JP4753993B2 - 自動車用ドライブユニット - Google Patents

Description

本発明は、ドライブ用ドライブユニットであって、ドライブユニットであって、クラッチ装置と、シャフト装置を介してクラッチ装置に連結された変速装置と、クラッチ装置に流体を供給するためにシャフト装置の周りでクラッチ装置内に径方向に配置されている流体供給装置とを有し、シャフト装置が変速装置内に延び、変速装置が、シャフト装置に沿って複数個の変速装置構成部品を有し、構成部品には、潤滑及び（又は）冷却目的で流体が供給されるドライブユニットに関する。

ドライブユニットが、例えば、独国出願公開第１０２０３６１８号明細書に開示されている。この特許文献は、湿式デュアルクラッチ装置を有するドライブユニットを開示しており、２つのクラッチが互いに径方向に嵌め合わされている。回転ダクティング装置（rotary ducting arrangement）の形態をした流体供給装置が２つのクラッチの内部に径方向に設けられ、この流体供給装置は、変速装置側のステータ部分及びクラッチ装置と共に回転する少なくとも１つのロータ部分を有している。回転ダクティング装置は、クラッチを油圧の作用で作動させるために２つのクラッチに流体を供給するのに役立つ。また、冷却用油が回転ダクティング装置を介して送られる。

２つのクラッチを有する別のドライブユニットが、独国特許第２８４１０５３号明細書に開示されている。この場合、２つのクラッチは、補助シャフトと同軸に配置され、これらクラッチには補助シャフトの軸方向一端部のところに設けられた圧力供給装置からの供給が行われる。この目的のため、それぞれのクラッチの方に向いた軸方向ダクト及び径方向出口ダクトは、補助シャフト内に設けられている。

変速装置構成部品への流体供給は、これら特許文献では取り上げられていない。しかしながら、特定形式のドライブユニットでは、変速装置は、一般に、変速装置ハウジング内の複雑なダクティングライン経由で潤滑が行われる。

この技術背景を考慮して、本発明の目的は、改良型ドライブユニットを提供することにある。

上述のドライブユニットでは、この目的は、径方向入口ダクトが、流体供給装置からシャフト装置の内部に延び、軸方向ダクトが、シャフト装置内で延び、少なくとも１つの径方向出口ダクトが、変速装置構成部品に流体を供給するために、変速装置内で軸方向ダクトから変速装置構成部品まで延びるという構成上の特徴によって達成される。

本発明の解決策の意味することは、変速装置構成部品に流体を供給する作用が、通常は専らクラッチ装置に割り当てられた流体供給装置によって司られることにある。したがって、変速装置構成部品に流体を供給するためには、追加の軸方向空間全体は不要である。今や、流体供給装置内の径方向に位置するこれまで用いられなかったスペースをシャフト装置の内部への流体の供給のために使用できる。

流体供給装置は、一般に、クラッチ装置及び変速装置について同一の流体を用いることができる。しかしながら、流体供給装置に２つの互いに異なる種類の流体を供給することも実行可能であり、一方の流体（例えば、ＡＴＦ）がクラッチ装置に供給され、別の種類の流体（例えば、ハイポイド歯車油）が変速装置に供給される。
クラッチ装置への流体供給及び変速装置への流体供給のために同一の流体供給装置を用いると、全体的スペースが節約される。
したがって、本発明の目的は、完全に達成される。

流体供給装置が回転ダクティング装置から成ると、特に有利である。
径方向入口ダクト及び軸方向ダクトが、周囲環境から封止されると、更に有利である。
これは、流体の遠心力により生じると共に回転速度の増大につれて生じる一種の「ポンプ効果」を達成するのに役立ちうる。流体は、実際に、この遠心力により外方に駆動された状態で径方向出口ダクト経由で流れて密封に起因して流体は更に引き込まれるようになる。このようにすると、変速装置ハウジング内に閉鎖流体回路を形成することが可能である。

別の好ましい実施形態によれば、径方向入口ダクトは、シャフト装置内に設けられた複数個の円周方向に間隔を置いた径方向ボアを有する。
これにより、速度差が生じた場合でも一定の流体の送出しが保証される。
これに対応して、径方向出口ダクトが、シャフト装置内に設けられた複数個の円周方向に間隔を置いた径方向ボアを有すると、有利である。

