JP2006522701A

JP2006522701A - 縦置き４輪駆動ドライブトレイン

Info

Publication number: JP2006522701A
Application number: JP2006504432A
Authority: JP
Inventors: フィリップ・ガンスローザー; トビアス・ヘルター; ヴェルナー・クライン; ハートムート・ニード; ロルフ・シュレーダー; ペトラ・テンナート
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US20060048992A1; DE10315884A1; DE10315884B4; WO2004089675A1

Abstract

本発明は、縦置き４輪駆動ドライブトレインに関する。駆動トルクを前軸に案内する側部シャフトは、二脚ジョイント又は代替的に二面ジョイントを有する形態で、実施される。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレインに関する。

駆動トルクが、車両変速機からそれに続くトランスファ、そして少なくとも１つの歯車を介して側部シャフトに伝達され得る縦置き４輪駆動ドライブトレインは、すでに特許文献１が知られている。車両方向において後側に位置する側部シャフトの端部は、関節式に連接される形態で、歯車内に配置されている。

縦置き４輪駆動ドライブトレインは、同様に、非特許文献１が、すでに知られている。このドライブトレインでは、側部シャフトは、ジョイントを有しないように設計されている。

欧州特許出願公開第１２３８８４７Ａ１号明細書フォルクスワーゲン社の「５．０ｌＶ１０ＴＤＩＰＤ」２ターボエンジンを有する「フェートン」に関する刊行物

本発明の目的は、静粛に走行し、費用効率が高い縦置き４輪駆動ドライブトレインを製造することにある。

本発明によれば、上記目的は、請求項１の特徴によって、達成される。

このために、駆動トルクを前軸に伝達する側部シャフトは、互いに対して直径方向に配置される２つのピンを備え、これらのピンは、その回転軸に対して軸方向に変位可能な形態で、横方向出力部の歯車の内側の縦溝に取り付けられている。このように形成されたジョイントは、特に有利には、二脚ジョイント又は二面ジョイントであり得る。しかし、原理的に、２つピンが歯車の縦溝内において転がるか又は滑る他のジョイント形式も、考えられる。

二脚ジョイントと二面ジョイントは、作動中に、主に転がり軸受の利点を有し、これによって、摩擦、磨耗、騒音生成、熱生成、及び振動励起が、低レベルに保持される。さらに、二面ジョイントと二脚ジョイントは、三面ジョイントと三脚ジョイントと比較して、より軽く、より費用効率が高い。

二面ジョイント又は二脚ジョイントは、特に有利には、従来のユニバーサル・ジョイントと組合せられ得る。すなわち、二面ジョント又は二脚ジョイントは、車両方向において後側に位置する側部シャフト端に配置され、ユニバーサル・ジョイントは、前端に配置される。これに関連して、欧州特許出願第２０１４１２２．２号明細書にすでに開示されているユニバーサル・ジョイントが用いられ得る。この特許出願は、例示される側部シャフトの後端にユニバーサル・ジョイントが設置されているが、先行刊行物ではない。すなわち、二面ジョイント又は二脚ジョイントは、空間を節約する形態で、横方向出力部の歯車の内側に配置され、費用効率の高いユニバーサル・ジョイントは、前軸デファレンシャルの領域に配置されている。これに関連して、ユニバーサル・ジョイントは、トルクを側部シャフトから前軸デファレンシャルのべベルギア／ベベルリングギア装置のべベルギアに伝達する。この二面ジョイント又は二脚ジョイントとユニバーサル・ジョイントの組合せは、特に、二面ジョイント又は二脚ジョイントとユニバーサル・ジョイントが回転運動の均一性に関して同一の特性を有しているので、均一な運動を可能にする。

基本的に、少なくとも１つのジョイントを有する側部シャフトの設計は、側部シャフトのわずかな傾斜運動がプロペラシャフト内に応力をもたらさない、という利点を有する。その結果、これらの応力による力は、前記歯車の軸受アセンブリ内に、導かれない。その結果、この軸受アセンブリは、横方向出力部の歯車対における駆動トルク変速機から生じる力のみを支持するだけでよい。このように歯車対が外力に殆ど影響されないことによって、この歯車対は、極めて静粛に、かつ振動を受けずに、動作する。必要に応じて、前記歯車の軸受アセンブリは、側部シャフトから軸受アセンブリ内に導かれる軸方向力をやはり支持しなければならない。しかし、本発明の特に有利な発展形態において、これらの軸方向力は、側部シャフトが２部品設計であるという事実によって、排除され、これらの２つの側部シャフト半体は、互いに対して、軸方向に移動可能である。このために、例えば、欧州特許第２０２７８０９．９号明細書に開示されているようなシャフト／ハブ軸方向歯車装置が、設けられる。

