JP2007533516A - 総輪駆動用ドライブトレイン - Google Patents

Abstract

駆動エンジンと駆動エンジンに隣接する変速機（１）とが車両の長手方向に取り付けられ、駆動トルクの一部分が、変速機出力軸（２）から、所定の開き角で変速機（１）を越えて前車軸に延びる側方軸（１０）に伝達されることができる総輪駆動用ドライブトレインが開示されている。クラッチ（１４）が変速機（１）と軸方向オフセットギヤの駆動部品（８）の間に軸方向に配置され、このクラッチ（１４）によって、センタデフ（３）をロックすることにより、軸方向オフセットギヤの駆動部品（８）と変速機出力軸（２）の間でトルクを伝達することができる。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の総輪駆動用ドライブトレインに関する。

特許文献１は、駆動エンジン及びこれに隣接する変速機が車両の長手方向に設置されている総輪駆動用ドライブトレインをすでに開示している。駆動トルクのいくらかは、軸及び後ろ車軸変速機を介して後車軸に伝達される。駆動トルクの他の部分は、所定の開き角で変速機を越えて前車軸に向けられた側方軸にアンギュラ歯車対を介して伝達される。

当該総輪駆動用ドライブトレインの基本的概念は、すでに特許文献２に開示されている。

欧州特許出願公開第１２３８８４７Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第１２７３４７３Ａ１号明細書

本発明の目的は、例えば、センタデフロック又は動力断接要素として設計され得るクラッチを上記のような総輪駆動用ドライブトレインの中に一体化することにある。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。

本発明によれば、クラッチは、変速機と軸方向オフセットギヤの駆動部品との間に軸方向に設けられている。この場合、クラッチによって駆動部品と変速機の出力軸との間でトルクが伝達される。

特に有利には、クラッチの直径は、走行方向後ろ側にある変速機の部品の直径より小さい。従って、特に有利には、近い距離だけ離れて変速機を越えて側方軸を前側に向けることが可能である。

特に有利には、クラッチの直径は、歯車対の駆動ピニオンとして設計される場合がある駆動部品の直径より大きい。クラッチの直径が大きいほど、上記クラッチによって伝達され得るトルクが高くなる。クラッチが摩擦多板クラッチとして設計されているときは、伝達され得る高いトルクの結果として、数個のディスクだけが使用される必要がある。これには、コスト面の有利性や軸方向についての構成スペースの有利性が伴う。クラッチが確動ロッククラッチとして設計されているとき、クラッチは、遙かに外側で半径方向に適用されることになる低い力のために小さな寸法であり得る。例えば、確動ロッククラッチが非焼入れ歯によって設計されてもよい。低い力の結果として、確動ロッククラッチはまた、軽いアルミニウム鋳物として設計されてもよい。

特に有利には、クラッチは、多板クラッチとして設計されてもよい。そのような摩擦多板クラッチは
ａ） ドライブトレインにおいて打撃や衝撃を弱める動力断接要素として、また
ｂ） 前車軸と後車軸間の起こり得る速度差を無段階でゼロに調節することができる無段式センタデフロックとして、また、
ｃ） 必要なときに、前車軸を無段階に駆動トルク変速機に結合することができる多板トランスファークラッチとして
設計される。

後者のケースｃ）において、駆動トルク変速機に対する前車軸の結合を、前車軸と後車軸の間の速度差に依存させることができる。さらに、車両の運転者は、雨で濡れた路面や、雪で覆われた路面、滑りやすい路面のオフロード用総輪駆動を望むか、又は燃料節約の後輪駆動を望むかをプッシュボタンで決定することができる。

請求項６は、上記クラッチによって変速機ブレーキ又は変速機ロックを一体化する可能性を示している。この変速機ブレーキ又は変速機ロックは、例えば、パーキングロックとして、又はヒルホルダとして設計されてもよい。この場合、請求項７は、変速機ブレーキ又は変速機ロックのためのアクチュエータを一体化する特別にスペース節約の可能性を示している。