ドライブユニットが、デュアルクラッチ変速装置であり、クラッチ装置が、デュアルクラッチ装置であり、シャフト装置が、内側シャフト及び中空シャフトを有すると、全体として有利である。

本発明の変速装置流体供給方式は、クラッチ装置が湿式クラッチを有している場合、他の形式の変速装置、例えば自動シフト変速装置（ＡＭＧ）においても可能であるが、デュアルクラッチ変速装置への適用が、特に好ましい。
この場合、軸方向ダクトは、内側シャフト内に形成されると、更に有利である。
それにより、変速装置の軸方向長さ全体にわたり変速装置構成部品への流体供給が可能である。というのは、デュアルクラッチ変速装置では、内側シャフトは、一般に、変速装置の軸方向長さ全体にわたって延びているからである。

変形例として、内側シャフトと中空シャフトとの間の空間を軸方向ダクトとして用いることも実行可能である。この場合、中空シャフト周りに配置された変速装置構成部品への流体供給を実施することは、容易に可能である。さらに、追加の密封は、不要である。
必要ならば、このようにして形成された軸方向ダクトは、内側シャフト内の軸方向ダクト内に、即ち、内側シャフトが中空シャフトから出る領域内に延びるのが良い。
この変形例では、本発明によれば、中空シャフトによって包囲されてはいない内側シャフトの領域内に配置された変速装置構成部品への流体供給を行うことも可能である。

さらに、軸方向ダクトは、内側シャフトのコアに設けられたボアを有すると、有利である。
このように、軸方向ダクトは、製造技術の観点から製造するのが容易である。
同様に、全体として径方向入口ダクトが、中空シャフトを貫通して内側シャフトまで延びることが好ましい。

この場合、径方向入口ダクトは、複数個の部分、即ち、一方において中空シャフトに設けられたダクト又は１つ若しくは複数個のボア及び他方において内側シャフトに設けられたダクト又は１つ若しくは複数個のボアを有する。

本発明のドライブユニットは、特に高速用と、例えばスポーツ車に有利である。というのは、変速装置構成部品の潤滑が内側から径方向外方に行われることは、もしこのように構成していなければ、高い回転速度で生じる遠心力を受けた場合に効果的には湿潤状態にはならない変速装置構成部品であっても、十分に潤滑されることを意味している。また、流体溜めへの直接的な連結関係を備えていない、即ち、流体溜めから直接湿潤させることができない変速装置構成部品を潤滑することが可能である。

クラッチ装置向けであると共に変速装置向けでもある流体供給装置を用いると、相当な広さの軸方向スペースを占めるシャフト装置の端部のところの別個の回転ダクティング又はダクト系統を設けることが一段と不要になる。

言うまでもないこととして、更に以下に説明する上述の特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、記載した特定の組合せだけでなく、他の組合せでも又は個々に利用できる。

本発明の例示の実施形態が、図面に記載されており、これら例示の実施形態を以下において詳細に説明する。

図１では、自動車用の本発明のドライブユニットの第１の実施形態が、全体を符号１０で示されている。
ドライブユニット１０は、デュアルクラッチ装置１２及び段階的可変変速装置の形態をした変速装置１４を有している。

デュアルクラッチ装置１２の入力部材が、入力シャフト１６に連結され、この入力シャフトは、例えば、駆動エンジン、例えば内燃エンジンのクランクシャフトに連結されているのが良い。
駆動ユニット１０は、動力を入力シャフト１６から出力シャフト１８に伝達するのに役立ち、この出力シャフトは、図示の実施形態では、入力シャフト１６と同軸整列状態にある。

デュアルクラッチ装置１２は、第１のクラッチ２０及び第２のクラッチ２２を有している。クラッチ２０，２２は、湿式クラッチ、特に湿式円板クラッチとして具体化されている。これらの入力部材は、出力部材１６に連結されている。第１のクラッチ２０の出力部材が、同軸シャフト装置２４の内側シャフト２６に連結されている。第２のクラッチ２２の出力部材は、シャフト装置２４の中空シャフト２８に連結されている。