請求項４は、本発明の特に有利な発展形態を開示している。側部シャフト後端に割り当てられる２つのピンの縦軸が、側部シャフト前端に割り当てられるピンの縦軸と平行に配置されている事実によって、側部シャフトの特に均一な回転運動が達成される。構造的な空間の理由から、
−前記歯車又は出力ピニオンの回転軸と、
−側部シャフトの縦軸と、
−前軸デファレンシャルの前ピニオンシャフトの回転軸と
は、多くの場合、一直線上には配置されず、すなわち、互いにある角度で配置されている。これに関連して、前述の３つの幾何学的な軸は、例えば、互いに対してＷ配置又はＺ配置に位置されてもよい。これらの場合、後端におけるピンの縦軸に対する前端におけるピン縦軸の正確な平行配置は、回転の非均一さをもたらすだろう。この理由から、請求項５は、２つのピンの縦軸の互いに対する最大５°のわずかな補償角である傾斜を提案している。

請求項６は、前記歯車内への駆動トルクの導入に関して、特に好ましい配置を構成する本発明の発展形態を提案している。これに関連して、側部シャフトの端に割り当てられる２つのピンは、運動が拘束された形態で、側部シャフトに接続される。しかし、他方で、側部シャフト端の穴内における２つのピンの回転可能な取付けも可能である。

本発明のさらに他の利点は、以下の図面の説明、図面、及び他の従属項から明らかであろう。本発明の例示的実施形態が、図面に示されている。

以下、「後」と「前」という方向の表示は、それぞれ、走行方向において後と前を示す方向を表す。

図１は、駆動エンジン１９と、搭載された状態で自動車の後側に面する変速機出力シャフト１３とを有する自動変速機１４とを備える自動車用の本発明による縦置きドライブトレインの部分領域の略図を示している。このドライブトレインは、本質的に、ドライブトレイン縦軸５０に沿って配向されている。

自動変速機１４は、基本的に、純後輪駆動用に設計されている。自動変速機１４の搭載された状態において、変速機出力シャフト１３は、後軸デファレンシャルの（詳細には図示されていない）入力シャフトに駆動接続されている。

自動変速機１４は、変速機ケース２２を有し、この変速機ケース２２は、そこに形成された横方向出力部１６用の軸受ハウジング２３を有している。これによって、自動変速機１４は、「アドオン方式」によって、高い費用効率で、４輪駆動の別型式に用いられ得る。

このような別型式において、その純後輪駆動の別型式に関連して延在する変速機出力シャフト１３は、駆動トルクの第１部分が後軸デファレンシャルに伝達されるように、トランスファ２９と後輪駆動プロペラシャフト３０を介して、後軸デファレンシャルのピニオンシャフトに接続されている。駆動トルクの第２部分は、変速機出力シャフト１３から、
−トランスファ２９と、
−駆動ピニオン１７と、
−横方向出力部１６のプロペラシャフト１０と、
−前軸デファレンシャル１５のベベルピニオンシャフト１１と
を介して、前軸に伝達される。出力トルクは、前軸デファレンシャル１５と後軸デファレンシャルとに分配されると共に、回転速度の差は、トランスファ２９によって、補償され得る。

横方向出力部１６のプロペラシャフト１０は、変速機出力シャフト１３に対して約８°の角度、正確には前軸デファレンシャル１５のベベルピニオンシャフト１１の方向において、水平に旋回される。横方向出力部１６のプロペラシャフト１０は、変速機出力シャフト１３に対して約４°の角度、正確には前軸デファレンシャル１５のベベルピニオンシャフト１１の方向において、垂直に旋回される。これに関連して、水平方向における角度β_Ｈのみが、図面に示されている。

横方向出力部１６は、２つの歯車によって、正確には、駆動ピニオン１７とそれと噛合する出力ピニオン１８とによって、形成されている。駆動ピニオン１７は、中空シャフト３１によって、回転方向に固定された形態で、トランスファ２９の伝動要素に接続されている。変速機出力シャフト１３は、この中空シャフト３１の内側に延在している。出力ピニオン１８は、ｘ配置にある予圧されたテーパローラ軸受アセンブリによって、軸受ハウジング２３内に取り付けられている。

