JP2008037421A - ドライブトレーン用アクスルドライブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】全輪ドライブトレーン用の改良型アクスルドライブユニットを提供する。
【解決手段】ドライブトレーン（12）用のアクスルドライブユニット（30）は、長手方向（13）に延びる入力シャフト、例えばカルダンシャフト（28）に連結可能な入力要素（34）と、動力分配装置（36）とを有し、動力分配装置の入力部材（38）は、入力要素（34）に連結され、動力分配装置の出力部材（40,42 ）は、長手方向（13）に対して横方向に向けられたアクスルのドライブシャフト（48,54 ）に連結可能である。この場合、動力分配装置（36）の入力部材及び出力部材は、長手方向に平行な軸線回りに回転自在に取り付けられ、アングルドライブ（46,52 ）が、動力分配装置の出力部材とドライブシャフトとの間にそれぞれ配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライブトレーン用のアクスルドライブユニットであって、長手方向に延びる入力シャフト、例えばカルダンシャフトに連結可能な入力要素と、動力分配装置とを有し、動力分配装置の入力部材が、入力要素に連結され、動力分配装置の出力部材が、長手方向に対して横方向に向けられたアクスルのドライブシャフトに連結可能であるアクスルドライブユニットに関する。

この種のアクスルドライブユニットは、例えば「ダス・グロッセ・ブッフ・デル・アルラットテクニーク（Das Grosse Buch der Alltradtechnik）（英訳版題名：The big book of all-wheel technology）」，ユーゲン・ストックマール（Jurgen Stockmar ），２００４年初版，シュトュットガルト，ｐ．９５から一般に知られている。

近年、自動車両用のドライブトレーンにおける技術的動向は、具体的に言えば、路外走行車だけでなく路上走行車、例えば乗用車においても全輪駆動技術に向いている。

一般的に、オールタイム全輪駆動とパートタイム全輪駆動に区別される。オールタイム全輪駆動方式では、エンジンの駆動出力は、一般に、長手方向（縦型）差動装置を介してアクスル（フロントアクスル及びリヤアクスル）に分配される。パートタイム全輪駆動方式では、一方のアクスルが常時駆動され、他方のアクスルは、必要に応じて割り込みが行われる。

オールタイム全輪駆動方式の車両は、長手方向差動装置が比較的複雑なので、重量及び効率に関して難点がある。この理由で、今日、車両は、大抵の場合、パートタイム全輪駆動を搭載している。

割り込みは、従来、２つの状態（OPEN/SHUT）しか取らないワンウェイ（爪）クラッチを介して行われていた。その結果、かかるワンウェイクラッチは、一般に、静止状態のときでしか選択できず、このことは、野外を走行する上では通常は十分であった。路上走行車のための全輪駆動方式の導入により、割り込みは、走行中であっても可能になった。さらに、かかる路上走行車の場合、割り込みは、できるだけ自動化された仕方で行われ、即ち、運転手によるアクションを不要とするものであった。この目的のため、第２アクスルに割り込むセルフロッキングクラッチシステムが開発された。これらは、第１に、例えば「ダス・グロッセ・ブッフ・デル・アルラットテクニーク（Das Grosse Buch der Alltradtechnik）（英訳版題名：The big book of all-wheel technology）」，ユーゲン・ストックマール（Jurgen Stockmar ），２００４年初版，シュトュットガルト，ｐ．９５に記載されている粘性クラッチであった。ここに記載されているアクスルドライブユニットは、粘性クラッチとして設計されていて、入力側がカルダンシャフトに連結されて、出力側がシングルアングルドライブを介して割り込みアクスルの横方向（横型）差動装置に連結されたハングオン（hang-on）クラッチを有する。

さらに、米国特許第６，０５９，６８０号明細書には、割り込みリヤアクスルの付近で横方向差動装置に隣接して、ポンプによって作動される多段クラッチを配置することが開示され、ポンプは、フロントアクスルとリヤアクスルの間に回転速度の差がある場合に作動される。回転速度の差が大きければ大きいほど、ポンプにより生じる圧力はそれだけ一層高くなる。

多段クラッチも同様に、ハングオンクラッチであり、横方向差動装置の差動装置歯車箱とアングルドライブの冠歯車との間に連結されている。アングルドライブの駆動遊星歯車（ピニオン）は、フロントアクスルからリヤアクスルまで延びるカルダンシャフトに連結されている。

アクスル相互間の回転速度の差によりロッキング作用を及ぼすセルフロッキング差動装置では、見通しをたてた状態の割り込みは、通常は可能ではない。

この理由で、技術動向は、ドライブ動力学的コントローラによって作動され、車両を特定の運転状況において安定化させるのを助ける電子調節可能なハングオンクラッチに向けられている。

