、電動モータ５２によってピニオン軸５３を介して制御され、ピニオン軸５３はハウジング１８に回動可能に支承されている。ピニオン軸５３は歯列５４を備えており、歯列５４は、調節ディスク４４に設けられた対抗歯列５５に噛み合う。電動モータ５２は図示していない電子調整装置によって制御され、電子調整装置は自動車の走行力学を調整するのに役立つ。

図３から判るように、ハウジング１８は、差動伝動装置３に向かって、フランジの構成をした接続手段６２を備えており、接続手段６２は開口６１を包囲する。組立のために、図示した構成ユニットはフランジ６２で、差動装置ハウジング４にねじ固定される。この場合第１の軸１９は、差込結合部を介して、差動伝動装置３の、該当するサイド歯車１３と相対回動不能に結合されている。第２の軸２２も同様に、差込結合部を介して差動装置ケース７と相対回動不能に結合されている。差動伝動装置３および伝動装置モジュール５は、組立後に共通の内室を形成し、かつ共通の潤滑剤を使用する。

図５には、本発明による伝動装置モジュール５´´の選択的な実施例を示した。伝動装置モジュール５´´は、図２および図３に示した伝動装置モジュール５に実質的に相当するものであり、ここでは図２および図３に関する記載が適用されるものとする。同一の構成部材には同一の符号を設け、変化した構成部材には「´´」を付した符号を設けた。ここで述べる伝動装置モジュール５´´の特徴によれば、ハウジング１８´´がカバー６３を備えており、カバー６３は構成ユニットを外側に向かって閉鎖する。カバー６３は、半径方向内側に、シールリング６５を収容するための孔６４を備えており、シールリング６５は第２の軸２２に緊密に支承されている。構成ユニット５´´は完全に差動伝動装置３から独立しており、差動伝動装置３に構成ユニット５´´は接続することができる。このような構成の利点によれば、伝動装置モジュール５´´の冷却および潤滑のために、差動伝動装置３のための潤滑剤とは別の潤滑剤を使用することができる。

図６には、前述の伝動装置モジュールに類似した、本発明による別の伝動装置モジュール５´´´の実施例を示した。伝動装置モジュール５´´´は、図２および図３もしくは図５に示した伝動装置モジュールに実質的に相当するものであり、ここでも前述の記載が適用されるものとする。同一の構成部材には同一の符号を設け、変化した構成部材には「´´´」を付した記号を設けた。図６に示した伝動装置モジュール５´´´の特徴によれば、カバー６３と第２の軸２２との間のシール手段が省略される。したがって伝動装置モジュール５´´´と差動伝動装置３とのために同じ潤滑剤を使用することができ、潤滑剤はリングギャップ６４を通過することができる。同時にカバー６３によって、個々の構成部材が取扱時にハウジング１８´´から落下しないよう確保される。

以下に本発明による伝動装置モジュールのための様々な使用例について説明する。

図７には、駆動される前車軸（フロントアクスル）６６と従動する後車軸（リアアクスル）６７とを備えた自動車のパワートレーンを示した。ここでは後車軸６７において走行輪６８，６９だけを図示し、懸架部は図示していない。前車軸６６を駆動するために、伝動装置ユニット７１を備えた、自動車長手方向に設置された、つまり縦置きのエンジン７０が設けられている。伝動装置ユニット７１は、変速機７２と、トルクを両方の車軸７４，７５に分配するための軸差動装置７３とを備えている。軸差動装置７３（図２に示した実施例と同一であり、その説明が適用されるものとする）において、各車軸７４，７５に、本発明による、前方の駆動輪７６，７７にトルクを可変に分配するための伝動装置モジュール５，６が接続されている。したがって軸差動装置７３に導入されるトルクは、必要に応じて、両方の車軸７４，７５もしくは両方の走行輪７６，７７に分配され、これによって最適な走行安定性が得られる。特にカーブ走行時にカーブ外側の駆動輪に追加的なトルクを及ぼすことができる。