水平角β_Ｈと（詳細には図示されていない）垂直角を生じさせるために、プロペラシャフト１０は、二脚ジョイント１００によって、関節式に連接された形態で、出力ピニオン１８の内側に半径方向に配置されている。さらに、プロペラシャフト１０は、走行方向における前部、すなわち、その他端において、さらに他の二脚ジョイント１０１を有するベベルピニオンシャフト１１に、関節式に連接された形態で、連結されている。

ドライブトレインにおいて、駆動ピニオン１７とそれに噛合する出力ピニオン１８は、各場合において、円錐状の平歯車の形態にある。これに関連して、これらの円錐状の平歯車の軸角度は、水平角β_Ｈと同じである。さらに、リング歯車１２とベベルピニオンシャフト１１の軸角α_１は、９０°よりも角度β_Ｈだけ小さく、これによって、ベベルピニオンシャフト１２とプロペラシャフト１０は、共通の垂直面にある。プロペラシャフト１０は、走行方向において駆動エンジン１９の右に位置する側に、配置されている。前軸デファレンシャル１５のリング歯車１２は、駆動エンジン１９と面する前軸デファレンシャル１５の側、すなわち、走行方向における左側に配置されている。

図２は、図１の４輪駆動ドライブトレインの部分領域を、断面図で詳細に示している。

特に、軸受ハウジング２３を有する横方向出力部１６の部分領域が、示されている。駆動ピニオン１７とそれと噛合する出力ピニオン１８は、各場合において、円錐状の平歯車の形態にある。これに関連して、これらの円錐状の平歯車の軸角は、横方向出力部１６のプロペラシャフト１０の水平角β_Ｈと同じである。

変速機出力シャフト１３は、中空シャフトの形態にあり、半径方向外側の中空シャフト３１と同軸に配置され、環状通路がこれら２つの中空シャフト間に存在する。部分的にのみ見える自動変速機１４の駆動トルクは、トランスファ２９内に送られ、このトランスファ２９が、この駆動トルクを、一方では、後軸デファレンシャルの（詳細には図示されていない）ピニオンシャフトに、他方では、中空シャフト３１に分配する。駆動ピニオン１７は、この中空シャフト３１に回転方向に固定された形態で嵌合され、軸方向に固定されてｘ配置にあるテーパローラ軸受アセンブリによって、軸受ハウジング２３内に取り付けられている。軸受ハウジング２３は、出力ピニオン１８が取り付けられるテーパローラ軸受アセンブリも収容している。出力ピニオン１８は、歯付きリング９９と、その中に圧入される中空シャフトインサート８６とからなる。微小滑りを防ぐために、シャフトインサート８６は、付加的に、歯付きリング９９に溶接される。代替的に、微小滑りを防ぐために、駆動歯車が設けられ得る。

シャフトインサート８６は、略中央に、最大直径の領域を有し、この領域の上に、歯付きリング９９が圧入される。この領域から、シャフトインサート８６は、軸に沿った前方向と後方向の両方において、多数の段部によって、段階的に傾斜している。以下、これらの段部について、前方の段部から後方の段部の順に、説明する。

前段部９３は、軸受ハウジング２３を超えて突出している。弾性ベローズの一端が、この前段部９３を覆って配置されている。ベローズの他端は、２分割プロペラシャフト１０の前プロペラシャフト半体を覆って配置され、これによって、出力ピニオン１８の内部、従って、その中に収容されるジョイント、又はそれに充填されているグリースが、埃と跳ね掛け水から、保護される。プロペラシャフト１０の後プロペラシャフト半体は、シャフトのスプラインによって、前プロペラシャフト半体に接続されている。２つのプロペラシャフト半体の互いに対する軸方向におけるわずかな変位が、可能である。

回転シャフトのシールであって、その外周が分割された軸受ハウジング２３内に圧入され、軸受ハウジング２３の潤滑剤が供給される内部を外側から密封するシールが、前段部９３に続く第２段部に取り付けられている。前記潤滑剤は、ｘ配置にある２つのテーパローラ軸受アセンブリと２つの円錐状の平歯車間の噛合部を潤滑するのに、役立つ。潤滑剤の供給のために、変速機出力シャフト１３は、中央潤滑剤ダクト３５に加えて、横断穴３６を備え、この横断穴３６によって、潤滑剤と冷媒が、中央潤滑剤ダクト３５から環状通路内に導かれる。ここから、部分的な流れが、半径方向にドリル加工された供給穴３７、３８、３９内を通って駆動ピニオン１７の平歯車内に流れる。これらの供給穴３７、３８、３９は、一方では、駆動ピニオン１７のテーパローラ軸受アセンブリの２つのテーパローラ軸受に、他方では、２つの円錐状の平歯車間の噛合部に延在している。

