JP6525553B2 - クラッチを備えた駆動アセンブリおよび駆動アセンブリを取り付ける方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車の動力伝達系統において使用される駆動アセンブリであって、回転駆動可能なハウジングと自動車の駆動軸との間の動力経路に配置されたクラッチと、第１のクラッチ部と第２のクラッチ部とが、トルクを伝達するために互いに選択的に接続可能であり、もしくは切り離されることによって互いに分離させることができるようにクラッチを操作するための、制御可能なアクチュエータと、を備える駆動アセンブリに関する。このような駆動アセンブリは、自動車の駆動源と駆動軸との間のトルクの伝達を制御するように機能する。さらに、駆動アセンブリは、トランスミッションユニット、例えば、入力されたトルクを駆動軸の２つのサイドシャフトへ分割するディファレンシャル駆動装置を含むことができる。さらに、本発明は、このような駆動アセンブリを取り付ける方法に関する。

独国特許出願公開第１０２００９０５６０８８号明細書から、カップリングアセンブリを備えたディファレンシャルアセンブリが公知である。ディファレンシャルアセンブリは、駆動歯車と、ディファレンシャル駆動装置と、駆動歯車とディファレンシャル駆動装置との間に有効に配置されたカップリングとを含む。さらに、カップリングを作動させるアクチュエータと、複数のカップリング位置を決定するセンサと、センサと協働するターゲットエレメントとが設けられている。ターゲットエレメントは環状ディスクの形式で提供されており、この環状ディスクは、半径方向内側において、複数の、周方向に分布した、軸方向に延びた、弾性の係合エレメントを有している。弾性の係合エレメントは、カップリングの軸方向に可動なカップリング部の軸方向突出部におけるアンダカットに形状嵌合式に係合する。

独国特許出願公開第１０２００９０５６０８８号明細書

本発明の課題は、取り付けるのが容易であり、それにより、ターゲットエレメントの確実な結合が保証され、様々なクラッチ位置を確実に認識することができる、特に自動車の動力伝達系統において使用される駆動アセンブリを提供することである。別の課題は、実施するのが容易であり、ターゲットエレメントを確実に固定することができ、クラッチの様々な切り替え位置を確実に認識することができる、前記駆動アセンブリを取り付ける適切な方法を提案することである。

前記課題は、特に自動車の動力伝達系統において使用される駆動アセンブリであって、回転駆動可能なハウジングと、出力部と、回転駆動可能なハウジングと出力部との間の動力経路に配置されたクラッチであって、クラッチは、ハウジングに対して回転方向で固定されかつ軸方向で可能であるように保持された第１のクラッチ部と、出力部に固定結合されかつ回転駆動可能なハウジングに配置された第２のクラッチ部とを含む、クラッチと、トルクを伝達するために第１のクラッチ部と第２のクラッチ部とを互いに選択的に接続することができるようにクラッチを作動させる制御可能なアクチュエータと、クラッチの作動時に軸方向に可動なターゲットエレメントと、クラッチの少なくとも１つのクラッチ位置を決定するためにターゲットエレメントと協働するセンサと、を備え、第１のクラッチ部は、ハウジングの外側に配置された環状部と、環状部からハウジングにおける開口を通ってハウジングの内部へ軸方向に延びた複数のカムエレメントと、を含む。第１のクラッチ部のカムエレメントを、トルクを伝達するために第２のクラッチ部に選択的に係合させることができる。

可動なクラッチ部の環状部はハウジングの外側に配置されているので、クラッチ部とターゲットエレメントとの間の結合は、有利な形式で特に強固に構成することができる。ターゲットエレメントを、少なくともその周方向延在の最大部分にわたって、好適には全周にわたって、第１のクラッチに軸方向に支持することができる。この形式では、周囲に沿って平坦な接触面が得られ、それによりターゲットエレメントの望ましくない変形が回避される。全体として、この設計は、クラッチ部とターゲットエレメントとを含むユニットの高度の剛性および強度を達成し、これは、ひいては、ターゲットエレメントとセンサとの間の検出精度に対して有利な効果をもたらす。第１のクラッチ部の環状部がハウジングの外側に配置されていることの別の利点は、特に良好な半径方向支持および軸方向案内が達せられるということである。これにより、第１のクラッチ部に選択的に接続することができる摺動ディスクを、有利な形式で全周にわたって支持することができ、これは、高度の剛性および強度につながる。