２つのクラッチ２０，２２は、互いに径方向内側に嵌め合わされており、これらクラッチは、シャフト装置２４及び入力シャフト１６と同軸に配置されている。第１のクラッチ２０は、第１のクラッチ圧力Ｐ１の作動油によって油圧の作用で作動される。これと同様に、第２のクラッチ２２は、油圧Ｐ２の作動油によって油圧の作用で作動される。

クラッチ装置１２は、ここでは、単に例示として径方向嵌合状態のものとして示されている。２つのクラッチ２０，２２は、並列に又は軸方向直列に配置されても良いことは明らかである。

変速装置１４は、複数個の歯車列及び割り当てられたクラッチを有する段階的可変変速装置として具体化されている。図１では、１速歯車、２速歯車、３速歯車及び４速歯車のための歯車列は、概略的に示されている（分かりやすくする目的で、歯車の直径は、これらの正確な比率では再現されていない）。変速装置１４では、奇数番目の歯車、即ち、１速歯車及び３速歯車は、第１のクラッチ２０及び内側シャフト２６に割り当てられている。偶数番目の歯車、即ち、２速歯車及び４速歯車は、第２のクラッチ２２及び中空シャフト２８に割り当てられている。

歯車の数が１〜４であることは、例示として示されているに過ぎないことは明らかであろう。ドライブトレインは、５個、６個、７個又はこれよりも少ない数又は多い数の歯車を有しても同様に良好である。

入力シャフト１６と出力シャフト１８は同軸構造になっていることは、ドライブユニット１０全体が車両内に縦置き向きに設計されていることを更に意味している。しかしながら、本発明の原理は、横置き、特にフロント横置きの変速装置に同様に適用できることは明らかである。

内側シャフト２６で支持された第１のクラッチ組立体３０は、１速歯車及び３速歯車の歯車列のために設けられている。中空シャフト２８で支持された第２のクラッチ組立体３２は、２速歯車及び４速歯車のために設けられている。レイシャフト（副軸）３４が、シャフト装置２４に平行に設けられている。レイシャフト３４は、定出力歯車列３６を介して出力シャフト１８に連結されている。

デュアルクラッチ変速装置１０の一般的な動作原理は、一般に知られており、従って、詳細には説明しない。大まかに説明すると、２つのクラッチ２０，２２のオーバーラップ作動により、連続した歯車のギヤシフト（変速）を牽引力の中断無しに実施できる。

２つのクラッチ２０，２２は、この場合、比較的高い応力を受ける。というのは、上述したように、ギヤシフトは、部分的に荷重を受けた状態で生じる場合があるからである。この理由で、クラッチ２０，２２は、この実施形態では、湿式円板クラッチとして設計されている。しかしながら、他の形式の湿式クラッチも使用可能である。

２つのクラッチ２０，２２は、更に油圧の作用で作動される。
２つのクラッチ２０，２２に両方とも油圧作動の目的で且つ冷却及び（又は）潤滑目的で流体を供給するため、図１に概略的に示された回転ダクティング装置４０の形態をした流体供給装置４０が、デュアルクラッチ装置１２に割り当てられている。

流体供給装置４０は、シャフト装置２４の周りでデュアルクラッチ装置１２内に径方向に配置されている。
加圧流体４２が、詳細には示していない連結部を介して流体供給装置４０、一般に、流体供給装置４０のステータ部分に送られる。

第１のクラッチ出口及び第２のクラッチ出口は、それぞれ、符号４４，４６で示されている。圧力Ｐ１の流体が、第１のクラッチ出口４４を介して第１のクラッチ２０に送られる。圧力Ｐ２の流体４２が、第２のクラッチ出口４６を介して第２のクラッチ２２に送られる。
デュアルクラッチ装置におけるかかる流体供給装置４０の一般的な作動原理は、公知である。一般に、必要な冷却及び（又は）潤滑を保証する更に別の出口が設けられる。