第２段部から、軸受内輪３３を受ける第３段部９８が続く。この軸受内輪３３は、軸に沿った後方向に向かって、第３段部に支持され、この第３段部から、最大直径を有する前記中央領域が続く。この領域から、段部を介して、ジャーナル８７が続く。このジャーナル８７に配置されているのは、出力ピニオン１８のテーパローラ軸受アセンブリの軸受内輪３４である。この内輪３４は、軸方向において前方に向かって段部に支持され、これによって、軸受内輪３３、３４に属する２つのテーパローラ軸受は、ｘ配置で互いに関して固定される。

互いに対して直径方向において対向して配置された２つの縦スロット９６ａと９６ｂは、シャフトインサート８６の中央領域内に、フライス加工によって形成されている。理想的な状況では、縦スロット９６ａと９６ｂは、矩形領域を有し、内径部は、生産技術的な性質に依存する。各場合に、２つの軸受カセット９５ａ、９５ｂが、これらの縦スロット９６ａと９６ｂの各々に配置され、これらの１つのみが、図２において、縦スロット９６ａ、９６ｂごとに示されている。プロペラシャフト１０のボールピン９４ａ、９４ｂは、各場合において、これら２つの軸受カセット９５ａと９５ｂによって、縦スロット９６ａ、９６ｂに、旋回可能かつ縦方向に変位可能に収容される。

以下、図３〜５によって、ジョイントをさらに詳細に説明する。これに関連して、図３は、図２のジョイントを詳細に示している。図４は、図３のジョイントを図２と図３による断面と直角に延在する断面で示している。図５は、図２〜図４のジョイントを斜視図で示している。図を簡単にするために、出力ピニオン１８は、円錐歯車として示さず、通常の歯付きとして簡単に示されている。

プロペラシャフト１０の後プロペラシャフト半体は、その後端において、段部を介して、スプラインシャフトジャーナル１００として、設計されている。中空の内部に溝のあるボールヘッド１０４が、このスプラインシャフトジャーナル１００に嵌合され、その結果、回転方向に固定された形態で接続されている。ボールヘッド１０４は、後プロペラシャフト半体の段部１０２に対して前方向に支持され、スプラインシャフトジャーナルの周方向溝に挿入された軸方向固定リング１０３によって、スプラインシャフトジャーナル１００の前端に軸方向に固定されている。ボールヘッド１０４は、その軸方向固定リング１０３に対する支持面と段部１０２に対する支持面が、フライス加工によって、平坦にされている。鋳造部品として作製されたボールヘッド１０４は、鋳造品の最初の成形中に、直径方向において対向する２つの横面１０１が、すでに平坦にされている。互いに対して直径方向に配置され、ボールヘッド１０４と一体化されている前記２つのボールピン９４ａと９４ｂは、これらの横面１０１に対して９０°の角度をなして配置されている。これら２つのボールピン９４ａと９４ｂは、３面が平坦化されている。

ボールヘッド１０４を、分離した要素、すなわち、後プロペラシャフト半体から分離した要素として設計した結果、完全な二面ジョイントの組立が、より簡単になる。すなわち、組立中、ボールヘッドが、まず、大円形の開口内に導かれ、次いで、後プロペラシャフト半体が、予め張力が与えられた軸方向固定リング１０３と共に、ボールヘッド１０４内に挿入される。端位置に達すると、軸方向固定リングが跳ね返って、二面ジョイントが組み立てられる。

プロペラシャフト１０の両方の回転方向において、２つのボールピン９４ａと９４ｂは、圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ上のそれらの球状キャップによって、支持されている。この目的のために、圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄは、球状キャップとの接触領域において、対応する凹状に形付けられ、縦スロット９６ａと９６ｂ内に、縦方向において変位可能に配置されている。４つの圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの各々は、４つの軸受カセット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄの１つに属している。

圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄに加えて、このような軸受カセット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄは、多数のニードルローラ１０７と、２つの板バネ要素１０８、１０９と、完全な軸受カセット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを共に保持するニードル軸受ケージとを備えている。

圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄは、縦スロット９６ａ、９６ｂの縦壁に対して転がる形態で、ニードルローラ１０７に取り付けられている。ニードル軸受ケージがニードルローラ１０７を収容する領域に加えて、ニードル軸受ケージは、全ての要素を包囲するフレームも備え、このフレーム内において、圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄは、２つの板バネ要素１０８、１０９によって、縦方向に変位可能に案内され、縦方向において弾性的に支持されている。前板バネ要素１０９は、一方では、圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄに支持され、他方では、フレームの前内壁１１０に支持されている。後板バネ要素１０８は、一方では、圧力分配ブロック１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄに支持され、他方では、フレームの後内壁１１１に支持されている。フレーム自体は、縦スロット９６ａ、９６ｂの内径部１１２に、縦方向に支持されている。

特に、図４は、ボールヘッド１０４が、関節をなした形態で、シャフトインサート８６の内壁１１３内に収容又は芯合わせされる状態を示している。このために、ボールヘッドの部分的に球状の表面が、シャフトインサート８６の部分的に円筒状の内壁１１３に対応している。

図６と図７は、二脚ジョイントの第２代替的発展形態を示している。前述の例示的発展形態と対照的に、案内は、分離されたボールヘッドを介して、行なわれない。後プロペラシャフト半体２１０は、それ自体、２つの直径方向において対向して配置された円筒状のジャーナル２９４ａと２９４ｂと一体に作製されている。これらのジャーナル２９４ａと２９４ｂは、それらの半径方向外側の端面２１６ａと２１６ｂ上に球状キャップを有する形状として設計され、これによって、歯車２９９の内側における後プロペラシャフト半体２１０の芯合わせは、この接触面の対によって、行なわれる。その結果、歯車２９９に対する後プロペラシャフト半体２１０の旋回運動が生じると、１つの球状キャップが内壁２９８ａ又は２９８ｂに対して転がる。この目的のために、２つの球状キャップは、中心点がプロペラシャフト半体２１０の縦軸２９７上にある１つの同一仮想球の部分的な弧面である。

縦スロット２９６ａ、２９６ｂの内壁上に縦方向に転がり可能に配置された半径方向外方円筒リング２９３ａ、２９３ｂを支持するニードルローラが、ジャーナル２９４ａ、２９４ｂ上において同軸に直接転がる。リング２９３ａ、２９３ｂは、動かなくなるのを防ぐために、縦スロット２９６ａ、２９６ｂに対して遊びを有する。結果的に、回転の方向に依存して、リング２９３ａ、２９３ｂは、このリングに割り当てられた縦スロット２９６ａ、２９６ｂの１つの内壁でのみ転がる。また、この転がりに加えて、リング２９３ａ、２９３ｂは、プロペラシャフト半体２１０の傾斜運動が生じたとき、縦スロット２９６ａ、２９６ｂの各内壁に対して、滑り運動を行う。

二脚ジョイントのこの代替的発展形態において、歯車２９９は、（図６に示されていない）軸受ハウジングにおける出力ピニオンの後軸受アセンブリ用のジャーナル２８７と一体に作製されている。前述の例示的実施形態によるシャフトインサートの代わりに、第２テーパローラ軸受を受けるための中空ブッシュ止め形状のカバー２５５が、設けられている。後プロペラシャフト半体２１０は、このカバー２５５内から突出している。カバー２５５は、歯車２９９の案内穴内に挿入され、歯車に溶接され、これによって、微小滑りは、高駆動トルクが伝達される場合であっても、確実に排除される。

図８は、二脚ジョイントの第３代替的発展形態を示している。これに関連して、芯合わせは、出力ピニオンの円筒状内壁３１３において旋回可能に案内される中央ボールヘッド３０４によって、第１例示的発展形態による芯合わせに従って、行なわれる。しかし、ボールヘッド３０４は、後プロペラシャフト半体３１０と一体に作製されている。出力ピニオンの縦スロット３９６ａ、３９６ｂ内への後プロペラシャフト半体３１０の転がり／滑り取付けは、前述の例示的実施形態におけるのと同様に行なわれる。

図９は、芯合わせの特徴のみが前述の例示的実施形態と異なる二脚ジョイントの第４代替的発展形態を示している。

芯合わせのために、後プロペラシャフトの半体４１０は、後端部の端側に、中央止まり穴４５０を有している。この止まり穴４５０は、軸方向の略中心に、ボール状凹部を備えている。ボール状の横方向表面を有するリング４４８がボール状凹部の領域で嵌合される案内ピン４４９が、この止まり穴４５０内に、縦軸４９７と同軸に延在している。このボール状の横方向表面は、前記ボール状凹部との嵌合部を形成する。案内ピン４４９は、その後端において、歯車４９９のジャーナル４８７と一体に作製されている。