クラッチは、好適には形状ロッキングクラッチの形式、好適にはドグクラッチ、歯付クラッチまたは爪クラッチの形式で提供されている。動力トランスミッションを係合および解離させるその他のタイプのクラッチ、例えば摩擦プレートクラッチまたは多板継手などの力ロッキングクラッチも考えられることが理解される。好適な実施の形態によれば、カムエレメントはそれぞれ、第２のクラッチ部に面した端部において歯付部分を有しており、この歯付部分を、第２のクラッチ部の対応する歯と選択的に噛み合わせるまたは解離させることができる。

第１のクラッチ部は、軸方向に可動でかつ回転方向に固定された状態で、回転駆動可能なハウジングに結合されている。第１のクラッチ部の環状部はハウジングの外側に配置されているのに対し、カムエレメントは、ハウジングの開口に係合しており、これらの開口を通ってハウジングの内部へ延びている。これにより、第１のクラッチ部に入力されたトルクは、カムエレメントによって、回転駆動可能なハウジングへ伝達される。

第１のクラッチ部は、ハウジングに対して軸方向に案内されかつ同軸に中心合わせされている。第１の可能性によれば、これは、カムエレメントによって行うことができる。カムエレメントは、それぞれ外面を有しており、それぞれの外面を、開口の関連する内面に対して半径方向に支持することができ、これにより、第１のクラッチ部がハウジングに対して同軸に配置される。第１のクラッチ部とディファレンシャルハウジングとの間の軸方向可動性を保証するために、カムエレメントの外面と開口の内面との間にすきまばめを提供することができる。中心合わせがカムエレメントを介して行われるこの実施の形態は、クラッチが作動させられたときにカムエレメントの確実な案内、ひいては２つのクラッチ部の確実な係合を保証することによって、有利である。第１のクラッチ部の望ましくない傾斜が回避される。第２の可能性によれば、ディファレンシャルハウジングの外面において半径方向間隙を有しながら中心合わせされた環状部の内面によって、第１のクラッチ部をハウジングに対して同軸に案内することもできる。

カムエレメントは、環状部から軸方向に突出しており、ひいては軸方向突出部と呼ぶこともできる。環状部およびカムエレメントを一体に形成するもしくは一片に形成することができる。しかしながら、カムエレメントおよび環状部をまず別々に製造し、例えばボルト結合または溶接結合によって後で互いに結合することができる。

カムエレメントは好適にはハウジング開口において軸方向に案内され、これにより、クラッチが作動させられたとき、第１のクラッチ部は傾斜を防止され、その結果、軸方向に移動することを防止される。望ましくない騒音を防止するために、カムエレメントと、関連する開口との間の回転方向遊び（周方向のすきまばめ）は最小限に維持される。カムエレメントの数は、好適にはハウジング開口の数に対応しており、特に３、４または５個であってよい。原則として、より大きな数も考えられる。カムエレメントおよびそれぞれの開口は、周囲に沿って均一に分布させることができる。

