JP2017524115A - センサユニットを備えるクラッチアッセンブリ及び当該クラッチアッセンブリを備える駆動アッセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチアッセンブリであって、ハウジング（４１）と；回転軸線（Ａ７）回りに回転駆動可能な第１の駆動部分（７）と；第１の駆動部分（７）に対して相対的に回転可能な第２の駆動部分（１３）と；出力経路で見て第１の駆動部分（７）と第２の駆動部分（１３）との間に配置されているクラッチ（４）であって、第１の駆動部分（７）に相対回動不能かつ軸方向可動に保持されている第１のクラッチ部分（２５）と、第２の駆動部分（１３）に結合されている第２のクラッチ部分（２６）とを有するクラッチ（４）と；クラッチ（４）を操作する制御可能なアクチュエータ（５）と；第１のクラッチ部分（２５）の軸方向の位置を示す位置信号を検出するセンサユニット（１１）であって、少なくとも間接的に第１のクラッチ部分（２５）に結合されるトランスミッタ要素（３８）と、不動のハウジング（４１）に結合される、トランスミッタ要素（３８）の位置を検出するセンサ（４４）とを有するセンサユニット（１１）と；ハウジング（４１）に対して相対的なセンサ（４４）の位置を調整する調整手段（４６）と；を備える、クラッチアッセンブリに関する。

Description

本発明は、クラッチアッセンブリ、特に自動車のパワートレーン内で使用するクラッチアッセンブリであって、クラッチと、第１のクラッチ部分と第２のクラッチ部分とが任意選択的に、トルクを伝達するように互いに結合され得るか、あるいは開放により再び互いに切断され得るようにクラッチを操作する、制御可能なアクチュエータとを備えるクラッチアッセンブリに関する。この種のクラッチアッセンブリは、自動車の駆動源と駆動車軸との間のトルク伝達を制御するために用いられる。さらに本発明は、このようなクラッチアッセンブリと、伝動機構ユニット、例えば導入されたトルクを駆動車軸の２つのサイドシャフトに分配するディファレンシャル伝動機構とを備える駆動アッセンブリに関する。

独国特許出願公開第１０２００９０５６０８８号明細書において、ドライブギヤと、ディファレンシャル伝動機構と、ドライブギヤとディファレンシャル伝動機構との間に配置されているクラッチとを備えるディファレンシャルアッセンブリが公知である。さらに、クラッチを操作する電磁式のアクチュエータと、クラッチの切り換え位置を求めるセンサと、センサと協働するトランスミッタ要素（Ｇｅｂｅｒｅｌｅｍｅｎｔ）とが設けられている。

特開２００６−０４６５９４号公報において、ディファレンシャルユニットとクラッチユニットとを備えるクラッチ係合検出装置が公知である。クラッチユニットは、ディファレンシャルユニットのディファレンシャルハウジングとサイドシャフトギヤとの間において機能するように配置されており、アクチュエータにより制御される。可動のクラッチ部分の位置を検出可能なセンサが設けられている。

欧州特許出願公開第２３３６６０２号明細書において、制御可能なロッキングディファレンシャルの形態のディファレンシャル機構が公知である。ロッキングディファレンシャルを制御するために、ボールランプアッセンブリと協働する電磁式のアクチュエータが設けられている。センサ要素を有するセンサユニットが、ディファレンシャルハウジングに隣接して配置されており、ディファレンシャル機構の、センシングされる要素の軸方向の動きを検知する。センサは、ホールセンサの形態で構成されている。

従来技術によるアッセンブリの場合、センサは、時として組み付けが困難であり、保守時のアクセスも容易でない。

本発明の根底にある課題は、簡単な組み立て性及び保守時の良好なアクセス可能性を実現する、センサユニットを備えるクラッチアッセンブリ、特に自動車のパワートレーン内で使用するクラッチアッセンブリを提案することである。さらに課題は、このようなクラッチアッセンブリを備える駆動アッセンブリを提案することである。

解決手段は、クラッチアッセンブリであって、ハウジングと；回転軸線回りに回転駆動可能な第１の駆動部分と；第１の駆動部分に対して相対的に回転可能な第２の駆動部分と；出力経路で見て第１の駆動部分と第２の駆動部分との間に配置されるクラッチであって、第１の駆動部分に相対回動不能かつ軸方向可動に結合されている第１のクラッチ部分と、第２の駆動部分に駆動結合されている第２のクラッチ部分とを有するクラッチと；第１のクラッチ部分を第２のクラッチ部分に対して相対的に軸方向で動かすことでクラッチを操作する、制御可能なアクチュエータと；第１のクラッチ部分の軸方向の位置を示す位置信号を検出するセンサユニットであって、センサユニットは、少なくとも間接的に第１のクラッチ部分に結合されるトランスミッタ要素と、トランスミッタ要素の位置を検出するセンサとを有し、センサは、ハウジングに着脱自在に結合されている、センサユニットと；ハウジングに対して相対的なセンサの位置を調整する調整手段と；を備える、クラッチアッセンブリにある。

利点は、センサユニットのセンサが簡単に組み付け可能であり、外部からハウジングにアクセス可能であることである。保守時、センサは、別体の構成部材として簡単に交換可能である。調整手段により、ハウジング、ひいてはトランスミッタ要素に対して相対的なセンサの位置は、正確に調整される。このことから、トランスミッタ要素の軸方向の動きは、センサにより高い信頼性で検出される。トランスミッタ要素は、少なくとも間接的に第１のクラッチ部分に結合されている。「少なくとも間接的に」とは、トランスミッタ要素が、直接的に第１のクラッチ部分に結合されていてもよいことと、間接的に単数又は複数の中間要素を介して第１のクラッチ部分に結合されていてもよいこととの両方を含む概念である。いずれにしても、結合は、クラッチを操作したとき、トランスミッタ要素が第１のクラッチ部分とともに動くようになっている。