ボール状凹部、従って、ボール状の横方向表面の中心点４４６は、２つのピン４９４ａと４９４ｂの縦軸４４７上にある。その結果、プロペラシャフト半体４１０は、この中心点４４６を中心として旋回可能に案内される。

組立中にリング４４８をボール状凹部内に導くのを可能にするために、止まり穴４５０の入口開口は、
−後プロペラシャフト半体４１０の縦軸４９７に対して直角の面に延在し、
−止まり穴４５０の入口開口の深さ４４４を有し、
−リング４４８の厚み４４３よりもわずかに大きい幅を有する
（図面に示されていない）スロットを有する。

図１０と図１１は、第１例示的発展形態による二脚ジョイントのさらに他の実施形態を示している。

第１例示的実施形態と対照的に、互いに対して直径方向に配置された２つのボールピン５９４ａと５９４ｂは、共通の半径方向最外領域５１６ａと５１６ｂにおいてのみ、平坦にされている。二面ジョイントの組立は、第２及び第３例示的実施形態の二脚ジョイントの組立に従って、行なわれ、別個の要素としてのボールピンは、プロペラシャフト半体５１０から分離させる必要はない。後プロペラシャフト半体５１０を開いた歯車５９９内に挿入させ、次いで、カバー５５５を後プロペラシャフト半体５１０の周りに案内させることによって、組立は行なわれる。次いで、カバー５５５が、歯車５９９に溶接される。

図１２は、
−図８による二脚ジョイントと、
−図１０による二面ジョイントと
の構造要素を備える二脚ジョイントを示している。従って、歯車６９９の内側におけるボールヘッド６０４の案内は、図１０による二面ジョイントと図８による二脚ジョイントの案内に対応する。ピン６９４ａ又は６９４ｂにそれぞれ同軸にニードル取付けされるリング６９３ａ、６９３ｂは、その外面において、外方に湾曲、すなわち、凸状に湾曲している。この湾曲された外面は、縦溝の対応する凹状に湾曲した案内路６８０上で転がる。これに関連して、リング６９３ａ、６９３ｂの湾曲した外面は、球状である。この球状の中心点６７０ａ、６７０ｂは、ピン６９４ａ、６９４ｂのその縦軸６４７に沿った略中心に位置している。後プロペラシャフト半体又はそれと一体に作製されたボールジョイント６０４の傾斜運動が生じたとき、ピン６９４ａと６９４ｂは、縦軸６４７に沿って、リング６９３ａ、６９３ｂに対して、軸方向に変位される。これに関連して、滑り運動が、リング６９３ａ、６９３ｂ及びピン６９４ａ、６９４ｂとのニードルローラの接触面に生じる。

図１３は、前述の二脚ジョイントに関連してさらに発展した二脚ジョイントを示している。ここで、前述の例示的実施形態と対照的に、ニードル軸受は、ピン７９４ａ、７９４ｂ上を直接転がらず、さらに他の転がり軸受の内輪７６０ａ、７６０ｂ上を転がる。ニードル軸受本体を案内するために、この転がり軸受の内輪７６０ａ、７６０ｂは、その外側横面７５０ａ、７５０ｂが円筒状に設計され、その内面が凹球状に形成されている。この凹状内面は、滑り軸受の内輪７３０ａ、７３０ｂの凸状外面７４０ａ、７４０ｂに対して滑動可能に取り付けられている。種々の凹状面及び凸状面の中心点７７０ａ、７７０ｂは、ピン７９４ａ、７９４ｂの縦軸７４７に沿った略中心に位置している。その結果、完全なニードル軸受アセンブリは、この中心点７７０ａ、７７０ｂの周りに旋回可能である。後プロペラシャフト半体又はそれと一体に作製されたボールヘッド７０４の傾斜運動が生じたとき、ピン７９４ａ、７９４ｂは、縦軸７４７に沿って、完全なニードル軸受に対して、軸方向に変位される。これに関連して、滑り運動が、ピン７９４ａ、７９４ｂと滑り軸受の内輪との接触面に生じる。

図１４は、
−前軸デファレンシャルのピニオンシャフト８１１と、
−出力ピニオン８１８と
に対して一直線に並ぶ側部シャフト８１０、すなわちプロペラシャフトを極めて概略的に示している。２つのピンの縦軸８４７ａと８４７ｂは、互いに平行に配置されている。