アクチュエータをディファレンシャルハウジングの外側に、特に第１のクラッチ部の環状部に軸方向で隣接するように配置することができる。トランスミッションユニットの回転駆動可能なハウジングは、好適には、スリーブ突出部を有し、このスリーブ突出部には、第１のクラッチ部の環状部およびアクチュエータがそれぞれ配置されている。環状部は好適には摺動エレメントを有する。摺動エレメントは、アクチュエータと協働し、特に回転可能であり、アクチュエータの回転固定された構成部材に対して軸方向に支持されている。摺動エレメントはディスク状であってよく、アクチュエータに面した環状部の端面における環状凹部に配置することができる。アクチュエータは、中間エレメントを介して、例えば固定されたハウジングに駆動可能なハウジングを回転可能に支持するためのころがり接触軸受を介して間接的に、または固定されたハウジングに対して直接的に軸方向に支持することができる。スリーブ突出部を、アクチュエータに対して少なくとも間接的に軸方向に支持することができる。

第２のクラッチ部は、回転駆動可能なハウジング内に配置されており、出力部に固定結合されている。出力部をトランスミッションユニットのキャリヤエレメントの形式で提供することができ、キャリヤエレメントを介して、トルクをトランスミッションユニットへ入力することができる。単純な製造および取付け工程を達成するために、出力部と第２のクラッチ部とが一体に形成されている、すなわち一片に製造されていると有利である。第２のクラッチ部は、出力部の端面に配置することができ、歯、爪、またはカムエレメントのそれぞれの形状ロッキング手段に形状嵌合で噛み合わせることができるその他の形状ロッキング手段の形式で、設計することができる。

ターゲットエレメントとは、センサによって検出される対象物、すなわちセンサのターゲットをいう。ターゲットエレメントは、クラッチが作動させられたときに第１のクラッチ部と一緒に軸方向に移動させられるように第１のクラッチ部に結合されている。特に、ターゲットエレメントが少なくとも１つの方向で第１のクラッチ部に対して軸方向に支持されることが提案される。ターゲットエレメントを第１のクラッチ部に解放可能または解放不能に結合することができる。１つの実施の形態によれば、ターゲットエレメントは、その半径方向内側において環状の支持部を有することができ、この支持部によって、ターゲットエレメントは第１のクラッチ部のストッパに対して軸方向に支持される。ストッパは、クラッチ部のフランジ部の形式で提供することができるが、クラッチ部における溝に係合する固定リングなどのストッパのその他の実施の形態も考えられる。ターゲットエレメントは、好適には軸方向でアクチュエータに向かって支持されており、プレテンションをかけられたばねによってストッパに対して軸方向に付勢することができる。

軸方向支持に加え、回転方向で固定されるようにターゲットエレメントをクラッチ部に結合することもできる。ターゲット部をクラッチ部に結合するその他の方法、例えば形状ロッキング、力ロッキングまたは材料ロッキング結合も考えられる。解放可能または解放不能におよび／または回転方向で固定されてターゲットエレメントがクラッチ部に結合されているこれらの実施の形態では、ターゲットエレメントは好適には平坦に形成されたプレート金属部材の形式で提供されている。別の実施の形態によれば、環状部と一片を形成するようにターゲット部を構成することもできる。

全ての上述の実施の形態では、ターゲットエレメントが環状ディスクを含むことができるまたはターゲットエレメントを環状ディスクの形式で製造することができる。環状ディスクは以下の点で有利である。すなわち、環状ディスクを、その全周にわたってクラッチ部に対して支持しかつ固定することができる。これは、剛性および寸法精度に関して有利な効果をもたらす。ターゲットエレメントの材料は、ターゲットエレメントの移動を検出する、使用されるセンサに依存する。磁界センサが使用される場合には、ターゲットエレメントは強磁性材料から形成される。誘導センサが使用される場合には、ターゲットエレメントは常磁性材料から形成される。センサは、ターゲットエレメント、ひいてはクラッチの少なくとも１つ、好適には２つ以上の位置を検出するように構成されている。１つの実施の形態において、少なくとも完全に切り離された位置、完全に噛み合った位置および少なくとも１つの中間クラッチ位置を決定するように構成することができる。