好ましくは、センサは、センサの長手方向軸線が、回転軸線に対して垂直な一平面に対して、±３０°の角度範囲内、特に±２０°又は±１０°の範囲内に配置されているように配置されている。具体的な可能性によれば、センサは、センサ軸線が回転軸線に関して半径方向で延びるように、不動のハウジングに結合されていてもよい。ただし、センサ軸線が回転軸線と間隔を置いて交差する配置も排除しない。回転軸線に対して相対的な、センサの略直角の配置の利点は、比較的小さな半径方向延在を有するトランスミッタ要素が使用され得ることにある。このことは、他方、クラッチの効率及び切り換え時間に有利に働く。さらにセンサは、トランスミッタ要素の周面に向けられてもよい。

調整手段は、ハウジングに対して相対的なセンサの位置を、センサユニットが組み付けられた状態で調整するために用いられる。特に調整手段は、原則、ハウジングに対して相対的なセンサの位置を調整あるいは変更するのに好適なあらゆる形態の機構又は装置であってもよい。その点において、調整手段は、調整装置又は調整機構と称呼してもよい。好ましくは、調整手段は、センサが不動のハウジングに対して、回転軸線に対して相対的に半径方向及び軸方向の少なくとも一方の方向で調整可能に構成されている。これは、調整手段が、センサを不動のハウジングに対して相対的に軸方向及び／又は半径方向で調節し得ることを意味している。好ましい形態において、センサと、調整手段と、ハウジングとからなるユニットは、センサ及び調整手段が、ハウジングが閉鎖されているときに外部からアクセス可能に構成されている。こうしてセンサの位置は、ハウジングが閉鎖されているときでも、簡単に調整され得る。さらにセンサは、場合によってはハウジングを開放することなく交換される。このハウジングは、好ましくは、内部に第１の駆動部分が回転軸線回りに回転可能に支持されている、クラッチアッセンブリの不動のハウジングである。

半径方向の調節用に、調整手段は、センサの支持面と不動のハウジングの当接面との間にかませることが可能な少なくとも１つのスペーサディスクを有していてもよい。ここでの半径方向なる表記は、クラッチアッセンブリあるいは第１のクラッチ部分の回転軸線に関する。ここでの半径方向又は軸方向等のあらゆる空間表記は、全般的に、特に断りがなければ、クラッチアッセンブリの回転軸線に関する。

軸方向の調節の第１の可能性として、調整手段は、内部にセンサが収容されている、ハウジングに対して回転可能な調整要素と、調整要素を所定の回転位置で固定する少なくとも１つの固定要素とを有していてもよい。調整要素は、スリーブ状部分であって、円筒状の外面で不動のハウジングの孔内に回転可能に嵌合するスリーブ状部分と、スリーブ状部分に対して偏心し、内部にセンサが差し込まれている貫通孔とを有し、調整要素は、固定要素により複数の回転位置で、不動のハウジングに結合可能であってもよい。貫通孔の軸線がスリーブ状部分の軸線に対して相対的にずれ（偏心）を有していることで、ハウジングに対して相対的な調整要素の回転は、センサがハウジング内において回転軸線の軸方向で変位するに至る。その際、センサが軸方向で変位する度合は、ハウジングに対して相対的な調整要素の回転位置による。

調整要素は、好ましくは、様々な回転位置で固定され得るように構成されている。複数の回転位置で固定する第１の可能性は、無段に実施することである。このことは、調整要素が１つの弧状の長穴を有し、弧状の長穴を通して取り付け要素が差し込まれ、ハウジングに締結され得ることで実現可能である。これとは異なる第２の可能性によれば、調整要素は、有段の回転調節が可能に構成されていてもよい。このために調整要素は、特に一列に並んだ複数の貫通孔を有し、これらの貫通孔が、弧状に配置され、特に互いに重なり合っているようにしてもよい。特に有利な製造及び組み立ては、１つの取り付け要素しか設けられておらず、この１つの取り付け要素により、調整要素がハウジングに複数の回転位置で取り付け可能であることにより達成される。この場合、取り付け要素は、２つの機能、すなわち、センサをハウジングに取り付ける機能と、調整要素の回転を所望の回転位置で固定する機能とを担っている。

第２の可能性として、調整手段は、内部にセンサが取り付けられている軸方向可動の調整要素と、調整要素を不動のハウジングに対して軸方向で移動可能とする回転／並進変換器とを有していてもよい。この場合、調節は、偏心した調整要素のような回転運動の代わりに、調整要素の並進運動により実施される。回転／並進変換器は、ハウジングに結合される、軸方向のねじ山付き孔を有する支持要素と、ねじ山付き孔内にねじ込まれ得る作動ねじとを有していてもよく、ねじ端部は、調整要素に相対移動不能に結合されている。ねじを締める方向あるいは緩める方向に回すことで、調整要素は、そして調整要素とともにセンサは、不動のハウジングに沿って支持要素から離れるようにあるいは支持要素に向かって動かされる。支持要素は、例えば、ハウジングに一体成形された外向きの突出部の形態で構成されていることができ、突出部内には、移動方向で延びる孔軸線を有する孔が設けられている。

好ましくは、調整要素を不動のハウジングに対して長手方向移動可能に案内する案内手段が設けられている。案内手段は、ハウジングに対して相対的な調整要素の並進案内を可能にするあらゆる形態の機構又は装置であってもよい。その点において、案内手段は、案内機構又は案内装置と称呼してもよい。案内手段は、例えば、移動方向で延在する単数又は複数の長穴を調整要素内に有していることができ、長穴を貫くようにそれぞれ１つのねじが係合し、ハウジングに螺入される。