図１５は、Ｚ配置にある側部シャフト９１０、すなわち、プロペラシャフトを極めて概略的に示している。ここでは、前軸デファレンシャルのピニオンシャフト９１１と出力ピニオン９１８が、側部シャフト９１０に対してある角度で配置され、略同一の方向に配向されている。２つのピンの縦軸９４７ａと９４７ｂは、互いに正確に平行に配置されず、互いに対して小さい補償角αを有している。

図１６は、Ｗ配置にある側部シャフト１０１０、すなわち、プロペラシャフトを極めて概略的に示している。ここでは、前軸デファレンシャルのピニオンシャフト１０１１と出力シャフト１０１８は、側部シャフト１０１０に対してある角度で配置されている。２つのピンの縦軸１０４７ａと１０４７ｂは、互いに正確に配置されず、互いに対して小さい補償角αを有している。

第２、第３、及び第４実施形態、すなわち、図５〜９による二脚ジョイントのさらに他の発展形態は、図には示されていない。この場合、一方では、ニードルローラを介して、他方では、縦スロットの平らな内壁を介して転がる２つの円筒状リングの代わりに、２つの湾曲リングが設けられる。これらの湾曲リングは、その横方向外面が凹状に形成される。他方では、縦スロットは、これらの実施形態では、平面のままになっている。プロペラシャフトのトルク伝達が生じたとき、正確な力が湾曲リングと平らな内面との間の力伝達位置において、理想的な形態で生じる。実際、これら２つの位置における押圧によって、点接触に代わって、接触面が生じる。円筒リングによるよりもこのような湾曲リングによる方が、より小さいトルクが伝達され得るが、それにもかかわらず、プロペラシャフトのトルクは、いずれにしても、
−変速機出力シャフトのトルクの半分以上は、常に後軸に伝達され、プロペラシャフトのトルクは、変速機出力シャフトのトルクのわずかに３０％〜４５％にすぎず、
−前軸の高出力トルクは、前軸デファレンシャルのベベルピニオン／リング歯車装置における伝達比によってのみもたらされる
ように、比較的小さい。

例示的実施形態に示される幾何学的形状によって、４輪駆動自動車用のドライブトレインが、狭い車両の貫通部内に、空間を節約する形態で、一体化され得る。

第１例示的実施形態において示された水平方向の略８°の角度と垂直方向の４°の角度の代わりに、構造的な空間条件に依存して、他の角度も考えられる。

横方向出力部の駆動ピニオンと出力ピニオンも、代替的に、円錐状平歯車に代わるスパイラルベベルギア又はフェースギアとして、設計され得る。

前述の発展形態は、単なる例示にすぎない。種々の実施形態に対して述べた特徴の組合せも、同様に、可能である、さらに他の特徴、特に本発明に属する装置部分に記載されていない特徴は、図面に示される装置部分の幾何学的形状から推論され得る。

二面ジョイント又は二脚ジョイントの形態であり得る２つのジョイントを有し、１つのジョイントはわずかに円錐状の歯車の内側に配置される縦置き４輪駆動ドライブトレインを、概略的に示す図である。歯車の内側に配置されたジョイントが二面ジョイントである図１の４輪駆動ドライブトレインの部分領域を、ドライブトレインの縦軸に沿った断面で詳細に示す図である。図２の二面ジョイントを、簡単にするために歯車のわずかな円錐形状を省略して、詳細に示す図である。図３の二面ジョイントを、図２と図３による断面と直角に延在する断面で示す図である。図２〜図４の二面ジョイントを、斜視図で示す図である。図１と図２による４輪駆動ドライブトレインに二面ジョイントに代わって適用され得る二脚ジョイントを示す図である。図６による二脚ジョイントの詳細を示す図である。図６による二脚ジョイントの第１例示的実施形態と芯合わせの特徴が異なる二脚ジョイントの第２代替的発展形態を示す図である。図６と図８による代替的発展形態と主に芯合わせの特徴が異なる二脚ジョイントの第３代替的発展形態を示す図である。図４と同じ断面で示される二面ジョイントの第２代替的発展形態を示す図である。図１０による二面ジョイントを、図１０の断面と直交する断面で示す図である。図８の二脚ジョイントと図１０の二面ジョイントの構造的要素を備える二脚ジョイントを示す図である。上記の二脚ジョイントに関してさらに発展した二脚ジョイントを示す図である。直線配置にあるピニオンシャフトと出力ピニオンを有する側部シャフトを極めて概略的に示す図である。Ｚ配置にあるピニオンシャフトと出力ピニオンを有する側部シャフトを極めて概略的に示す図である。Ｗ配置にあるピニオンシャフトと出力ピニオンを有する側部シャフトを極めて概略的に示す図である。