請求項１０は、総輪駆動用ドライブトレインにおいて遊星変速機の特別に有利な使用方法を示している。変速機の基本構造から、遊星変速機は、副軸変速機と反対に、本発明による出力側に接続されたクラッチと同じように中心軸に関して対称である。総輪駆動装置は、通常、高い駆動トルクを有する。遊星変速機において、これらの高い駆動トルクの結果としての変速機の歯における通常の高い力は、変速機の個々の遊星の組に吸収され、変速機に向けられていないので、マグネシウム合金をも含む軽合金の変速機ハウジングが使用されてもよい。従って、出力を同軸分岐しているトロイダル変速機に加えて、遊星変速機は、本発明の使用方法に特に適している。このような出力を同軸分岐しているトロイダル変速機は、例えば独国特許出願公開第１０２０６２０２Ａ１号明細書に記載されている。

本発明は、図面を用いて例示的な実施形態を参照して以下説明する。

図は、長手方向に設置された自動車の総輪駆動用ドライブトレインの部分を示す。自動変速機１に加えて、総輪駆動用ドライブトレインは、設置状態で、自動車の後ろ側に向けられた変速機出力軸２を有する。この変速機出力軸２は、センタデフ３の入力軸６を形成する。

自動変速機１は、側方出力７のための一体的に形成された軸受ハウジング５を備える変速機ハウジング４を有し、その結果、自動変速機１は、総輪駆動タイプに「追加原則（ａｄｄ−ｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）」に従ってコスト効率よく使用されることができる。

そのような総輪駆動タイプにおいて、純粋な後輪駆動タイプと比較して延長された変速機出力軸２又は入力軸６は、駆動トルクの第１の部分が後車軸変速機に伝達されるようにセンタデフ３及び後輪駆動カルダン軸を介して後車軸変速機（これ以上詳細に図示せず）のピニオン軸に接続されている。駆動トルクの第２の部分は、
− センタデフ３、
− 駆動ピニオン８、
− 出力ピニオン９、
− 側方出力７の自在に連結された側方軸１０、及び
− 前車軸変速機のベベルピニオン軸（これ以上詳細に図示せず）
を介して入力軸６によって前車軸に伝達される。

センタデフ３によって、出力トルクは、前車軸変速機と後車軸変速機に分配することができ、速度差が補償される。

側方出力７の側方軸１０は、自動変速機１に対して前方へ所定の開き角で前車軸に向けられている。このため、側方軸１０は、ドライブトレインの長手方向軸１１に対して水平に８°の角度に向けられている。側方出力７の側方軸１０は、ドライブトレインの長手方向軸１１に対して相対的に垂直に４°の角度に向けられている。

側方出力７は、回転方向と反対に軸方向オフセットギヤを機能的に形成すると共に、駆動ピニオン８とこれと噛合する出力ピニオン９とを備える歯車対８／９によって形成される。駆動ピニオン８は、センタデフ３のサンギヤと一体的に設計されている中空軸１２と回転固定式に接続されている。変速機出力軸２及び入力軸６は、中空軸１２の中を通っている。出力ピニオン９は、原則として、軸受ハウジング５内にｘ配置の一組のテーパ付きのローラ軸受によって取り付けられた外歯付き中空軸である。

水平角度及び垂直角度（これ以上詳細に図示せず）をなすために、側方軸１０は、ユニバーサルジョイントにより出力ピニオン９の中に半径方向に自在に配置されている。さらに、走行方向前側、即ち他端において、側方軸１０は、前車軸変速機のベベルピニオン軸に他の自在継手によって自在に結合されている。