移動可能な調整要素と作動ねじとの間の遊びなしの結合のために、弾性的なプリロード手段が設けられていてもよい。プリロード手段は、上述の部材間にプリロード力を発生させる。プリロード手段は、原則、調整要素を作動ねじに対して相対的に付勢するあらゆるアッセンブリであってもよい。その点において、プリロード手段は、プリロードアッセンブリと称呼してもよい。プリロード手段は、位置エネルギを蓄勢し、弾性的に戻し作用を働かせることができる。例えばプリロード手段は、弾性的な要素、例えばばねを有していることができる。弾性的な要素は、作動ねじに対して同軸に配置され、第１の端部で調整要素に、他方の端部で支持要素に支持されていることができる。調整要素は、プリロード手段によりハウジングに対して少なくとも間接的に軸方向で付勢され、その結果、正確な位置決めが可能となる。

可能な一形態において、アクチュエータは、電磁式のアクチュエータの形態で構成されていることができ、不動のハウジングに支持されている環状の電磁石と、軸方向可動のプランジャとを有し、プランジャは、第１のクラッチ部分に作用結合されている。電磁石は、最大の外側直径を有する磁石ハウジングを有し、トランスミッタ要素の最大の外側直径は、磁石ハウジングの外側直径より小さくてもよい。これとは異なり又はこれに加えて、信号トランスミッタ（Ｓｉｇｎａｌｇｅｂｅｒ）の最大の外側直径は、第１の駆動部分に結合されるリングギヤの歯底円直径より小さくてもよい。トランスミッタ要素ができる限り小さな半径方向延在あるいは直径を有していると、特に有利である。小さなトランスミッタ要素により、攪拌損失が低く保たれ、クラッチの効率に有利な影響が及ぼされるとともに、オイルの押しのけが少なくて済み、他方、クラッチの特に短い切り換え時間が可能となるからである。しかし、トランスミッタ要素の外側直径が、磁石ハウジングの外側直径あるいはリングギヤの歯底円直径より大きくてもよいことは、自明である。

さらに上述の課題の解決手段は、駆動アッセンブリ、特に自動車の、電気モータにより駆動可能な駆動車軸用の駆動アッセンブリであって、上述の実施の形態の少なくとも１つの実施の形態に則して構成されているクラッチアッセンブリと；差動ピニオンとサイドシャフトギヤとを有するディファレンシャル伝動機構と；を備え、第１の駆動部分は、ディファレンシャルハウジングの形態で構成され、第２の駆動部分は、差動ピニオンが結合されているディファレンシャルキャリアの形態で構成されている、駆動アッセンブリにある。

本発明に係る駆動アッセンブリによっても、本発明に係るクラッチアッセンブリと同等の利点が得られるので、それについては、上述の説明を参照されたい。センサの具体的な構成に基づいて、簡単な組み立て、クラッチ位置の正確なセンシング及び保守時のセンサの簡単な交換可能性が得られる。センサ位置の調整可能性により、ストローク信号の正確な検出が可能となり、このことは、他方、駆動アッセンブリの正確かつ迅速な制御を可能にする。

駆動アッセンブリは、駆動のために特に電気モータを備えていることができ、このように形成されるユニットは、電気駆動装置と称呼してもよい。電気モータと駆動アッセンブリとの間の出力経路内に、変速段あり／なしの減速伝動機構が接続されていてもよい。駆動のために、その他の形態のあらゆる動力発生装置、例えば内燃機関が使用されてもよいことは、自明である。

以下に、好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。

第１の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリの縦断面図である。 図１に示したクラッチアッセンブリのセンサユニットを単独で示す斜視図である。 図１及び図２に示した調整要素を単独で示す、Ａ）平面図、Ｂ）側面図、Ｃ）斜視図、である。 別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリ用の調整要素の斜視図である。 一部変更した別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリの半割縦断面図である。 別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリの縦断面図である。 図６に示したクラッチアッセンブリのセンサユニットを組み込み状態で示す、Ａ）クラッチアッセンブリを通るように切断した要部縦断面図、Ｂ）センサユニットの要部平面図、である。 図６及び７に示したセンサユニットを単独で示す、Ａ）平面図、Ｂ）側面図、Ｃ）図８Ｂに示した切断線Ｃ−Ｃに沿った縦断面図、である。 一部変更した別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリの半割縦断面図である。 別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリの縦断面図である。 図１０に示したクラッチアッセンブリのセンサユニットを単独で示す、Ａ）平面図、Ｂ）側面図、Ｃ）図１１Ｂに示した切断線１１Ｃ−１１Ｃに沿った図、Ｄ）図１１Ａに示した切断線１１Ｄ−１１Ｄに沿った図、Ｅ）図１１Ａに示した切断線１１Ｅ−１１Ｅに沿った図、Ｆ）図１１Ｃに示した部分１１Ｆの要部拡大図である。 電気駆動装置の一部としての図５に示した本発明に係るクラッチアッセンブリの概略図である。

以下にまとめて説明する図１から３は、本発明に係るクラッチアッセンブリ２の第１の実施の形態を示している。クラッチアッセンブリ２は、クラッチ４と、クラッチ４を操作するアクチュエータ５と、センサユニット１１とを備えている。クラッチ４は、選択的にトルクを、出力経路で見て下流に接続される伝動機構ユニット３へ伝達可能である。伝動機構ユニット３は、ディファレンシャル伝動機構の形態で構成されているが、これに限定されるものではない。合わせて駆動アッセンブリ４７と称呼してもよい伝動機構ユニット３を含めたクラッチアッセンブリ２は、自動車のパワートレーン内で使用するために用いられ、具体的には、導入されたトルクを自動車の両サイドシャフトに分配するために用いられる。自動車の駆動源とサイドシャフトとの間でのトルク伝達は、クラッチ４により必要に応じて任意選択的に形成されたり、中断されたりすることができる。クラッチ４の操作は、アクチュエータ５により実施される。アクチュエータ５は、第１のクラッチ部分２５に作用する。