図８には、図７に類似の実施例を示した。ここでは図７の説明が適用されるものとする。唯一の相違点によれば、エンジン７０´は、ここでは縦置きではなく横置きで組み付けられている。

図９には、駆動される後車軸６７´と従動する前車軸６６´とを備えた自動車のパワートレーンを示しており、ここでは図７に示した構成部材とは異なる構成部材には、「´」を付した符号を設けた。ここでは前車軸６６´において、単に走行輪７６，７７を図示し、懸架部は図示していない。エンジン−伝動装置−ユニット７０´，７１´によって、推進軸７８を介して、後車軸６７´の軸差動装置８３が駆動される。軸差動装置８３（図２に示した実施例と同一であり、その説明が適用されるものとする）において、各車軸７９，８０に、本発明による、後方の駆動輪６８，６９にトルクを可変に分配するための伝動装置モジュール５，６が接続される。したがって軸差動装置８３に導入されるトルクは、必要に応じて、両方の車軸７９，８０もしくは両方の駆動輪６８，６９に分配され、これによって最適な走行安定性が得られる。特にカーブ走行時にカーブ外側の駆動輪に追加的なトルクを及ぼすことができる。

図１０には、駆動される前車軸６６´´と駆動される後車軸６７´´とを備えた自動車のパワートレーンを示した。ここでは変化した構成部材には「´´」を付した符号を設けた。前車軸６６´´には、軸差動装置７３、２つの車軸７４，７５ならびに駆動される駆動輪７６，７７が看取される。後車軸６７´´には、軸差動装置８３、２つの車軸７９，８０ならびに駆動される駆動輪６８，６９が看取される。エンジン−伝動装置−ユニット７０´´，７１´´は、一定のトルク分配を有する分配伝動装置７１´´を備えており、分配伝動装置７１´´の出力軸は、一方では前方の推進軸８１を介して前車軸６６´´の軸差動装置７３を駆動し、また他方では後方の推進軸７８を介して後車軸６７´´の軸差動装置８３を駆動する。分配伝動装置７１´´には中央差動装置９３が組み込まれており、中央差動装置９３は、その都度のスリップに応じて、前車軸６６´´と後車軸６７´´との間の駆動モーメントの適合を行う。中央差動装置９３（図２に示した実施例に類似しており、その説明が適用されるものとする）に、本発明による、前車軸６６´´と後車軸６７´´との間のトルクを可変に分配するための伝動装置モジュール５が接続される。したがって特定の走行状況で後車軸６７´´に比較的高いトルクを及ぼすことができ、これによって最適な走行安定性が得られる。

図１１には、駆動される前車軸６６´´と駆動される後車軸６７´´とを備えた自動車のパワートレーンを示した。図１１に示したパワートレーンは、図１０に示したパワートレーンに実質的に相当するものであり、その説明が適用されるものとする。同一の構成部材には同一の符号を設けた。図９に示した実施例との相違点によれば、中央差動装置９３に対して追加的に本発明による伝動装置モジュール５，６が軸差動装置７３，８３に接続されている。したがって前車軸６６´´の両方の車軸７４，７５に及ぼされる可変のトルク分配と、後車軸６７´´の両方の車軸７９，８０に及ぼされる可変のトルク分配とが保証される。後方の軸差動装置８３に接続された本発明による伝動装置モジュール５，６については、図９に示したパワートレーンの説明を参照されたい。前方の軸差動装置７３に接続された本発明による伝動装置モジュール５，６については、図７に示したパワートレーンの説明を参照されたい。この実施例によって最大限の走行安定性が保証される。なぜならば前車軸６６´´と後車軸６７´´との間のトルク分配も、各車軸７４，７５，７９，８０に及ぼされる前車軸６６´´の内側および後車軸６７´´の内側のトルク分配も可変に分配可能である、という理由による。