カルダンシャフトと割り込みアクスルへのアングルドライブとの間の領域にハングオンクラッチを設置した場合の利点は、送られるべき回転速度が比較的高いが、かかるハングオンクラッチを介して伝達されるトルクは、それにもかかわらず、これに対応して低いということにある。

ハングオンクラッチが、冠歯車と差動装置歯車箱との間に配置されている場合（米国特許第６，０５９，６８０号明細書参照）、トルクは、アングルドライブのステップアップ量よりも高く、したがって、ハングオンクラッチは、比較的嵩張った設計のものでなければならないようになる。

ハングオンアクスルドライブユニットの技術的思想も又知られており、この場合、ハングオンクラッチは、割り込みアクスルの横方向差動装置の被駆動シャフトとこれに対応した側歯車との間に設けられる（独国特許出願公告第１０１０３７８９号明細書参照）。ハングオンクラッチがこの場所に設けられる場合、クラッチは、アクスルトルクの半分しか伝達する必要が無い。

ヨー軸回りの駆動挙動に動的に影響を及ぼすドライブトレーンが用いられる限り、公知のアクティブヨーシステムが採用される。

適当なアクスルドライブユニットは、上述の先行技術の「ダス・グロッセ・ブッフ・デル・アルラットテクニーク（Das Grosse Buch der Alltradtechnik）（英訳版題名：The big book of all-wheel technology）」の１３０ページ及び１３１ページ又は米国特許第６，１２０，４０７号明細書に記載されている。

上述の技術背景を考慮して、本発明の目的は、全輪ドライブトレーン用の改良型アクスルドライブユニットを提供することにある。

本明細書の冒頭で言及したアクスルドライブユニットにおいて、この目的は、動力分配装置の入力部材及び出力部材が、長手方向に平行な軸線回りに回転自在に取り付けられ、アングルドライブが、動力分配装置の出力部材とドライブシャフトとの間にそれぞれ配置されることによって達成される。

本発明のアクスルドライブユニットにより、長手方向に向けられた動力分配装置により、効率の高いハングオン摩擦クラッチをアクスルドライブユニットに組み込むことができる。

動力分配装置の少なくとも１つの出力部材が摩擦クラッチを介して、割り当てられたアングルドライブに連結可能であると、特に有利である。

この実施形態では、ハングオン摩擦クラッチは、トルク及び重量の面において、アクスルドライブユニットに最適に組み込まれるようになっている。

この場合、ハングオン全輪による解決策は、動力分配装置の出力部材と対応の（割り当てられた）アングルドライブとの間に設けられたたった１つの摩擦クラッチによって実現できるので有利である。他方の出力部材は、この場合、回転的に固定された状態で割り当て状態のアングルドライブに連結可能である。

具体的には、カルダンシャフトの被駆動側のアングルドライブが一般に、ステップアップｉ≧１．５、特にｉ≧２を呈するので、動力分配装置及び摩擦クラッチは、これら行動的要素が、駆動方向で見てアングルドライブの後ろに配置されている場合よりも著しく低いトルクを伝達しなければならない。

さらに、摩擦クラッチが駆動方向で見て動力分配装置の後ろに配置されているので、摩擦クラッチは、一般に、入力シャフトトルクの半分しか伝達する必要は無い。動力分配装置及び摩擦クラッチは、著しく小さい寸法形状を有して良く、それに伴って重量に関する利点が得られ、大量生産の場合、コストの面でも利点が得られる。

伝達されるべきトルクが小さい場合、摩擦クラッチは、小さな圧力で作動でき又は少ないディスク（板）を備えた状態で設計できる。

本発明によれば、一般にたった１つのアングルドライブが設けられている先行技術とは対照的に、２つのアングルドライブが必要であることがわかる。しかしながら、２つのアングルドライブは、それぞれ、トルクの半分しか伝達する必要はなく、したがって、著しく小型に設計できる。

動力分配装置が差動歯車装置であると、特に有利である。

かかる差動歯車装置は、この場合、割り当てられたアクスルのための釣り合わせ歯車として役立つ。差動歯車装置は、アングルドライブの前に配置されているので、この差動歯車装置は、アングル歯車装置のステップアップ（アクスルステップアップ）のファクタｉの量だけ小さな入力シャフトトルクしか伝達する必要はない。したがって、差動歯車装置は、著しく小さな寸法形状を有することができる。

さらに、差動歯車装置が、長手方向に向けられ、差動歯車装置の出力部材が、長手方向に互いに平行にアングルドライブまで延びるシャフトに連結されると、特に有利である。

差動歯車装置は、傘歯車又は冠歯車差動装置であるのが良い。
この場合、これらシャフトのうち少なくとも１本は、差動歯車装置のボルトが差動歯車装置の中心を貫通しないように差動歯車装置中を長手方向に延びる。