クラッチ４は、出力経路で見て第１の駆動部分７と第２の駆動部分１３との間に配置されている。第１の駆動部分７は、回転駆動可能なハウジングの形態で構成されている。このハウジング内にクラッチ４が収容されている。その点において、第１の駆動部分７は、クラッチハウジングと称呼してもよい。第２の駆動部分は、伝動機構ユニット３のキャリア要素１３の形態で構成されており、キャリア要素１３は、回転可能にクラッチハウジング内に収容されている。クラッチハウジング７は、ドライブギヤ６に堅固に結合、特に溶接により結合されているが、ねじ結合等のその他の結合形態も可能である。ドライブギヤ６を介して、ここには図示しない駆動力発生装置からのトルクが、駆動アッセンブリ４７へ、ディファレンシャル伝動機構３を駆動すべく導入され得る。クラッチハウジング７は、２部分構成とされており、第１のハウジング部分８と、第２のハウジング部分９とを有している。第１のハウジング部分８及び第２のハウジング部分９は、開口側の端部領域にそれぞれ１つのフランジ部分１０，１２を有しており、フランジ部分１０，１２でドライブギヤ６に結合されている。ディファレンシャル伝動機構３は、クラッチハウジング７内に収容されており、回転軸線Ａ７回りに回転可能に支持されている。クラッチハウジング７は、軸受手段６１，６２により不動のハウジング４１内で回転軸線Ａ７回りに回転可能に支持されている。

ディファレンシャル伝動機構３のキャリア要素１３は、環状に構成されており、略円筒状の外面１４を有している。この略円筒状の外面１４でキャリア要素１３は、クラッチハウジング７の、対応する円筒状の内面部分１５に対して、回転軸線Ａ７回りに回転可能に支持されている。キャリア要素１３内には、２つの孔が設けられている。孔内には、ピン１７が差し込まれ、リテーナピン１８により固定されている。ピン１７上には、２つのディファレンシャルピニオン１９が、ピン軸線回りに回転可能に支持されている。両ディファレンシャルピニオン１９は、第１及び第２のサイドシャフトギヤ２０，２２に歯列を介して係合している。第１及び第２のサイドシャフトギヤ２０，２２は、回転軸線Ａ７に関して同軸に配置されている。両サイドシャフトギヤ２０，２２は、それぞれ１つの長手方向歯列２３を有しており、長手方向歯列２３内には、サイドシャフト（図示せず）の対応する相手側歯列が、トルク伝達のために差し込み可能である。両サイドシャフトギヤ２０，２２は、それぞれ、ハウジング７に対して減摩性のディスクを介して軸方向で支持されている。

クラッチ４は、形状結合式のクラッチ、特に歯クラッチとして構成されているが、例えば爪クラッチ又は摩擦クラッチ等のその他のクラッチが使用されてもよい。形状結合式のクラッチ４は、ハウジング７に相対回動不能かつ軸方向可動に結合されている第１のクラッチ部分２５と、キャリア要素１３に堅固に結合されている第２のクラッチ部分２６とを有している。第１のクラッチ部分２５は、第２のクラッチ部分２６に対して相対的に軸方向可動であり、トルクを伝達すべく、第２のクラッチ部分２６内に押し込まれるように係合され得るので、両クラッチ部分２５，２６間には、形状結合式の結合が生じる。改めて第１のクラッチ部分２５を係合解除することで、トルク伝達は、再び中断可能である。

第１のクラッチ部分２５は、クラッチハウジング７内に配置されている１つのリング部分２１と、周囲に分配される複数のカム要素２７とを有している。カム要素２７は、リング部分２１から軸方向で延在している。カム要素２７は、軸方向の付設部と称呼してもよい。カム要素２７は、トルク伝達のために、ハウジング７の、周囲に分配された複数の開口２８に挿通され、その結果、第１のクラッチ部分２５は、回転駆動可能なハウジング７とともに連れ回る。第１のクラッチ部分２５は、ハウジング７に対して相対的に軸方向で案内されており、回転軸線Ａ７に関して同軸にセンタリングされている。案内及びセンタリングは、それぞれのカム要素２７の外面と、それぞれのカム要素２７に対応するそれぞれのハウジング開口の内面との間に形成されている面対を介して実施される。これとは異なり、センタリングは、リング部分２１の円筒状の外面を介してハウジング７の内面に対して実施されていてもよい。

第１及び第２のクラッチ部分２５，２６は、向かい合う端面にそれぞれ一体成形された形状結合要素を有している。形状結合要素は、トルク伝達のために互いに係合可能である。アクチュエータ５の制御により、第１のクラッチ部分２５は、第２のクラッチ部分２６に対して相対的に軸方向可動であり、係合状態では、ドライブギヤ６からディファレンシャル伝動機構３へのトルク伝達が保証されている一方、係合解除状態では、トルク伝達が中断されている。

アクチュエータ５は、電磁石２９とプランジャ３０とを有している。この場合、アクチュエータ５は、電磁石２９の通電時、プランジャ３０がクラッチ４に向かって付勢されるように構成されている。このために電磁石２９は、環状の磁石ハウジング３２を有している。磁石ハウジング３２は、コイルを包囲し、クラッチ４側の半径方向内側の端部に開口３３を有している。ハウジングの半径方向内側の部分の内方には、プランジャ３０が軸方向可動に配置されている。磁石ハウジング３２は、キャリア要素３１によりハウジング部分９のスリーブ状付設部に支持されており、取り付け手段（図示せず）を介して不動のハウジング４１に支持されている。