１つの実施の形態によれば、第１のクラッチ部と、回転駆動可能なハウジングとの間に少なくとも間接的に配置された戻しばねが設けられており、戻しばねは、第１のクラッチ部をクラッチの切り離し方向で、すなわち第２のクラッチ部から離れる方向に付勢している。少なくとも間接的にとは、戻しばねをハウジングおよび第１のクラッチ部それぞれに対して直接支持することができるか、または別の構成部材、例えばターゲットエレメントを介して間接的に支持することができることを意味する。戻しばねは、好適には、ハウジングと環状ディスクとの間にプレテンションをかけられながら配置されており、特に円錐コイルばねまたはコイルばねの形式で提供することができるが、１つまたは複数の板ばねなどのその他のタイプのばねも適している。

アクチュエータを、電磁石およびピストンを有する電磁アクチュエータの形式で提供することができる。ピストンは、電磁石が通電されたときにピストンがクラッチに向かって軸方向に付勢され、通電されない状態ではクラッチから離れるように構成されている。ピストンは、好適には、特に強磁性材料から成るアンカエレメントと、アンカエレメントに固定結合され、特に常磁性材料から成るスリーブとを有する。電磁アクチュエータは、スペース要求に関して利点を有する。しかしながら、電気モータ、液圧式アクチュエータまたは空圧式アクチュエータなどのその他のタイプのアクチュエータを用いることもできることが理解される。

別の実施の形態によれば、出力部は、回転駆動可能なハウジングに配置されたトランスミッションユニットの一部を形成することができる。トランスミッションユニットはディファレンシャル駆動装置の形式で提供することができ、この場合の出力部はディファレンシャル駆動装置のキャリヤエレメントの形式で提供されている。クラッチを作動させることによって、回転駆動可能なハウジングからディファレンシャル駆動装置へのトルクの伝達を選択的に行うまたは中断することができる。ディファレンシャルアセンブリの形式の本発明による駆動アセンブリによって、単純な取付け工程、ターゲットエレメントの確実な結合、および第１のクラッチ部の位置の確実な決定という上述の利点を達成することができる。これにより、ひいては、駆動源が正確かつ迅速に制御され、これにより、自動車の関連する駆動軸への駆動モーメントの確実かつ迅速な制御が可能となる。

本発明の別の態様によれば、駆動アセンブリを、車軸を駆動するための電気駆動装置の形式で提供することができる。このために、トランスミッションユニットは、駆動源として機能する電気モータに接続されている。このような電気駆動装置は、自動車用の主駆動装置の形式でまたは二次駆動装置として提供することができ、車両はこの場合、主駆動装置として内燃機関を有している（ハイブリッド駆動装置）。電気駆動装置は、前車軸または後車軸を駆動するために使用することができる。電気駆動装置は、電気モータとディファレンシャル駆動装置との間の動力経路に配置された減速歯車を含むことができる。動力経路とは、機械的経路であって、それに沿ってトルクが伝達されるものをいう。すなわち、動力経路は、トランスミッション経路またはトルク流と呼ぶこともできる。

さらに、上述の課題は、少なくとも上述の実施の形態のうちの１つにより構成された駆動アセンブリを取り付ける方法であって、回転駆動可能なハウジングに第２のクラッチ部を挿入するステップと、ハウジングを閉鎖するステップと、第１のクラッチ部のカムエレメントがハウジングの開口を通ってハウジングの内部へ延びるように第１のクラッチ部をハウジングに位置決めするステップと、を含む方法によって達成される。この方法は取付け工程を大幅に単純化する。なぜならば、回転駆動可能なハウジングを含む予め組み立てられたユニットに外部から第１のクラッチ部を配置することができるからである。取り付けられた状態では、第１のクラッチ部の環状部はハウジングの外側に配置されているので、ターゲットエレメントを環状部へ容易に結合することができるまたは環状部と一体になるように環状部を形成することができる。

好適な実施の形態によれば、第１のクラッチ部は、駆動可能なハウジングのスリーブ突出部において軸方向に可動に案内されている。このために、クラッチ部に摺動ディスクを取り付けることができ、この摺動ディスクは、スリーブ突出部の支持部において軸方向可動に案内される。