好ましい実施形態によれば、差動歯車装置は、遊星歯車差動装置である。
かかる遊星歯車差動装置は、長手方向にコンパクトな設計を有するのが良く、伝達されるトルクが比較的小さいので、半径方向においても比較的コンパクトな設計を有することができる。

この場合、遊星歯車差動装置の太陽歯車が、差動歯車装置の出力部材を形成すると、特に有利である。この場合、太陽歯車を割り当てられたアングルドライブに連結されている長手方向に向けられたシャフトに単純な仕方で連結するのが良い。

別の好ましい実施形態によれば、遊星歯車差動装置の内歯歯車（リングギヤ）は、入力部材をなす。
この実施形態は、構造的観点から見ると好ましい。というのは、例えば、太陽歯車に回転的に固定された状態で連結されたシャフトを内歯歯車に又は内歯歯車に回転的に固定状態で連結された部分に取り付けることができるからである。本発明のアクスルドライブユニットの別の好ましい実施形態によれば、一方の出力部材は、内側シャフトに連結可能であり、他方の出力部材は、内側シャフト周りに同軸に設けられた中空シャフトに連結可能である。

摩擦クラッチがハングオンクラッチとして設けられる限り、これは、好ましくは、他方の出力部材と中空シャフトとの間に連結される。
この結果、アクスルドライブユニットは、長手方向にコンパクトな設計を有することができる。摩擦クラッチは、好ましくは、差動歯車装置のすぐ隣りに配置される。

別の好ましい実施形態によれば、アングルドライブは、冠歯車アングルドライブとして設計される。
その結果、アングルドライブの走行挙動は、長手方向におけるドライブシャフト（歯車を有する）の公差が比較的厳しい場合であっても保障できる。冠歯車の取り付けも又、より簡単に実施できる場合が多い。
しかしながら、変形例として、傘歯車アングルドライブ等も又、アングルドライブとして使用できる。

さらに、アングルドライブのドライブシャフトに連結された歯車は、長手方向に互いに対してオフセットするよう配置されると、特に好ましい。
この改造例により、２つのアングルドライブの歯車を内側シャフト及び内側シャフト回りに同軸に設けられた内歯歯車から駆動することが可能である。
長手方向におけるオフセットは、恒速度継手によってドライブシャフトに関して補償できる。

別の好ましい実施形態によれば、アングルドライブのドライブシャフトに連結された歯車は、交互に軸方向に取り付け可能に後部と後部を突き合わせた状態で互いに同軸に配置される。
この実施形態では、全体として、長手方向に非常にコンパクトな形式の構成は、適宜、互いに遠ざかる方に向いた歯車の駆動を可能にするために中間シャフトが設けられた状態で達成できる。

さらに、横方向ロッキングクラッチが、アクスルドライブユニットに組み込まれると、好ましい。
これにより、特にμ分配条件下においてトラクションを更に一層向上させることができる。

一般に、かかる横方向ロッキングクラッチを任意所望の仕方で組み込むことができる。
しかしながら、横方向ロッキングクラッチを差動歯車装置の出力部材相互間に連結すると、特に好ましい。

このように、出力部材を構造的に単純な仕方で横方向ロッキングクラッチを介して互いにしっかりと連結し、それにより横方向ロックをセットアップすることができる。
横方向ロッキングクラッチ及び更に摩擦クラッチは各々、電子制御される多段クラッチとして設計されるのが良いことがわかる。摩擦クラッチの作動は、一般に、油圧の作用で起こるのが良いが、変形例として、電気機械的な作用等で行われても良い。また、ハングオンクラッチ及び横方向ロッキングクラッチについて共通なアクチュエータを設けることが計画できる。

全体として、変形実施形態によれば、動力分配装置は、入力部材を出力部材にしっかりと連結し、各出力部材は、対応の摩擦クラッチを介してそれぞれのアングルドライブに連結される。

この変形実施形態では、アクスルドライブユニットは、アクティブなヨーユニットとして設計でき、この場合、駆動トルクは、２つのクラッチのクラッチ入れ状態に応じて、所望ならばアクスルの左側歯車及び右側歯車に分配できる。また、互いに異なる回転速度を直接的な仕方でアクスルの歯車に与えるために、変速比を変化させる追加の手段を設けることは、本発明の範囲に含まれる。

上述の特徴及び以下に説明する特徴を、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ特定された組み合わせのみならず他の組み合わせ又は単独で利用できる。

本発明の例示の実施形態が、図面に示されており、これらにつき以下に詳細に説明する。
図１には、特に道路交通のためであるが、適宜、更に路外を走行するために設計された自動車、例えば乗用車が、全体を符号１０で示されている。
自動車１０は、全輪ドライブトレーン１２を有している。自動車１０の長手方向軸線は、全体が符号１３で示されている。