クラッチ出口４４，４６は、流体供給装置４０から径方向外方に延びている。送られた流体４２は、流体供給装置４０の出力側回転速度に起因する遠心力によって外方に強制的に差し向けられる。２つのクラッチ２０，２２の油圧作動のため、対応の圧力補償チャンバを設けるのが良いことは明らかであり、かかる圧力補償チャンバも又、場合によっては、流体供給装置４０に連結されるのが良い。

冷却を目的とする流体は、内側からクラッチ２０，２２を通って径方向外方に流れ、それにより、適当な冷却（及び他の構成部品の潤滑）を行う。
図１に示すドライブユニット１０の場合、デュアルクラッチ装置１２内に径方向に設けられている流体供給装置４０は、変速装置１４の構成部品を潤滑すると共に（或いは）冷却するためにも用いられる。

この目的のため、流体供給装置４０から出て径方向内方に差し向けられた径方向入口ダクト５０が設けられ、この径方向入口ダクトは、中空シャフト２４を貫通して内側シャフト２６に設けられた軸方向ダクト５２内に開口している。

軸方向ダクト５２は、実質的に内側シャフト２６の全長にわたって延び、例えば、切り抜きボア（コアボア）の形態をしているのが良い。

潤滑及び（又は）冷却が必要な変速装置１４内の箇所の各々のところに、径方向出口ダクト５４（第１のクラッチ組立体３０のため）及び径方向出口ダクト５６（第２のクラッチ組立体３２のため）が設けられている。径方向出口ダクト５４の場合、この径方向出口ダクトは、内側シャフト２６だけを貫通しており、油は、遠心力に起因して径方向出口ダクト５４から径方向外方に流出する。

径方向出口ダクト５６の場合、この径方向出口ダクトも又、中空シャフト２８を貫通し、流体は、第２のクラッチ組立体３２の冷却及び（又は）潤滑のために径方向外方に流出する。
軸方向ダクト５２を経由して送られた流体は、他の構成部品、特にシャフト、軸受等の冷却及び（又は）潤滑にも使用できる。

流体供給装置４０から進んで、適当なシールが、閉回路を形成するために用いられ、かかる閉回路では、吸い込み吐き出し作用が非常に僅かであることが必要である。というのは、径方向出口ダクト５４，５６から出た流体は、遠心力に起因して加速され、それにより、軸方向ダクト５２を介して流体が更に「吸引」され、その結果、流体４２を比較的低圧で戻せば済むようになるからである。

しかしながら、流体供給装置４０から出た流体４２は、先ず最初に、径方向内方に押しやられなければならないので、一般に、変速装置構成部品への流体の信頼性のある供給を保証するためには、流体４２を或る特定の最小圧力で、例えば、２バールの圧力で供給することが妥当である。

変速装置１４のための閉流体供給回路の密封は、中空シャフト２８の外周部から流体供給装置４０を封止する第１のシール装置６０を有する。さらに、第２のシール装置６２が設けられ、この第２のシール装置は、径方向入口ダクト５０の領域で中空シャフト２８から内側シャフト２６を封止する。

同様に、第３のシール装置６４が、内側シャフト２６と中空シャフト２８との間で径方向出口ダクト５４の周りに設けられており、この第３のシール装置は、中空シャフト２８を貫通している。
この場合、内側シャフト２６と内側シャフト内に同軸に支持された出力シャフト１８との間を密封するために第４のシール装置６６が設けられているが、このようにするかどうかは任意である。
しかしながら、第４のシール装置に代えて、軸方向ダクト５２は、盲ダクトとして具体化されても良い。

図２は、図１のドライブユニット１０に適した流体供給装置４０′を示している。流体供給装置４０′は、ステータとして構成されたキャリヤ又は支持体７０を有し、即ち、この流体供給装置は、ドライブユニット１０のハウジングに対して固定的に支持されている。

キャリヤ７０は、その内側に分配器７２を有し、この分配器は、同様に、ハウジングに固定されている。
分配器７２は、キャリヤ７０と同軸に配置され、この分配器は、例えばキャリヤ７０内に押し込まれているのが良い。これにより、同時に、作動油を送るための密封が得られる。
キャリヤ７０は、複数本の円周方向に間隔を置いて配置された供給ダクトを有し、これらのうちの１つが、図２に符号７６で示されている。