別のプロセスステップによれば、別のプロセスステップとして第１のクラッチ部をハウジングに配置する前に、ターゲットエレメントを第１のクラッチ部へ滑りはめることができる。これは、付加的な固定エレメントを必要としないという点で有利である。ターゲットエレメントを、アクチュエータに向かって第１のクラッチ部のストッパに対して軸方向に支持することができる。反対方向では、すなわち第２のクラッチ部に向かって、ターゲットエレメントを、ばねを介してハウジングに対して軸方向に支持することができる。これにより、ターゲットエレメントはストッパに対してプレテンションされると同時に、ばねは、第１のクラッチ部を切り離し方向に付勢するための戻しばねとして作用する。

以下に好適な実施の形態を図面に関連して説明する。

第１の実施の形態における本発明の駆動アセンブリをクラッチの切り離し位置において縦断面図で示している。 クラッチの噛み合い位置における図１による駆動アセンブリを示している。 図１による駆動アセンブリの詳細を拡大図で示している。 図１による駆動アセンブリの第１のクラッチ部分を、前方から所定の角度で見た三次元図における詳細の形式で示している。 第２の実施の形態における本発明の駆動アセンブリをクラッチの切り離し位置において縦断面図で示している。 図１による電気駆動装置の一部としての本発明の駆動アセンブリを概略図で示している。

以下でまとめて説明される図１から図４は、第１の実施の形態における本発明の駆動アセンブリ２を示している。駆動アセンブリ２は、クラッチ４と、トランスミッションユニット３とを有する。トランスミッションユニット３はディファレンシャル駆動装置の形式で提供されているが、駆動アセンブリは、ディファレンシャル駆動装置以外のユニットを含んでよいことが理解される。ディファレンシャル駆動装置を備えたこの駆動アセンブリ２は、入力されたトルクを自動車の２つのサイドシャフトへ分配するために、自動車の動力伝達系統において使用することができ、車両の駆動源とサイドシャフトとの間のトルク伝達を、クラッチによって選択的に行うまたは中断することができる。

クラッチ４は、駆動部６と出力部１３との間の動力経路に配置されている。駆動部は駆動歯車６の形式で提供されており、出力部はトランスミッションユニット３のキャリヤエレメント１３の形式で提供されている。クラッチ４を作動させるためのアクチュエータ５が提供されている。トルクは、駆動モータ（図示せず）から、駆動歯車６を介して、トランスミッションユニット３を駆動するための駆動アセンブリ２へ入力することができる。トランスミッションユニットはディファレンシャルユニットの形式で提供されているが、これに限定されない。駆動歯車６は、特に溶接によってハウジング７に固定して結合されているが、ボルト締結などのその他の結合形式も考えられる。ハウジング７は、第１のハウジング部８と第２のハウジング部９とを有する。これらのハウジング部は、開口に面した端部の領域において、それぞれフランジ部１０，１２を有しており、フランジ部１０，１２によってハウジング部は駆動歯車６に結合されている。トランスミッションユニット３はハウジング７に収容されており、回転軸線Ａを中心に回転可能に支持されている。

トランスミッションユニット３のキャリヤエレメント１３は、環状であり、実質的に円筒状の外面１４を有する。この円筒状の外面１４によって、キャリヤエレメント１３は、ハウジング７内で回転軸線Ａを中心に回転可能であるようにハウジング７の対応する内部の円筒面部分１５に対して支持されている。キャリヤエレメント１３には２つのボア１６が設けられており、これらのボア１６にジャーナル１７が挿入され、固定ピン１８によって固定されている。２つの差動歯車１９は、ジャーナル軸線Ｂを中心に回転可能であるようにジャーナル１７に支持されている。２つの差動歯車１９は、回転軸線Ａに関して同軸に配置された第１および第２のサイドシャフト歯車２０，２２に噛み合っている。２つのサイドシャフト歯車２０，２２はそれぞれ、長手方向の歯２３を有する。長手方向の歯２３には、回転固定された形式で、トルクを伝達するためにサイドシャフト（図示せず）の対応する対向歯が噛み合うことができる。長手方向の歯は、スプラインまたはスプライン結合と呼ぶこともできる。２つのサイドシャフト歯車２０，２２はそれぞれ軸方向で、減摩ディスクを介してハウジング７に対して支持されている。