Claims

駆動トルクが、車両変速機（１９）から、それに続くトランスファ（２９）と少なくとも１つの歯車（９９）を介して、側部シャフト（１０）に伝達され得る縦置き４輪駆動ドライブトレインであって、前記側部シャフトの車両方向において後側に位置する端（後プロペラシャフト半体）が、関節式に連結された形態で、前記歯車（９９）内に配置されるドライブトレインにおいて、前記側部シャフト（１０）は、互いに対して直径方向に配置される２つのピン（９４ａ、９４ｂ）を備え、該ピンは、前記歯車（９９）の内側の縦溝（９６ａ、９６ｂ）内に、その回転軸に関して軸方向に変位可能な形態で、かつ旋回可能に取り付けられることを特徴とするドライブトレイン。
前記側部シャフト（１０）は、その前端において、第２ジョイント（１０１）によって、前軸デファレンシャル（１５）のピニオンシャフト（１１）に接続されることを特徴とする請求項１に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記側部シャフト（１０）は、同様に、前記第２ジョイント（１０１）の領域において、互いに対して直径方向に配置される２つのピンを備えることを特徴とする請求項２に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記側部シャフト後端（後プロペラシャフト半体）に割り当てられる前記２つのピン（９４ａ、９４ｂ）の縦軸は、前記側部シャフト前端（前プロペラシャフト半体）に割り当てられる前記ピンの縦軸に対して平行に配置されることを特徴とする請求項３に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記ピニオンシャフト（１１）と、前記側部シャフト（１０）と、前記歯車（９９）は、それらの回転軸又は縦軸に関して、互いにＺ配置又はＷ配置に位置され、前記側部シャフト後端に割り当てられる前記２つのピン（９４ａ、９４ｂ）の前記縦軸は、前記側部シャフト前端に割り当てられる前記ピンの前記縦軸に対してわずかな小補償角（α）だけ傾斜して、配置されることを特徴とする請求項３に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
側部シャフト端に割り当てられる前記２つのピン（９４ａ、９４ｂ）は、運動が拘束された形態で、前記側部シャフト（１０）に接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
側部シャフト端に割り当てられる前記２つのピン（９４ａ、９４ｂ）は、転がり軸受（ニードル軸受）によって、前記縦溝内で転がりにより案内されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記１つのピン（２９４ａ、２９４ｂ）に割り当てられる前記転がり軸受は、前記ピン（２９４ａ、２９４ｂ）と同軸に配置され、転がりリング（リング２９３ａ、２９３ｂ）が、前記縦溝の領域において、前記転がり軸受と前記歯車（２９９）との間で転がることを特徴とする請求項７に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記縦溝は、凹状案内壁（６８０）を有し、該凹状案内壁に、前記転がりリング（６９３ａ、６９３ｂ）の対応する凸状部が、転がり可能に配置されることを特徴とする請求項８に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
ボールヘッド軸受装置（リング７３０ａ、７３０ｂ）が、前記ピン（７９４ａ、７９４ｂ）と前記転がり軸受との間に配置されることを特徴とする請求項８あるいは９に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記縦溝（９６ａ、９６ｂ）の案内壁上を転がる２つのリニア軸受（軸受カセット９５ａ、９５ｂ）が、転がり軸受として、ピン（９４ａ、９４ｂ）に割り当てられることを特徴とする請求項７に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記ピンは、前記縦溝の端側に弾性的に支持され得ることを特徴とする請求項１１に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記リニア軸受（軸受カセット９５ａ、９５ｂ）の転がり軸受ケージと組み合わされ、予め組立され得るサブアセンブリを形成し得るバネ要素（板バネ要素１０８と１０９）が、弾性支持のために設けられることを特徴とする請求項１２に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記ピン（９４ａ、９４ｂ）は、ボールジョイントの形態で、前記リニア軸受内に支持されることを特徴とする請求項１１に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記縦溝は、前記歯車内におけるそれらの端側において、一方では、前記歯車（２９９）と一体に作製されるジャーナル（２８７）によって、他方では、環状カバー（２５５）によって閉鎖され、該カバー（２５５）は、前記歯車（２９９）に溶接され、さらに他のジャーナルを備え、前記２つのジャーナルは、前記歯車（２９９）の軸受アセンブリを受けることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。
前記第２ジョイントは、ユニバーサル・ジョイントであることを特徴とする請求項２に記載の縦置き４輪駆動ドライブトレイン。