総輪駆動用ドライブトレインにおいて、駆動ピニオン８とそれに噛合する出力ピニオン９とは、夫々、すぐ歯傘歯車として設計されている。側方軸１０は、自動変速機１の側方に配置されている。また、側方軸１０は、走行方向右側にあり、変速機ハウジング４から狭い距離だけ離れている。この場合、側方軸１０は、
− まず、制御可能なデフロック１３、
− 次に、隔壁５０、
− 次に、後ろ側にある自動変速機１の部品５１、
− 次に、さらに前側にある自動変速装置１の部品５２、
− 次に、長手方向に設置されると共に、自動変速機１上にフランジで取り付けられている駆動エンジン（これ以上詳細に図示せず）
に亘っている。

最後に、側方軸１０は、上記ベベルピニオン軸を介して前車軸変速機に導かれ、そのハウジングは、駆動エンジンのオイルサンプにネジ止めされる。この場合、前車軸変速機のハウジングとオイルサンプはアルミニウムダイカストとされている。

センタデフ３のための制御可能なデフロック１３は、動力断接要素、即ちスリップクラッチとしてさらに設計されている。デフロック１３は、自動変速機１と駆動ピニオン８との間で自動変速機１に直接隣接して配置されており、また、デフロックは、隔壁５０によって自動変速機１の後部部品５１から離間している。

一体的に形成された軸受ハウジング５を備える変速機ハウジング４は、この場合、三つに分割され、全部で三つのハウジング部分５３、５４、５５は、示された総輪駆動タイプにおいてのみに使用される。最前のハウジング部分５３は、
− 自動変速機１の部品５１、５２、５３、
− 隔壁５０によって自動変速機１から離間しているデフロック１３、
− 軸方向オフセットギヤの前側部分
を収容する。

中央のハウジング部分５４は、軸方向オフセットギヤの後ろ側部分を収容する。後ろ側のハウジング部分５５はセンタデフ３を収容する。

デフロック１３は、多板クラッチ１４を備え、これにより、
− 中空軸１２、又は
− センタデフ３のサンギヤ、又は
− 駆動ピニオン８
が
− 変速機出力軸２、又は
− 入力軸６、又は
− センタデフ３のリングギヤ
に対して回転固定式に又は摩擦トルク伝達式に摩擦結合され得る。

差動装置のロック１３のクラッチの半部１５、１６の間で伝達された摩擦トルクを制御するために、クラッチの半部１５、１６は、環状制御ピストン１７によって互いに軸方向に押圧され得る。この場合、制御ピストン１７は、一方では、前側ハウジング部分５３に、他方では、軸方向ころがり接触軸受を介して第１のクラッチの半部１５のディスク１８に軸方向に支持されている。軸方向にこのディスク１８に続いて、前側に向かって交互に、クラッチの半部１５、１６の他のディスクが軸方向に続いており、第２のクラッチの半部１６の最後のディスク１９には、当接ディスク２０が隣接すると共に、この当接ディスク２０は、スプライン軸の歯によって回転固定式に変速機出力軸２に接続された鋳物アルミニウムの支持ポット２１を軸方向に担持している。この支持ポット２１は、外歯５６を備えると共に、変速機出力軸２の段部に軸方向前側に向かう方向に支持される。その結果、デフロック１３のすべてのディスクは、制御ピストン１７が解放されたとき、変速機のハウジング４と変速機出力軸２の間の力の流れが抑制される。変速機入力軸２に対して回転固定した接続のためのスプライン軸の内歯９５に加えて、支持ポット２１は、第２のクラッチの半部１６のディスクに回転固定し且つ軸方向に変位自在な接続のための内歯９４を有する。このため、第２のクラッチの半部１６のディスクは、それらの外側縁領域において、支持ポット２１の内歯に係合する外歯を有する。

内側縁領域において、第１のクラッチの半部１５のディスクは、スプライン軸の歯によって回転固定して中空軸１２の前側端に配列されているヘリカル外歯ソケット２２に確動ロックしてトルクを伝達する内歯を有する。ソケット２２は、一方では、変速機出力軸２の前側端で軸方向ロックリングに支持されている。他方では、ソケット２２は、駆動ピニオン８を担持するテーパ付きローラ軸受の軸受内側リングに支持されている。