クラッチ４は、形状ロッキングクラッチの形式で、特にドグクラッチとして提供されているが、摩擦クラッチなどのその他のタイプのクラッチを使用することもできる。形状ロッキングクラッチ４は、回転固定されかつ軸方向に可動にハウジング７に結合された第１のクラッチ部２５と、キャリヤエレメント１６に固定結合された第２のクラッチ部２６とを有する。第１のクラッチ部２５は、第２のクラッチ部２６に対して軸方向に可動であり、トルクを伝達するように第２のクラッチ部２６に噛み合わせることができ、これにより、２つのクラッチ部２５，２６の間に形状ロッキング結合が提供される。第１のクラッチ部を解離させることにより、トルクの伝達は再び中断される。

図４に詳細に示した第１のクラッチ部２５は、ハウジング７の外側に配置される環状部２１と、環状部２１から軸方向に延びた、複数の周方向に分布させられたカムエレメント２７とを有する。カムエレメント２７は、軸方向突出部と呼ぶこともできる。第１のクラッチ部２５からハウジング７にトルクを伝達するために、カムエレメント２７は、ハウジング７の、周方向に分布した開口４０を貫いて延びており、これにより、第１のクラッチ部２５は、回転駆動可能なハウジング７と一緒に回転する。第１のクラッチ部２５がハウジング７に対して軸方向に案内され、かつ回転軸線Ａに対して同軸に中心合わせされることが提案される。案内および中心合わせは、カムエレメント２７の外面６３と、ハウジング開口４０のそれぞれの内面６４との間に形成された複数対の面によって行われる。良好な中心合わせ精度を同時に保証しながら、ディファレンシャルハウジングに対する第１のクラッチ部の軸方向可動性を保証するために、カムエレメント２７の外面６３と、開口４０の内面６４との間に、高精度すきまばめを提供することができる。図面の縦断面は以下のように選択されている。すなわち、図１および図２の上半分に示された断面（図３に示された断面に対応する）は、周方向で、ハウジング開口４０とカムエレメント２７との間の領域において延びているのに対し、図１および図２の下半分に示された断面は、カムエレメント２７を貫いて延びている。

カムエレメント２７はそれぞれ、トランスミッションに面した端部において形状ロッキング手段を有しており、この手段は、歯付リングセグメント５１であってよい。第１のクラッチ部２５の歯付リングセグメント５１は、トルクを選択的に伝達するために第２のクラッチ部２６の歯付リングと噛み合うように形成することができる。第２のカップリング部２６の歯付リングは、キャリヤエレメント１３の端面に一体に形成されており、歯付リングセグメント５１に、形状による嵌め合いによって係合するように、歯付リングセグメント５１に対応する歯を有している。アクチュエータ５を制御することによって、第１のクラッチ部２５を第２のクラッチ部２６に対して軸方向に移動させることができ、噛み合った状態においてトルクは駆動歯車６からディファレンシャル駆動装置３へ伝達され、解離した状態ではトルクの伝達は中断される。

この実施の形態によれば、第１のクラッチ部２５は、それぞれがその端面に歯付リングセグメント５１を有する５つのカムエレメント２７を有することが図４に見られる。異なる数のカムエレメント２７、ひいては異なる数の開口４０、例えば２つ、３つ、４つまたは５つよりも多くを使用することもできることが理解される。第１および第２のクラッチ部２５，２６の間の端面に設けられた面歯の代わりに、トルクを伝達するための形状ロッキング式に互いに選択的に噛み合うように形成することができるその他の形状ロッキング手段、例えばハース歯（Hirth toothing）もしくはクラウン歯を使用することもできる。第１のクラッチ部は、周方向に分布したカムエレメント２７の全ての外面６３の全体によって、ハウジング７に対して、同軸に中心合わせされ、かつ軸方向で案内される。