ドライブトレーン１２のフロントアクスルは、前輪ＶＬ，ＶＲを有している。ドライブトレーン１２のリヤアクスルは、後輪ＨＬ，ＨＲを有している。フロントアクスルの付近に、エンジン１４、例えば内燃エンジン、電気モータ、ハイブリッドドライブユニット等が設けられている。

エンジン１４の出力のところには、例えば内燃エンジンに関しては一般に従来通り、多段変速機１６が設けられている。他形式のエンジンでは、必要に応じて多段変速機を無しで済ますこともできる。

多段変速機１６の出力は、動力分配装置１８に連結されている。動力分配装置１８も同様に、フロントアクスルの付近に配置されており、この動力分配装置は、横方向差動装置２０を有している。多段変速機１６の出力（ファイナルドライブ）は、横方向差動装置２０の入力部材に連結されている。横方向差動装置２０の出力部材は、それぞれ、前輪ＶＬ，ＶＲに連結されている左前側ドライブシャフト２２及び右前側ドライブシャフト２４に連結されている。

多段変速機１６の出力は、更に、動力分配装置１８内で斜め噛み合い歯車（アングルギヤ）２６を介してカルダンシャフト２８に連結されており、このカルダンシャフトは、リヤアクスルまで長手方向１３に延びている。

カルダンシャフト２８は、全体を符号３０で示されたアクスルドライブユニットの入力要素３４に連結されており、このアクスルドライブユニットは、駆動力を後輪ＨＬ，ＨＲに分配する。

アクスルドライブユニット３０は、概略的に示されているハウジング３２を有している。アクスルドライブユニット３０の入力要素３４は、カルダンシャフト２８に連結されている。
遊星歯車差動装置３６の形態をした動力分配装置３６が、アクスルドライブユニット３０のハウジング３２内に設けられている。遊星歯車差動装置３６は、二重遊星歯車差動装置として設計されているのが良く、したがって、それぞれのシャフトの図１に示す回転方向を達成できるようになっている。

遊星歯車差動装置の形態をした動力分配装置３６は、内歯歯車により形成された入力部材３８を有し、この入力部材は、入力要素３４に回転的に固定された状態で連結されている。遊星歯車差動装置３６の第１の出力部材４０は、太陽歯車により形成されている。第２の出力部材４２が遊星歯車支持枠又はキャリヤにより形成されている。

第１の出力部材４０は、長手方向シャフト４４（コアシャフト）に回転的に固定された状態で連結されており、この長手方向シャフトは、長手方向１３において後方に延び、第１のアングルドライブ４６に結合されている。第１のアングルドライブ４６は、後輪ＨＬに連結された左後側ドライブシャフト４８に連結されている。

第２の出力部材４２は、摩擦クラッチ５０を介して第２のアングルドライブ５２に連結されている。第２のアングルドライブ５２は、後輪ＨＲに連結された右後側ドライブシャフト５４に連結されている。

摩擦クラッチ５０は、多段クラッチ、例えば湿式作動型多段クラッチとして設計されている。摩擦クラッチ５０は、適当なアクチュエータ組立体（図示せず）によって作動可能である。このアクチュエータ組立体は、適当な電子制御装置（図示せず）によって作動可能である。
摩擦クラッチ５０は、入力部材（この場合、外側ディスクキャリヤ）６０を有し、この入力部材は、第２の出力部材４２に回転的に固定された状態で連結されている（又は、これと一体に形成されている）。

摩擦クラッチ５０の出力部材（この場合、内側ディスクキャリヤ）６２は、中空シャフト６４に連結され、この中空シャフトは、長手方向シャフト４４を同心状に包囲している。摩擦クラッチ５０は、フロントアクスルからリヤアクスルの駆動方向で見て、遊星歯車列の形態をした動力分配装置３６のすぐ後ろに配置されている。さらに、駆動方向で見て、中空シャフト６４に連結されているアングルドライブ（この場合第２のアングルドライブ）５２は、長手方向シャフト（コアシャフト）４４に連結されている他方のアングルドライブ（この場合、第１のアングルドライブ）４６の前に配置されている。

アクスルドライブユニット３０は、次のように作動する。遊星歯車差動装置３６の内歯歯車３８は、常時駆動される。シャフト４４，６４は、後輪ＨＬ，ＨＲの回転速度に応じて回転する。摩擦クラッチ５０が切られている状態では、内歯歯車３８に伝達された動力を２つの出力部材４０，４２のいずれにも伝達することができない。この場合、自動車１０は、フロントアクスル（前輪ＶＬ，ＶＲ）のドライブによってのみ作動する。