トルク経過の一例と共に、従来技術による伝動装置ユニットを示す概略図である。 本発明による伝動装置モジュールを備えた伝動装置ユニットを示す縦断面図である。 図２に示した伝動装置モジュールの、ａは縦断面図であり、ｂは横断面図であり、ｃは分解斜視図である。 図２に示した、前組立された構成群を詳しく示す斜視図である。 シールを備えた、本発明による伝動装置モジュールの１実施例を示す縦断面図である。 シールを備えていない、本発明による伝動装置モジュールの１実施例を示す縦断面図である。 縦置きで組み付けられたエンジンを備えた、前方の軸差動装置に設けられた、本発明による伝動装置モジュールの１使用例を示す図である。 横置きで組み付けられたエンジンを備えた、前方の軸差動装置に設けられた、本発明による伝動装置モジュールの１使用例を示す図である。 後方の軸差動装置に設けられた、本発明による伝動装置モジュールの１使用例を示す図である。 中央差動装置に設けられた、本発明による伝動装置モジュールの１使用例を示す図である。 中央差動装置に設けられた、本発明による伝動装置モジュールの１使用例を示す図である。

符号の説明

１ 伝動装置ユニット、 ２ 推進軸、 ３ 差動伝動装置、 ４ 差動装置ハウジング、 ５ 第１の伝動装置モジュール、 ６ 第２の伝動装置モジュール、 ７ 差動装置ケース、 ８，９ 転がり軸受、 １０ 差動歯車、 １１ 傘歯車、 １２ ピン、 １３，１４ サイド歯車、 １５，１６ 摩擦ディスク、 １７ 冠歯車、 １８ ハウジング、 １９ 第１の軸、 ２０ 転がり軸受、 ２１ フランジ、 ２２ 第２の軸、 ２３ シールキャップ、 ２４ シール、 ２５ 伝動装置段、 ２６ 第１の太陽歯車、 ２７ 遊星歯車、 ２８ 第２の太陽歯車、 ２９，３０ 歯列区分、 ３１ スラスト軸受、 ３２ キャリア、 ３３ 溝、 ３４ 外周面、 ３５ 係合手段、 ３６ インナープレート、 ３７ クラッチ、 ３８ アウタープレート、 ３９ ピン、 ４０ ニードル軸受、 ４１ 支持面、 ４２ 軸方向調節装置、 ４３ 第１のディスク、支持ディスク、 ４４ 第２のディスク、調節ディスク、 ４５，４６ ボール溝、 ４７ ボール、 ４８ スラスト軸受、 ４９ 押圧板、 ５１ 縦歯列、 ５２ 電動モータ、 ５３ ピニオン軸、 ５４ 歯列、 ５５ 対抗歯列、 ５６ 構成群、 ５７，５８ キャリア部、 ５９ 孔、 ６０ 溶接シーム、 ６１ 縦歯列、 ６２ 貫通孔、 ６３ カバー、 ６４ 孔、リングギャップ、 ６５ シール、 ６６ 前車軸、 ６７ 後車軸、 ６８，６９ 走行輪、 ７０ エンジン、 ７１ 伝動装置ユニット、 ７２ 変速機、 ７３ 軸差動装置、 ７４，７５ 車軸、 ７６，７７ 走行輪、 ７８ 推進軸、 ７９，８０ 車軸、 ８１ 推進軸、 ８３ 軸差動装置、 ９３ 中央差動装置

Claims (3)