プランジャ３０は、強磁性の材料、例えば鉄材料からなる第１のプランジャ部分３４と、非磁性又は常磁性の材料、例えば特殊鋼、銅又はアルミニウムからなる第２のプランジャ部分３５とを有している。第１のプランジャ部分３４及び第２のプランジャ部分３５は、スリーブ状に構成されており、互いに結合、特にプレス結合により互いに結合されている。第１のプランジャ部分３４は、強磁性の材料から製造されていることにより、電磁石２９の操作時、磁界に基づいてクラッチ４に向かって動かされる。その点において、第１のプランジャ部分３４は、可動子と称呼してもよい。第１のプランジャ部分３４の軸方向の移動により、ギャップ３３が埋められる。終端位置において、第１のプランジャ部分３４は、磁石ハウジング３２の肩部８１に当接する。第２のプランジャ部分３５は、他の構成部材への所望されない磁束の漏れが阻止されるように、常磁性である。

第１のプランジャ部分３４は、外面で磁石ハウジング３２の内面に対してセンタリングされており、軸方向移動可能に配置されている。磁石ハウジング３２におけるプランジャ３０の所望されない付着を阻止すべく、第１のプランジャ部分３４の外面は、減摩性の滑動層によりコーティングされていてもよい。第２のプランジャ部分３５は、軸方向で第１のプランジャ部分３４より長く、かつ滑動リング３７と当接している端面を有している。滑動リング３７は、他方、間接的に第１のクラッチ部分２５に対して軸方向で支持、具体的には、トランスミッタ要素３８を介して支持されている。トランスミッタ要素３８の動きは、センサ４４によって検出される。その点において、測定対象物又はセンシング対象物と称呼してもよいトランスミッタ要素３８は、特に、第１のクラッチ部分２５に結合されているリングディスクの形態で構成されている。このためにリングディスクは、半径方向内側に複数の弾性的な係止要素３９を有しており、これらの係止要素３９は、周囲に分配され、かつ軸方向で延在している。係止要素３９の端部は、第１のクラッチ部分２５の、対応する単数又は複数のアンダカット４０内に形状結合式に係合する。リングディスク３８は、半径方向外側に位置する端部に円筒状の外套部分４２を有している。クラッチハウジング７あるいは第２のハウジング部分９と、トランスミッタ要素３８との間には、戻しばね４３が配置されている。戻しばね４３は、本実施の形態では、皿ばねの形態で構成されているが、その他の形態のばね、例えばコイルばねが使用されてもよい。

センサ４４が設けられており、センサ４４は、トランスミッタ要素の軸方向の位置を検出して、電子式の制御ユニット（図示せず）に伝送することができるように、トランスミッタ要素３８と協働する。センサ４４及びトランスミッタ要素３８は、センサユニット１１の一部である。センサ４４は、トランスミッタ要素３８との間隔を非接触式に検出可能なホールセンサの形態で構成されている。しかし、その他の非接触式のセンサ、例えば誘導式のセンサが使用されてもよい。センサ４４は、外側から不動のハウジング４１内に装入され、ハウジング４１に着脱自在に結合されている。電子式の制御ユニットとの接続のために、接続ケーブル４５が設けられている。電子式の制御ユニット内でセンサ信号が処理され、トランスミッタ要素３８とセンサ４４との間の間隔が求められる。この間隔から、クラッチ４の切り換え状態に関する状態量が求められ、駆動力発生装置を制御するために利用可能である。

見てとれるように、センサ４４のセンサ軸線Ａ４４は、回転軸線Ａ７に対して直角にあるいは半径方向で配置されている。センサ４４をトランスミッタ要素３８に対して相対的に調整すべく、以下に詳細に述べる調整手段４６が設けられている。調整手段は、ハウジングに対して相対的なセンサの位置を変更あるいは調整し得る機構又は装置として構成されている。その点において、調整手段は、調整装置又は調整機構と称呼してもよい。調整手段４６は、本実施の形態では、センサ４４が不動のハウジング４１に対して回転軸線Ａ７に関して半径方向及び／又は軸方向で調整可能に構成されている。半径方向の調節には、スペーサディスク（図示せず）が使用可能である。スペーサディスクは、センサ４４の支持面と不動のハウジング４１の当接面との間にかませることができる。センサ４４とトランスミッタ要素３８との間の間隔を半径方向で調節するこのようなスペーサディスクは、任意選択的であり、存在する半径方向の間隔がまだ規定値に合致しないときだけ、必要である。

図１に示したセンサ４４と調整手段４６とからなるユニットを単独で図２に示した。本実施の形態において、調整手段４６は、図３Ａから３Ｃに詳細図で示す、ハウジング４１に対して回転可能な調整要素６３と、調整要素６３をハウジング４１に対して所望の回転位置で固定し得る固定要素とを有している。調整要素６３は、スリーブ状部分６４を有しており、スリーブ状部分６４で調整要素６３は、不動のハウジング４１の孔６５内に回転可能に嵌合している。スリーブ状部分６４は、シールリング（図示せず）を装入するための、環状に延びるリング溝６６を有する円筒状の外面と、円筒状の内面を有する貫通孔６７とを有している。外面及び内面の軸線は、互いに対してずれＯ１，Ｏ２（オフセット）を有している、あるいは互いに対して偏心して配置されている。その点において、スリーブ状部分６４は、偏心体、そして調整要素６３は、偏心要素と称呼してもよい。センサ４４は、偏心要素６３の貫通孔６７内に差し込まれている。センサ４４を調整要素６３に取り付けるために、ねじ６８が設けられている。ねじ６８は、偏心要素６３内に設けられたねじ山付き孔５１内に螺入されている。偏心要素６３は、不動のハウジング４１に対して複数の回転位置にて固定可能である。貫通孔６７がスリーブ状部分６４の外面に対して相対的にずらされていることで、ハウジング４１に対して相対的な偏心要素６３の回転運動は、ハウジング内でセンサ４４が軸方向で移動するに至る。