摩擦クラッチ５０が入れられ、即ち、トルクを伝達する限り、遊星歯車差動装置は、内歯歯車３８に伝えられた動力を等しい部分量で２つの出力部材４０，４２に分配する差動歯車装置として働く。その結果、アクスルドライブユニット３０は、長手方向ロックとして働き、したがって、フロントアクスルとリヤアクスルの両方が、代表的には５０：５０％の比で駆動されるようになる。

摩擦クラッチが電子的に作動可能なので、摩擦クラッチ５０のスリップ状態も又設定することができ、したがって、駆動力を広い限度内でフロントアクスルとリヤアクスルとの間に分配することができるようになる。制御エレクトロニクスは、好ましくは、予測される特性を有し、即ち、例えば、ステアリングロック、ヨーレート、横加速度等を考慮に入れて駆動力の最適で且つ理想的な予測分布を達成することがわかる。

遊星歯車差動装置３６がリヤアクスルに対して横方向差動装置として働くが、従来型横方向差動装置とは対照的に、カルダンシャフト２８を通して伝達されたトルクのみを伝達するので、横方向差動装置３６は、著しく小型の寸法形状を有することができる。
同じことは、摩擦クラッチ５０にあてはまり、この摩擦クラッチは、クラッチ入り状態では、カルダンシャフト２８を介して伝達されたトルクを半分しか伝達する必要はない。

２つのアングルドライブ４６，５２が、アクスルドライブユニット３０内に設けられている。しかしながら、実際には、これらアングルドライブは、ハングオンアクスルに設けられている従来型シングルアングルドライブと比較して、それぞれトルクの半分しか伝達しない。したがって、アングルドライブ４６，５２も又、それぞれ、小型の寸法形状を有することができる。この結果、全体として、重量及びコストの面で顕著な利点が得られる。

機能が同じであり、摩擦クラッチ５０及び横方向差動装置３６がそれぞれトルクの面において最適な位置に取り付けられている場合、これらのコンポーネント寸法、これらの重量が最小限に抑えられ、したがって、材料費が最小限に抑えられる。
この場合、歯車列は、より小型に又は強度が低い状態で設計できる。というのは、動力は、横方向差動装置３６で分配又は分割され、したがって、いずれの場合においても、トルクの半分だけが伝達される。

図１に示す実施形態としてのドライブトレーン１２は、例えば以下のように改造できる。例えば、アクスルドライブユニット３０を例えばエンジン１４がリヤアクスルに配置されている場合、フロントアクスルに設けても良い。しかしながら、エンジンがフロントアクスルの付近に配置され（例えば、縦置き）又は中間エンジンとして構成されている場合、リヤアクスルを常時駆動し、フロントアクスルを対応のアクスルドライブユニット３０を介してハングオンアクスルとして設計することも計画できる。
二重遊星歯車差動装置３６を用いることは、個々の部材の達成可能な回転方向に鑑みて、有利であるが、必要ではない。他形式の差動装置も又利用できる。

上述したように、摩擦クラッチ５０は、油圧の作用で作動可能であるが、電気機械的アクチュエータ組立体、ボールランプ（ball ramp ）等によっても作動できる。

アクスルドライブユニットの改造型実施形態の一例が、図２に全体を符号３０′で示されている。
この図では、以下の図の場合と同様、アクスルドライブユニットの全体的な機能及び全体的な構成は、図１を参照して説明した実施形態と全体として同一である。したがって、同 の部分には同一の参照符号が与えられている。相違点のみを以下に説明する。

アクスルドライブユニット３０′は、遊星歯車差動装置３６ではなく、傘歯車差動装置７０を有している。傘歯車差動装置７０は、入力部材３８を形成し、入力部材３４に連結された差動装置歯車箱７２を有している。

釣り合わせ傘歯車７４が、ボルト部分７６を介して差動装置歯車箱７２に回転自在に且つ軸方向に固定された状態で連結されており、差動装置歯車箱７２は、長手方向軸線１３に平行な軸線回りに回転自在である。ボルト部分７６は、差動装置歯車箱７２に回転的に固定された状態で連結されている。

傘歯車差動装置７０は、アクスルを貫通するボルトを備えておらず、その代わりに、釣り合わせ傘歯車７４を支持したボルト部分７６を有している。
駆動方向において前に配置された第１の出力傘歯車７８が、長手方向シャフト４４に連結されている。第２の出力傘歯車８０が、第２の出力部材４２をなし、この第２の出力傘歯車は、外側ディスクキャリヤ６０に連結されている。
アクスルドライブユニット３０′の構成の残部は、図１のアクスルドライブユニット３０と同一である。

図３ないし図５は、それぞれ概略的な形態で、横方向ロッキングクラッチ８４をどのようにアクスルドライブユニット３０に組み込むことができるかを示している。
図３は、アクスルドライブユニット３０″を示しており、このアクスルドライブユニットでは、横方向ロッキングクラッチ８４は、遊星歯車差動装置３６の入力部材３８と第１の出力部材４０との間に連結されている。