供給ダクト７６は、キャリヤ７０の軸方向端フェースからキャリヤ７０の内周部まで径方向内方に斜めに延びている。
分配器７２は、複数本の長手方向ダクトを有し、これらのうちの１つが、図２に符号７８で示されている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視展開断面図である。
各々が流体を全体として既に適当に設定された圧力で運搬する多数本の長手方向ダクトが、供給ダクト７６に対応して円周方向に間隔を置いて設けられていることは理解されよう。
第１の長手方向ダクト７８は、以下に更に説明するように、変速装置１４に流体供給又は給油するのに役立つ。

分配器７２内には、キャリヤ７０内に設けられた第１の径方向ダクト８１に連結可能な第２の長手方向ダクト８０が設けられている。第１の径方向ダクト８１は、デュアルクラッチ装置１２のための流体を圧力Ｐ１で運搬する。
これに対応して、第３の長手方向ダクト８２が、キャリヤ７０内に設けられた径方向ダクト８３への連結のために役立つ。径方向ダクト８３は、符号Ｌで概略的に示されているように、冷却及び（又は）潤滑用流体をデュアルクラッチ装置１２まで径方向外方に運搬する。

第４の長手方向ダクト８４が、キャリヤ７０内に設けられた別の径方向ダクト８５への連結のために役立ち、かかる径方向ダクト８５を介して、圧力Ｐ２の流体が、デュアルクラッチ装置１２に送られる。

径方向ダクト８１，８３，８５は、径方向外方に延びている。流体供給装置４０′は、当然のことながら、径方向外側ロータ（図示せず）を有し、このロータは、デュアルクラッチ装置１２に連結され、従って、回転ダクティング装置の一部である。

さらに、分かりやすくするために、基本的機能毎に１つの長手方向ダクト８０，８２，８４及びそれぞれの１つの径方向ダクト８１，８３，８５の表示が行われていることは明らかであろう。例えば、１つのダクト８０に代えて、これよりも多いかかる長手方向ダクトをこれに対応した数の関連の径方向ダクト８１と一緒に設けても良いことは明らかである。

本発明との関連において、「ダクト」という用語は、広義に解釈されるべきである。したがって、ダクトは、単一本のダクト又は複数本のダクトから成る。

変速装置１４に流体を供給する目的で、長手方向ダクト７８に連結されていて、径方向入口ダクト５０の一部をなす径方向内方に差し向けられた径方向ダクト８６が、分配器７２に設けられている。
シャフト装置２４（軸線Ａ回りに回転可能である）が、明らかに、分配器７２内に径方向に配置され、その結果、径方向ダクト８６が、中空シャフト２８を介して内側シャフト２６の軸方向ダクト５２に連結されている。

図３は、上述したように、たった１つの長手方向ダクト７８に代えて、複数本の長手方向ダクト７８，７８ａがこれに対応した数の径方向ダクト８６，８６ａと共に設けられるのが良いことを示している。
以上要するに、流体供給装置４０′の場合、圧力Ｐ１の流体は、供給ダクト７６、長手方向ダクト８０及び径方向ダクト８１を介して送られる。圧力Ｐ２の流体は、別の供給ダクト７６、長手方向ダクト８４及び径方向ダクト８５を介して送られる。

潤滑及び（又は）冷却用流体Ｌは、別の供給ダクト７６、長手方向ダクト８０及び径方向ダクト８３を介して送られる。
変速装置への供給のための流体は、図示の供給ダクト７６、長手方向ダクト７８及び径方向内方に差し向けられた径方向ダクト８６を介して送られる。

図４は、別の変形実施形態としての流体供給装置４０″を示している。流体供給装置４０″は、その全体的構成に関し、図２及び図３の流体供給装置４０′に一致しており、軸方向（図２の左側から右側への方向）図として示されている。

軸方向図で見て円形のキャリヤ７０″及びこのキャリヤ内に径方向に且つこれと同心状に配置された分配器７２″が見える。
また、多数の円周方向に間隔を置いて位置する供給ダクトが示されており、これらのうちの１本は、図４に符号７６で示されている。