支持ポット２１の半径方向外側には、パーキングロック留め金５７が配置され、その結果、この留め金は、外歯５６の歯隙間に係合して支持ポット２１を係止することができる。このため、半径方向内側に旋回することができるパーキングロック留め金５７は、パーキングロックアクチュエータによって作動させることができる。そのピストンロッド５９は、ドライブトレインの長手軸心１１に平行に変位自在である。パーキングロックアクチュエータ自体は、駆動ピニオン８の下方のスペース５８内において変速機ハウジング４の内側に配置され、これにより、このスペース５８は、軸方向オフセットギヤと同じ位置で軸方向に横たわっている。従って、総輪駆動用ドライブトレインのこの領域は、構成スペースに関して効果的に使用される。

駆動ピニオン８から始まって、個々の部品の直径は、前側に向かう方向に増加する。従って、環状制御ピストン１７の外径は、外歯ディスクの外径より小さく、この外径は、
− 支持ポット２１の外径より小さく、この外径は、
− 外歯５６の外径より小さく、この外径は、
− 隔壁５０の外径より小さく、この外径は、
− 自動変速機１の後部部品５１の外径より小さく、この外径は、
− 自動変速機１の次に続く部品５２の外径より小さい。

変速機ハウジング４の前側ハウジング部５３は、従って、マグネシウム合金から収縮巣を形成することなく問題なく作ることができる一様な厚さの壁を有し、側方軸が、前車軸変速機から接近した距離において前側に向かうことができる。

上記歯車対に加えて、歯付きベルト駆動又はチェーン駆動も、側方出力又は軸方向オフセットギヤとして設けることもでき、この場合、前車軸変速機の設計時に回転方向が反転しないことを考慮することができる。

側方軸は、ジョイント付きで設計する必要はない。特に、側方出力と前車軸の間の距離が短いときは、ジョイントはなしで済ませることができる。

記載された実施形態は、単に例示的な構成である。記載された特徴の組み合わせは、他の実施形態に対して同様に可能である。本発明に属する装置の部品の他の特徴、特に記載されていない特徴は、図面に示す装置の部品の形状から推測することができる。

長手方向に設置された自動車の総輪駆動用ドライブトレインの部分を示す。

Claims (10)

1. 駆動エンジンと同駆動エンジンに隣接する変速機（１）とが前記車両の長手方向に設置され、駆動トルクの少なくとも一部分が、前記変速機（１）の変速機出力軸（２）から軸方向オフセットギヤを介して所定の開き角で前記変速機（１）を越えて前車軸に導かれる側方軸（１０）に伝達される総輪駆動用ドライブトレインであって、
   クラッチ（１４）が前記変速機（１）と前記軸方向オフセットギヤの駆動部品（８）の間に軸方向に配置され、同クラッチ（１４）によって、前記駆動部品（８）と前記変速機出力軸（２）との間でトルクが伝達されることを特徴とする総輪駆動用ドライブトレイン。
2. 前記クラッチ（１４）の直径は、走行方向後ろ側にある変速機（１）の部品（５１）の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
3. 前記クラッチ（１４）の直径は前記駆動部品（８）の直径より大きいことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
4. 前記駆動部品（８）は歯車対の駆動ピニオンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
5. 前記クラッチ（１４）は多板クラッチであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
6. 前記変速機出力軸（２）に回転固定式に接続されたクラッチの半部（２１）は、アクチュエータ（パーキングロックアクチュエータ）によってロックされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
7. 前記アクチュエータ（パーキングロックアクチュエータ）は、前記軸方向オフセットギヤと共通軸平面を共有することを特徴とする請求項６に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
8. 前記アクチュエータ（パーキングロックアクチュエータ）の作動運動は、ドライブトレインの長手方向軸（１１）に平行に行われることを特徴とする請求項７に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
9. センタデフ（３）は、前記駆動部品（８）の後ろに配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。
10. 前記変速機（１）は遊星変速機であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の総輪駆動用ドライブトレイン。

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