偏心要素６３は、弧状の長穴６９を有している。長穴６９は、実質、スリーブ状部分６４の外面に対して同軸に延在している。センサ４４の所望の軸方向の位置が、偏心要素４６の回動により達成されたとき、偏心要素４６は、ねじの形態の固定要素（図示せず）によりハウジング４１に固定される。このためにねじは、長穴６９に挿通され、不動のハウジング４１内に設けられたねじ山付き孔内に螺入される。長穴６９の形態で構成したことで、偏心要素６３は、本実施の形態では、ハウジング４１に対する無段の回転調節及び固定を実現する。偏心要素６３は、特に、センサ４４あるいは不動のハウジング４１に対して相対的な回動により、±０．５ｍｍまでの、トランスミッタ要素３８に対して相対的なセンサ４４の軸方向の調節可能性が提供されているように構成されている。こうしてセンサ４４は、正確に位置決めされる。正確な位置決めは、他方、クラッチ位置の正確な検出につながる。この軸方向の調節可能性は、図１に矢印Ｐで象徴的に示した。

図４は、図３に示した実施の形態に概ね相当する別の実施の形態の偏心要素６３を示すものであるので、共通点に関しては、上述の説明を参照されたい。その際、同じあるいは一部変更した個々の要素には、図３と同じ符号を付した。図４に示した偏心要素の唯一の相違点は、長穴の代わりに一列に並んだ複数の貫通孔６９が設けられている点にある。これらの孔の軸線は、実質、スリーブ外面６４の軸線を中心とする同一半径上に位置している。見てとれるように、個々の孔６９は、周方向で重なり合っている。偏心要素６３の回転位置次第で、取り付けねじが、必要に応じてこれらの孔６９の各々に差し通され得る。その点において、偏心要素６３の本実施の形態により、偏心要素６３の有段の回動、ひいてはセンサ４４の有段の軸方向の調節が可能となる。

図５は、一部変更した実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリ２を示している。本実施の形態は、図１から３に示した実施の形態に概ね相当し、その点において、図１から３に示した実施の形態の説明を参照されたい。その際、同じ個々の要素には、図１から３と同じ符号を付した。簡明性のため、符号の一部しか記入していない。

図５に示した実施の形態の唯一の相違点は、センサ４４がトランスミッタ要素３８の外套面４２に向けられている点にある。トランスミッタ要素３８は、図１に示した実施の形態におけるより小さな直径あるいは半径Ｒ３８を有しているので、アッセンブリ全体は、よりコンパクトに構成される。センサ４４の、半径方向内側に位置する端部は、回転軸線Ａ７に対して、ドライブギヤ６の歯先円半径及び／又は歯底円半径より小さい間隔を有している、あるいはドライブギヤ６の歯先円半径及び／又は歯底円半径より小さい半径上に位置している。さらにトランスミッタ要素３８の半径Ｒ３８は、ドライブギヤ６の歯底円半径より小さくてもよい。こうして、少なくともディファレンシャル３、クラッチ４及びトランスミッタ要素３８が、前組み立て可能な構成ユニットの一部を形成可能であることが、保証されており、この構成ユニットは、前組み立てされた状態で、不動のハウジング４１内に軸方向で組み付け可能であり、ドライブギヤ６は、ドライブピニオン（図示せず）と歯列を介して係合される。センサ４４の機能形式は、上述の実施の形態と同じであり、その点において、上述の実施の形態の説明を参照されたい。

次にまとめて説明する図６から８は、別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリ２を示している。その際、本実施の形態は、図１から４に示した実施の形態に概ね相当し、その点において、共通点に関しては、図１から４に示した実施の形態の説明を参照されたい。その際、同じあるいは一部変更した個々の要素には、図１から４と同じ符号を付した。

本実施の形態の特徴は、調整要素６３の回転位置を調整するにも、不動のハウジング４１への調整要素６３の取り付けを行うにも、１つの取り付け要素６８しか必要でないことにある。このためにセンサ４４は、センサ軸線Ａ４４に関して半径方向外向きに延在する付設部７０を有するセンサハウジングを有しており、付設部７０は、軸方向の貫通孔７１を有している。センサ付設部７０の貫通孔７１は、軸方向で見て調整要素６３の複数の貫通孔６９の列と整合している。センサ４４と、センサ４４に取り付けられた付設部７０とに対して相対的な調整要素あるいは偏心要素６３の回動は、センサ４４の、クラッチアッセンブリの回転軸線Ａ７に関して軸方向の移動を引き起こす。これにより、互いに整合している孔７１，６９に所望の回転位置において差し通される例えばねじの形態の取り付け要素６８は、センサ４４を偏心要素６３に対して相対的に固定するとともに、偏心要素を不動のハウジング４１に固定する。取り付け要素６８は、不動のハウジング４１内に係合する。不動のハウジング４１に対するセンサ４４の相対的な回転位置は、常に不変に、具体的には、偏心要素６３がどの回転位置にあるか、あるいは孔列のどの孔６９に取り付け要素６８が差し通されるかにかかわらず、不変にとどまる。

図９は、図６から８に示した実施例に一部変更を加えた実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリ２を示しており、その点において、共通点に関しては、図６から８に示した実施例の説明を参照されたい。その際、同じ個々の要素には、図６から８と同じ符号を付した。簡明性のため、符号の一部しか記入していない。

図９に示した実施の形態の唯一の相違点は、センサ４４がトランスミッタ要素３８の外套面４２に向けられており、トランスミッタ要素がより小さな直径を有している点にある。その点において、図９に示した実施の形態は、図５に示した実施の形態に類似しており、図５に示した実施の形態の説明を同じく参照されたい。特に、センサ４４の、半径方向内側に位置する端部は、回転軸線Ａ７に対して、ドライブギヤ６の歯先円半径及び／又は歯底円半径より小さい間隔を有している、あるいはドライブギヤ６の歯先円半径及び／又は歯底円半径より小さい半径上に位置している。さらにトランスミッタ要素３８の半径Ｒ３８は、ドライブギヤ６の歯底円半径より小さくてもよい。センサユニット１１は、図６から８に示したセンサユニット１１に相当する。