1. 自動車のパワートレーンにおける可変のトルク分配のための伝動装置モジュール（５，６）において、
   第１の軸（１９）が設けられており、該第１の軸（１９）が、回転軸線（Ｂ）を中心に縦置きのハウジング（１８）に対して回動可能に支承されており、
   該第１の軸（１９）に対して同軸的に配置された第２の軸（２２）が設けられており、該第２の軸（２２）が、第１の軸（１９）と駆動結合されており、
   少なくとも１つの遊星歯車（２７）と、少なくとも１つの遊星歯車（２７）を支持するキャリア（３２）とを備えた、第１の軸（１９）と第２の軸（２２）との間のトルク流れ経路に配置された伝動装置段（２５）が設けられており、キャリア（３２）が、回転軸線（Ｂ）を中心に回転可能に形成されており、
   クラッチ（３７）が設けられており、該クラッチ（３７）が、ハウジング（１８）に支持されていて、かつハウジング（１８）に対してキャリア（３２）を連結するのに役立ち、
   ハウジング（１８）に対してキャリア（３２）を連結することによって、第１および第２の軸（１９，２２）のうちの一方から、第１および第２の軸（１９，２２）のうちの別の一方へのトルク伝達が行われるようになっており、
   ハウジング（１８）、第１の軸（１９）、第２の軸（２２）、伝動装置段（２５）およびクラッチ（３７）が、１構成ユニットの一部を成しており、
   ハウジング（１８）に接続手段（６２）が設けられており、構成ユニットが伝動装置（３）に接続されるようになっていることを特徴とする、可変のトルク分配のための伝動装置モジュール。
2. 自動車において、
   ２つの車軸（７６，７７；７９，８０）を備えた１つの被駆動軸（６６，６７）と、両方の車軸（７６，７７；７９，８０）にトルクを可変に分配するための軸差動装置（７３，８３）とが設けられており、
   軸差動装置（７３，８３）が、縦置きの差動装置ハウジング（４）内で回動可能に支承された差動装置ケース（７）と、差動装置ケース（７）内で回動可能に支承された２つのサイド歯車（１３，１４）と、両方のサイド歯車（１３，１４）に噛み合う複数の差動歯車（１０）とを備えており、
   請求項１に記載の第１の伝動装置モジュール（５）が設けられており、第１の伝動装置モジュール（５）のハウジング（１８）が、結合手段（６２）を介して、縦置きの差動装置ハウジング（４）と堅固に結合されており、第１の伝動装置モジュール（５）の第１の軸（１９）が、両方のサイド歯車（１３，１４）のうちの一方と相対回動不能に結合されており、第１の伝動装置モジュール（５）の第２の軸（２２）が、差動装置ケース（７）と相対回動不能に結合されており、
   請求項１記載の第２の伝動装置モジュール（６）が設けられており、第２の伝動装置モジュール（６）のハウジング（１８´）が、結合手段（６２´）を介して、縦置きの差動装置ハウジング（４）と堅固に結合されており、第２の伝動装置モジュール（６）の第１の軸（１９´）が、両方のサイド歯車（１３，１４）のうちの別の一方と相対回動不能に結合されており、第２の伝動装置モジュール（５）の第２の軸（２２´）が、差動装置ケース（７）と相対回動不能に結合されていることを特徴とする、自動車。
3. 自動車において、
   ２つの被駆動軸（６６，６７）と、両方の被駆動軸（６６，６７）にトルクを可変に分割するための中央差動装置（９３）が設けられており、
   中央差動装置（９３）が、縦置きの差動装置ハウジング内で回動可能に支承された差動装置ケースと、差動装置ケース内で回動可能に支承された２つのサイド歯車と、サイド歯車に噛み合う複数の差動歯車とを備えており、
   中央差動装置（９３）に、請求項１記載の伝動装置モジュール（５）が設けられており、伝動装置モジュール（５）のハウジング（１８）が、結合手段（６２）を介して、縦置きの差動装置ハウジングと堅固に結合されており、伝動装置モジュール（５）の第１の軸（１９）が、両方のサイド歯車のうちの一方と相対回動不能に結合されており、伝動装置モジュール（５）の第２の軸（２２）が、差動装置ケースと相対回動不能に結合されていることを特徴とする、自動車。

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