図４に示すアクスルドライブユニット３０^IIIは、遊星歯車差動装置３６の入力部材３８と第２の出力部材４２との間に連結された横方向ロッキングクラッチ８４を有している。
図５のアクスルドライブユニット３０^IVでは、横方向ロッキングクラッチ８４が、２つの出力部材４０，４２相互間に連結されている。この実施形態は、特に好ましいものであると考えられる。

図示の３つ全ての場合において、横方向ロッキングクラッチ８４は、摩擦クラッチ５０と強度を同じように、アクチュエータ組立体により作動され、そして、電子制御装置により、作動可能な摩擦クラッチであり、例えば、湿式作動型多段クラッチの形態をしているのが良いことがわかる。摩擦クラッチ５０及び横方向ロッキングクラッチ８４のためのアクチュエータ組立体は、適宜構造的ユニット中に組み込むのが良い。

横方向ロッキングクラッチ８４により、遊星歯車差動装置３６の差動作用をキャンセルすることができ、したがって、ロックされたアクスルの歯車は、本質的に互いに回転的に固定された状態で連結される。

図６は、本発明のアクスルドライブユニット３０の第１の構造的解決策を示している。
入力シャフト３４が、支承構造体９０によりハウジング３２の入力側領域に回転自在に且つ軸方向に固定された状態で設けられている。入力シャフト３４は、遊星歯車差動装置（二重遊星歯車差動装置）の内歯歯車３８に一体に連結されている。

太陽歯車４０に連結されている長手方向シャフト４４は、第１の長手方向シャフト軸受９２及び第２の長手方向シャフト軸受９４によって回転自在に設けられている。第１の長手方向シャフト軸受９２は、この場合、内歯歯車３８のウェブに固定されていて、長手方向シャフト４４がこの領域で入力シャフト３４に対して取り付けられるようになっている。

第２の長手方向シャフト軸受９４は、ハウジング３２で支持されている。
摩擦クラッチ５０は、駆動方向で見て、遊星歯車差動装置３６のすぐ隣りに配置されている。遊星歯車キャリヤ４２（第２の出力部材）は、摩擦クラッチ５０の外側ディスクキャリヤ６０に回転的に固定された状態で連結されている。

内側ディスクキャリヤ６２は、適当な軸受により長手方向シャフト４４に回転自在に取り付けられた中空シャフト部分として設計されている。
油圧アクチュエータ９６が、駆動方向で見て摩擦クラッチ５０に隣接してハウジング３２に固定されており、この油圧アクチュエータは、油圧により摩擦クラッチ５０に作用するのに役立つ。より具体的に言えば、圧力がアクチュエータ内のピストンに作用すると、一般に、圧力としての外力が、摩擦クラッチ５０のディスクスタックに作用し、トルクの摩擦による伝達を可能にする。

外側ディスクキャリヤ６０は、駆動方向とは反対側で、詳細には示されていない軸方向軸受により支持されており、この軸受は、これ又詳細には示されていないスラストワッシャ上で転動し、このスラストワッシャは、ばねリングを介して変速機ハウジング３２に軸方向に固定されている。駆動方向において、外側ディスクキャリヤ６０は、アクチュエータ９６の詳細には示されていない圧力ピストン及びアクチュエータ９６の詳細には示されていないサブアセンブリによって支持されており、このサブアセンブリは、軸方向軸受と、公差の厳密なワッシャと、波形ばねとから成る。

波形ばねは、油圧圧力が減少した場合に、多段クラッチが再び切られるようにする。
歯車９８が、駆動方向で見てアクチュエータ９６の後ろで内側ディスクキャリヤ６２に固定されている。この歯車９８は、中間シャフト１０２に固定され又は中間シャフトに一体に形成された歯車１００と噛み合っている。
中間シャフト１０２は、長手方向シャフト４４に平行な状態で、ハウジング３２又は中間ハウジング１１５に回転自在に取り付けられている。

別の歯車１０８が、中間シャフト１０２に固定されている。
歯車１０４が、同一の軸方向高さ位置で長手方向シャフト４４に固定されており、この歯車は、第１のアングルドライブ４６の一部をなし、第１のアングルドライブ４６は、この場合、冠歯車アングルドライブとして設計されている。

その結果、アングルドライブ４６は、長手方向軸線１３に対して横方向の軸線回りにハウジング３２に回転自在に取り付けられた冠歯車１０６を更に有している。
したがって、歯車１０８は、中間シャフト１０２に固定され、この歯車は、冠歯車１１０と噛み合っており、歯車１０８及び冠歯車１１０は、第２のアングルドライブ５２を構成している。