符号７６で示された供給ダクトは、長手方向ダクト７８（破線で示されている）を介して径方向内方に差し向けられたダクト８６に連結されている。
また、径方向外方に差し向けられた２本の径方向ダクト８１ａ，８１ｂが設けられており、これらを介して流体が圧力Ｐ１で提供されることが示されている。

流体を圧力Ｐ２で送るために、これに対応して２本の径方向ダクト８５ａ，８５ｂが設けられている。
最後に、潤滑及び（又は）冷却用流体を送るために、４本の径方向ダクト８３ａ〜８３ｄが設けられている。

流体供給装置４０″の場合、デュアルクラッチ装置１２の基本的機能の各々について２本以上の流体送りダクトが設けられることが理解されよう。変速装置への流体供給のためには、共通ダクトが１本だけ設けられる。

これに対応して、径方向ダクトに割り当てられた軸方向ダクトは、別個独立のダクトであって良い。ただし、これら軸方向ダクトは、個々の径方向ダクトの幅よりも広い分配ダクトを形成するよう互いに組み合わせられても良い。

本発明の第１の実施形態としてのドライブユニットの略図である。 本発明のドライブユニット用の流体供給装置の概略縦断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線展開矢視断面図である。 本発明のドライブユニットの別の変形実施形態における流体供給装置の軸方向図である。

Claims (9)

1. ドライブユニット（１０）であって、クラッチ装置（１２）と、シャフト装置（２４）を介して前記クラッチ装置（１２）に連結された変速装置（１４）と、流体供給装置（４０）であって前記クラッチ装置（１２）に流体を供給するために前記クラッチ装置（１２）の径方向内方で前記シャフト装置（２４）の周りに配置され且つ前記クラッチ装置に近い前記シャフト装置（２４）の端に軸線方向に配置された流体供給装置（４０）と、を備え、
   前記シャフト装置（２４）は前記変速装置（１４）内に延び、前記変速装置は前記シャフト装置に沿って複数個の変速装置構成部品（３０，３２）を有し、前記構成部品には、潤滑及び（又は）冷却目的で流体が供給されるドライブユニットにおいて、
   径方向入口ダクト（５０）が前記流体供給装置（４０）から前記シャフト装置（２４）の内部に延び、軸方向ダクト（５２）が前記シャフト装置（２４）内で延び、少なくとも１つの径方向出口ダクト（５４，５６）が、前記変速装置構成部品（３０，３２）に流体を供給するために、前記変速装置（１４）内で前記軸方向ダクト（５２）から前記変速装置構成部品（３０，３２）まで延びている、
   ことを特徴とするドライブユニット。
2. 前記流体供給装置（４０）は、回転ダクティング装置（４０）から成る、
   請求項１に記載のドライブユニット。
3. 前記径方向入口ダクト（５０）及び前記軸方向ダクト（５２）は、周囲環境から封止されている、
   請求項１又は２に記載のドライブユニット。
4. 前記径方向入口ダクト（５０）は、前記シャフト装置（２４）内に設けられた複数個の円周方向に間隔を置いた径方向ボア（８６，８６ａ）を有する、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のドライブユニット。
5. 前記径方向出口ダクト（５４，５６）は、前記シャフト装置（２４）内に設けられた複数個の円周方向に間隔を置いた径方向ボアを有する、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のドライブユニット。
6. 前記ドライブユニット（１０）は、デュアルクラッチ変速装置（１０）であり、前記クラッチ装置（１２）は、デュアルクラッチ装置（１２）であり、前記シャフト装置（２４）は、内側シャフト（２６）及び中空シャフト（２８）を有する、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のドライブユニット。
7. 前記軸方向ダクト（５２）は、前記内側シャフト（２６）内に形成されている、
   請求項６に記載のドライブユニット。
8. 前記軸方向ダクト（５２）は、前記内側シャフト（２６）のコアに設けられたボアを有する、
   請求項７に記載のドライブユニット。
9. 前記径方向入口ダクト（５０）は、前記中空シャフト（２８）を貫通して前記内側シャフト（２６）まで延びている、
   請求項６ないし８のいずれか１項に記載のドライブユニット。

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