次にまとめて説明する図１０及び１１は、別の実施の形態の本発明に係るクラッチアッセンブリ２を示している。その際、本実施の形態は、大部分、図１から３に示した実施の形態に相当し、その点において、共通点に関しては、図１から３に示した実施の形態の説明を参照されたい。その際、同じあるいは一部変更した個々の要素には、図１から３と同じあるいは１００を加算した符号を付した。

本実施の形態の特徴は、調整手段１４６が、内部にセンサ４４が収容されている並進移動可能な調整要素１６３と、調整要素１６３を不動のハウジング４１に対して軸方向で移動可能とする回転／並進変換器７３とを有していることにある。軸方向の調節は、この場合、調整要素１６３の並進運動により実施される。回転／並進変換器７３は、ハウジング４１に結合、特にハウジング４１と一体的に成形される、軸方向のねじ山付き孔を有する支持要素７４と、ねじ山付き孔内にねじ込まれている作動ねじ７５とを有している。作動ねじ７５の太くした端部８０は、調整要素１６３に対して回転可能かつ相対移動不能に、調整要素１６３に結合されている。作動ねじ７５の回転により、調整要素１６３が、そして調整要素１６３とともにセンサ４４が、不動のハウジング４１に沿って軸方向で動かされる。センサ４４は、ねじ６８を介して調整要素１６３に堅固に結合されている。調整要素１６３と作動ねじ７５との間の、軸方向で遊びのない結合のために、プリロード手段７９が設けられている。プリロード手段７９は、プリロード力を上述の部材間において発生させる。プリロード手段７９は、作動ねじ７５に対して同軸に配置されているコイルばねの形態で構成されている。ばね７９の一方の端部は、調整要素１６３に軸方向で支持されており、他方の端部は、支持要素７４に軸方向で支持されている。案内のために調整要素１６３は、２つの縦長の案内穴７６を有しており、案内案７６にそれぞれ１つのねじ７７が差し通され、ハウジング４１内に設けられた対応するねじ山付き孔内に螺入されている。調整要素１６３は、ハウジング４１に対してシール７８により密封されている。

図１２は、電気駆動装置４７の一部としての、図５に示した本発明に係るクラッチアッセンブリ２を、概略図で示している。電気駆動装置４７は、電気モータ４８を有している。電気モータ４８は、伝動機構段４９を介してクラッチアッセンブリ２、あるいはクラッチアッセンブリ２のドライブギヤ６を駆動する。クラッチ４の閉鎖時に導入されたトルクは、ディファレンシャル伝動機構３から両サイドシャフトギヤ２０，２２に伝達される。サイドシャフトギヤ２０，２２の長手方向歯列２３内には、対応するサイドシャフト５０，５２がトルク伝達のために相対回動不能に差し込まれている。サイドシャフト５０，５２の端部には、等速ジョイント５３，５４が存在している。等速ジョイント５３，５４は、他方、ジョイントシャフト５５，５６とジョイント５７，５８とを介して自動車の車輪５９，６０にトルクの伝達のために結合されている。見てとれるように、駆動アッセンブリ２は、軸受６１，６２により、静止しているハウジング４１に対して回転軸線Ａ７回りに回転可能に支持されている。本発明に係る電気駆動装置４７が、図１から４及び６から１１に示した上述のあらゆる別の本発明に係るクラッチアッセンブリを有していてもよいことは、自明である。

すべての上述のクラッチアッセンブリ２は、センサ４４が簡単に組み付け可能であり、軸方向で調節可能であり、かつ外部から不動のハウジング４１に良好にアクセス可能である点において共通している。調整手段４６，１４６を用いて、不動のハウジング４１、ひいてはトランスミッタ要素３８に対して相対的なセンサ４４の位置は、正確に調整される。これにより、全体として、トランスミッタ要素３８の位置、ひいては、クラッチ４の切り換え位置は、正確に検知される。

２ クラッチアッセンブリ
３ ディファレンシャル伝動機構
４ クラッチ
５ アクチュエータ
６ ドライブギヤ
７ 伝動機構ハウジング
８ 第１のハウジング部分
９ 第２のハウジング部分
１０ フランジ部分
１１ センサユニット
１２ フランジ部分
１３ ディファレンシャルキャリア
１４ 外面
１５ 面部分
１６ 孔
１７ ピン
１８ 取り付け手段
１９ ディファレンシャルピニオン
２０ サイドシャフトギヤ
２１ リング部分
２２ サイドシャフトギヤ
２３ 長手方向歯列
２５ 第１のクラッチ部分
２６ 第２のクラッチ部分
２７ 付設部
２８ 貫通部
２９ 電磁石
３０ プランジャ
３１ キャリア要素
３２ 磁石ハウジング
３３ ギャップ
３４ 第１のプランジャ部分
３５ 第２のプランジャ部分
３６ 肩部
３７ 滑動リング
３８ トランスミッタ要素
３９ 係止要素
４０ アンダカット
４１ 不動のハウジング
４２ 外套部分
４３ 戻しばね
４４ センサ
４５ ケーブル
４６，１４６ 調整手段
４７ 駆動アッセンブリ
４８ 電気モータ
４９ 伝動機構
５０ シャフト
５１ ねじ山付き孔
５２ シャフト
５３ ジョイント
５４ ジョイント
５５，５６ ジョイントシャフト
５７，５８ ジョイント
５９，６０ 車輪
６１，６２ 軸受
６３，１６３ 調整要素
６４ スリーブ状部分
６５ 孔
６６ リング溝
６７ 孔
６８ 取り付け手段
６９ 長穴／穴列
７０ 付設部
７１ 貫通孔
７２ 付設部
７３ 回転／並進変換器
７４ 支持要素
７５ 作動ねじ
７６ 長穴
７７ ねじ
７８ シール
７９ ばね
８０ 端部
８１ 肩部
Ａ 軸線
Ｐ 矢印
Ｒ 半径