２つの冠歯車１０６，１１０は、後部と後部を突き合わせた状態で配置され、軸方向軸受（例えば、軸方向ニードル軸受）１１２が、これらの間に配置されていて、冠歯車１０６，１１０に加わる軸方向力を適当に支えることができるようになっている。
この構成例では、いずれの場合においても、冠歯車１０６，１１０の回転取り付けのためにはラジアル軸受が１つしか必要ではない。

ハウジング３２は、第１のハウジング部品１１４及び少なくとも１つの第２ハウジング部品１１６で構成され、その分割平面は、長手方向軸線１３に対しほぼ横方向に延びている。第１のハウジング部品１１４は、駆動方向で見て前に配置され、入力シャフト３４は、第１のハウジング部品１１４に取り付けられている。

第１のハウジング部品１１４と第２のハウジング部品１１６との間には、中間ハウジング１１５が固定されており、この中間ハウジングには、例えば、アクチュエータ９６及び中間シャフト１０２を取り付ける軸受を固定することができる。

この場合、第２のハウジング部品１１６は、２つの部分をなして部分１１６ａ及び部分１１６ｂから構成されており、その分割平面は、長手方向軸線１３にほぼ並行に延びている。第２のハウジング部品１１６の部分１１６ａ，１１６ｂは、横方向で見て、これらの間に２つの冠歯車１０６，１１０を包囲している。

軸受９４及び冠歯車１０６のための軸受は、部分１１６ａに固定され、中間シャフト１０２のための第２の軸受及び冠歯車１１０のための軸受は、部分１１６ｂに固定されている。冠歯車１０６，１１０は、適当な歯部によりドライブシャフト４８，５４に回転的に固定された状態で連結されている。
アングルドライブ４６，５２のステップアップは、この場合、それぞれ、３よりも大きい。

図７は、アクスルドライブユニット３０の実施形態の別の設計例を示している。
図７のアクスルドライブユニット３０は、全体として、図６のアクスルドライブユニット３０に一致しており、したがって、相違点のみを以下に説明する。

長手方向シャフト４４は、軸方向に長いものであるように設計されており、駆動方向で見てその後端部が歯車１０４を支持しており、この歯車は、冠歯車１０６と噛み合い状態にある。この場合、冠歯車１０６，１１０は、シャフト４４の互いに反対側に配置され、これらの歯部により互いに向いている。

冠歯車１０６，１１０は、この場合、長手方向に互いにオフセットするよう配置され、これらの回転軸線は、長手方向において互いに対して、例えば、＜２０ｍｍ、特に＜１５ｍｍの量だけオフセットするようになっている。
より具体的に説明すると、本質的には、軸方向オフセットは、互いに対して同軸に向けられた歯車１０８，１０４の幅によって決まる。

図７のアクスルドライブユニット３０は、このような構成になっているので中間シャフト１０２を必要とせず、したがって、半径方向に著しくコンパクトな設計のものになっている。
この場合、冠歯車１０６，１１０はそれぞれ、例えば、これ又軸方向力を吸収することができる二重玉軸受構造によりそれぞれ示された幾分複雑な仕方で設けられるようになっている。

図８は、アクスルドライブトレーン３０ａの変形実施形態を概略的な形態で示している。
アクスルドライブトレーン３０ａでは、入力要素３４は、動力分配装置３６ａに連結され、この動力分配装置は、入力部材３８ａを２つの出力部材４０ａ，４２ａにしっかりと、即ち、一定不変に連結している。この目的のため、動力分配装置３６ａは、２つの出力部材４０ａ，４２ａが互いに平行に延びることができるように歯車列１１８を有するのが良い。
変形実施形態では、これら出力部材４０ａ，４２ａは又、互いに同軸に配置されても良い。

いずれの場合においても、出力部材４０ａ，４２ａは各々、それぞれの摩擦クラッチ１２０，１２２を介して割り当て状態のアングルドライブ４６ａ，５２ａに連結される。
２つの摩擦クラッチ１２０，１２２も同様に、例えば、他端クラッチ、例えば湿式作動型多段クラッチとして設計され、かかるクラッチは、任意のアクチュエータ組立体により作動できるが、いずれの場合においても、電子的に制御される。

この場合、２つの摩擦クラッチ１２０，１２２を互いに別個独立に作動させて駆動トルクを所望に応じて割り当て状態のアクスルの左側歯車又は右側歯車に分配できるようにすると、特に有利である。その結果、アクスルドライブユニット３０ａは、アクティブなヨーユニットとして設計される。

図９は、遊星歯車キャリヤ４２を備えた二重遊星歯車列３６を示しており、この遊星歯車キャリヤには、内歯歯車３８と噛み合っている第１の遊星歯車１３０と、第１の遊星歯車１３０及び太陽歯車４０と噛み合っている第２の遊星歯車１３２とが設けられている。それぞれの回転方向が、矢印で示されている。