Claims (15)

1. クラッチアッセンブリであって、
   ハウジング（４１）と、
   回転軸線（Ａ７）回りに回転駆動可能な第１の駆動部分（７）と、
   前記第１の駆動部分（７）に対して相対的に回転可能な第２の駆動部分（１３）と、
   出力経路で見て前記第１の駆動部分（７）と前記第２の駆動部分（１３）との間に配置されるクラッチ（４）であって、前記第１の駆動部分（７）に相対回動不能かつ軸方向可動に結合されている第１のクラッチ部分（２５）と、前記第２の駆動部分（１３）に駆動結合されている第２のクラッチ部分（２６）とを有するクラッチ（４）と、
   前記第１のクラッチ部分（２５）を前記第２のクラッチ部分（２６）に対して相対的に軸方向で動かすことで前記クラッチ（４）を操作する、制御可能なアクチュエータ（５）と、
   前記第１のクラッチ部分（２５）の軸方向の位置を示す位置信号を検出するセンサユニット（１１）であって、前記センサユニット（１１）は、少なくとも間接的に前記第１のクラッチ部分（２５）に結合されるトランスミッタ要素（３８）と、前記トランスミッタ要素（３８）の位置を検出するセンサ（４４）とを有し、前記センサ（４４）は、前記ハウジング（４１）に着脱自在に結合されている、センサユニット（１１）と、
   前記ハウジング（４１）に対して相対的な前記センサ（４４）の位置を調整する調整手段（４６，１４６）と、
   を備えることを特徴とする、クラッチアッセンブリ。
2. 前記センサ（４４）は、前記回転軸線（Ａ７）に対して垂直な一平面に対して、０°から±３０°の角度をなしている、請求項１に記載のクラッチアッセンブリ。
3. 前記センサ（４４）及び前記調整手段（４６，１４６）は、前記ハウジング（４１）が閉鎖されているときに外部からアクセス可能に、前記ハウジング（４１）に結合されている、請求項１又は２に記載のクラッチアッセンブリ。
4. 前記センサ（４４）が、不動の前記ハウジング（４１）に対して前記第１の駆動部分（７）の前記回転軸線（Ａ７）に関して軸方向で調整可能に、前記調整手段（４６，１４６）は構成されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
5. 前記調整手段（４６）は、調整要素（６３）と、少なくとも１つの固定要素とを有し、前記調整要素（６３）は、スリーブ状部分（６４）であって、円筒状の外面で不動の前記ハウジング（４１）の孔（６５）内に回転可能に嵌合するスリーブ状部分（６４）と、前記円筒状の外面に対して偏心し、内部に前記センサ（４４）が差し込まれている貫通孔（６７）とを有し、前記調整要素（６３）は、前記固定要素により複数の回転位置で、不動の前記ハウジング（４１）に結合可能である、請求項１から４までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
6. 前記調整要素（６３）は、１つの弧状の長穴（６９）又は一列に弧状に配置される複数の貫通孔（６９）を有する、請求項５に記載のクラッチアッセンブリ。
7. 単一の固定要素（６８）が設けられており、前記単一の固定要素（６８）で、前記センサ（４４）が前記調整要素（６３）に結合可能であるとともに、前記調整要素（６３）が前記ハウジング（４１）に複数の回転位置で取り付け可能である、請求項５及び６のいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
8. 前記調整手段（１４６）は、前記センサ（４４）が取り付けられている並進可動の調整要素（１６３）と、前記調整要素（１６３）を不動の前記ハウジング（４１）に対して軸方向で移動可能とする回転／並進変換器（７３）とを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
9. 前記回転／並進変換器（７３）は、前記ハウジング（４１）に結合される、軸方向のねじ山付き孔を有する支持要素（７４）と、前記ねじ山付き孔内にねじ込まれている作動ねじ（７５）とを有し、前記作動ねじの一方の端部（８０）は、前記調整要素（１６３）に相対移動不能に結合されている、請求項８に記載のクラッチアッセンブリ。
10. 前記調整要素（１６３）を不動の前記ハウジング（４１）に対して長手方向移動可能に案内する案内手段（７６，７７）を備える、請求項８及び９のいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
11. 前記調整要素（１６３）を前記ハウジング（４１）に対して少なくとも間接的に軸方向で付勢するプリロード手段（７９）を備える、請求項８から１０までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
12. 前記アクチュエータ（５）は、前記ハウジング（４１）に支持されている環状の電磁石（２９）と、軸方向可動のプランジャ（３０）とを有し、前記プランジャ（３０）は、前記第１のクラッチ部分（２５）に作用結合されており、前記電磁石（２９）は、最大の外側直径を有する磁石ハウジング（３２）を有し、前記トランスミッタ要素（３８）は、前記磁石ハウジング（３２）の前記最大の外側直径より小さい最大の直径を有する、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
13. 前記トランスミッタ要素（３８）は、環状に構成されており、前記トランスミッタ要素（３８）の最大の外側直径（Ｄ３８）は、前記第１の駆動部分（７）に結合されるドライブギヤ（６）の歯底円直径より小さい、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ。
14. 駆動アッセンブリ、特に自動車の、電気モータにより駆動可能な駆動車軸用の駆動アッセンブリであって、
    請求項１から１３までのいずれか１項に記載のクラッチアッセンブリ（２）と、
    差動ピニオン（１９）とサイドシャフトギヤ（２０，２２）とを有するディファレンシャル伝動機構（３）と、
    を備え、前記第１の駆動部分（７）は、クラッチハウジングの形態で構成され、前記第２の駆動部分（１３）は、前記差動ピニオン（１９）が結合されているディファレンシャルキャリアの形態で構成されている、
    ことを特徴とする、駆動アッセンブリ。
15. 前記駆動アッセンブリを駆動する電気モータを備える、請求項１４に記載の駆動アッセンブリ。

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