本発明の第１の実施形態としてのアクスルドライブユニットが組み込まれた全輪ドライブトレーンを備えた自動車の概略平面図である。 本発明のアクスルドライブユニットの変形実施形態の略図である。 各々に横方向ロッキングクラッチが組み込まれた本発明のアクスルドライブユニットの変形実施形態を示す図である。 各々に横方向ロッキングクラッチが組み込まれた本発明のアクスルドライブユニットの別の変形実施形態を示す図である。 各々に横方向ロッキングクラッチが組み込まれた本発明のアクスルドライブユニットの別の変形実施形態を示す図である。 本発明の別の実施形態によるアクスルドライブユニットの縦断面図である。 本発明のアクスルドライブユニットの別の実施形態の縦断面図である。 アクティブなヨー制御装置を備えた本発明のアクスルドライブユニットの別の実施形態の略図である。 二重遊星歯車列の略図である。

Claims (14)

1. ドライブトレーン（１２）用のアクスルドライブユニット（３０）であって、
   長手方向（１３）に延びる入力シャフト、例えばカルダンシャフト（２８）に連結可能な入力要素（３４）と、動力分配装置（３６）とを有し、前記動力分配装置の入力部材（３８）は、前記入力要素（３４）に連結され、前記動力分配装置の出力部材（４０，４２）は、長手方向（１３）に対して横方向に向けられたアクスルのドライブシャフト（４８，５４）に連結可能であるアクスルドライブユニットにおいて、
   前記動力分配装置（３６）の前記入力部材（３８）及び前記出力部材（４０，４２）が、前記長手方向（１３）に平行な軸線回りに回転自在に取り付けられ、アングルドライブ（４６，５２）が、前記動力分配装置（３６）の前記出力部材と前記ドライブシャフト（４８，５４）との間にそれぞれ配置されている、
   ことを特徴とするアクスルドライブユニット。
2. 前記動力分配装置（３６）の少なくとも１つの出力部材（４２）は、摩擦クラッチ（５０）を介して対応の前記アングルドライブ（５２）に連結可能である、
   請求項１記載のアクスルドライブユニット。
3. 前記動力分配装置（３６）は、差動歯車装置（３６）である、
   請求項１又は２に記載のアクスルドライブユニット。
4. 前記差動歯車装置（３６）は、前記長手方向（１３）に向けられ、前記差動歯車装置の出力部材（４０，４２）は、前記長手方向（１３）に互いに平行に前記アングルドライブ（４６，５２）まで延びるシャフトに連結されている、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
5. 前記差動歯車装置（３６）は、遊星歯車差動装置である、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
6. 前記遊星歯車差動装置（３６）の太陽歯車は、出力部材（４０）となっている、
   請求項５に記載のアクスルドライブユニット。
7. 一方の出力部材（４０）は、内側シャフト（４４）に連結可能であり、他方の出力部材（４２）は、前記内側シャフト（４４）周りに同軸に設けられた中空シャフト（６４）に連結可能である、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
8. 前記アングルドライブ（４６，５２）は、冠歯車アングルドライブとして設計されている、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
9. 前記冠歯車アングルドライブ（４６，５２）は各々、ドライブシャフト（４８，５４）に連結された冠歯車（１０６，１１０）を有する、
   請求項８に記載のアクスルドライブユニット。
10. 前記アングルドライブ（４８，５２）の前記ドライブシャフト（４８，５４）に連結された歯車（１０６，１１０）は、前記長手方向（１３）に互いに対してオフセットするよう配置されている、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
11. 前記アングルドライブ（４８，５２）の前記ドライブシャフト（４８，５４）に連結された歯車（１０６，１１０）は、交互に軸方向に取り付け可能に後部と後部を突き合わせた状態で互いに同軸に配置されている、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
12. 横方向ロッキングクラッチ（８４）が、前記アクスルドライブユニット（３０）に組み込まれている、
    請求項３ないし１０のいずれか１項に記載のアクスルドライブユニット。
13. 前記横方向ロッキングクラッチ（８４）は、前記差動歯車装置（３６）の前記出力部材（４５，４２）相互間に能動的に連結されている、
    請求項１２に記載のアクスルドライブユニット。
14. 前記動力分配装置（３６ａ）は、前記入力部材（３８ａ）を前記出力部材（４０ａ，４２ａ）に連結し、各出力部材（４０ａ，４２ａ）は、対応の摩擦クラッチ（１２０，１２２）を介してそれぞれの前記アングルドライブ（４６ａ，５２ａ）に連結されている、
    請求項１又は２に記載のアクスルドライブユニット。

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