アクチュエータ５は、電磁石２９およびピストン３０を有する。アクチュエータ５は、電磁石２９が通電されたときにピストンがクラッチ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は環状のハウジング３２を有する。ハウジング３２は、クラッチ４に面した端部においてハウジングの半径方向内側部分に環状の間隙３３を有する。ピストン３０は、ハウジングの前記部分内に軸方向可動に配置されている。ハウジング３２は、キャリヤエレメント３１によって第２のハウジング部９のスリーブ突出部に配置されている。ピストン３０は、強磁性材料、例えば鉄材料から成るアンカエレメント３４と、ハイグレード鋼、銅またはアルミニウムなどの常磁性材料から形成されたスリーブ３５とを有する。アンカエレメント３４は、スリーブ状であり、スリーブ３５に対して押し付けられる。アンカエレメント３４は強磁性材料から成るので、電磁石２９が作動させられるとアンカエレメント３４はクラッチ４に向かって移動し、環状の間隙３３が閉鎖される。その終端位置において、アンカエレメント３４は磁性ハウジング３２の肩部３６と接触させられ、これにより、摩擦接触を生じる。スリーブ３５は、他の構成部材への望ましくない磁気の流れの漏れを防止するために、常磁性である。

スリーブ３５は、アンカエレメント３４よりも軸方向に長く、摺動ディスク３７と接触する端面を有する。摺動ディスク３７は、軸方向で第１のクラッチ部２５によって支持されており、特に、環状部２１の端面における環状凹所に配置されている。摺動ディスク３７は、アンカエレメント３４と摺動ディスク３７との間の相対回転運動によって生ぜしめられる摩耗を減じるように、摩擦減少材料、特に青銅から形成されている。

ターゲットエレメント３８は、クラッチ４が作動されたときにターゲットエレメント３８と第１のクラッチ部２５とが一緒に動くように、環状部２１の半径方向外側端部に固定されている。このために、環状部２１は、ターゲットエレメント３８のための軸方向ストッパとして機能する環状フランジ３９を有する。ターゲットエレメント３８は、環状ディスクの形式で提供されており、その半径方向内側において、軸方向で環状部によってフランジ３９に対して支持されている。半径方向外側端部において、環状ディスクは円筒状部分４２を有する。戻しばね４３は、ハウジング７とターゲットエレメント３８との間にプレテンションをかけられながら配置されており、ターゲットエレメント３８をフランジ３９に向かって付勢している。その限りにおいて、ばね４３は２つの機能、すなわち、アクチュエータ５が作動されていないときにクラッチ４を切り離すための戻し機能と、ターゲットエレメント３８を第１のクラッチ部２５に軸方向で固定する機能と、を有している。この実施の形態では、戻しばねは板ばねの形式で提供されているが、コイルばねまたは円錐コイルばねなどのその他のタイプのばねを使用することができると理解される。

さらに、センサ４４が設けられており、このセンサ４４は、軸方向でアクチュエータ５の領域に配置されており、ターゲットエレメント３８と協働する。この実施の形態では、センサは、ホールセンサの形式で提供されており、非接触形式でターゲットエレメント３８からの距離を決定することができる。別の非接触センサ、例えば誘導センサを使用することもできる。センサ４４は、固定されたハウジング４１（部分的にしか示していない）に収容されている。

クラッチ４の切り離し位置、すなわちターゲットエレメント３８が軸方向でセンサ４４に近づいている位置において、ターゲットエレメント３８とセンサ４４との間には小さな間隙が提供されている。クラッチ４が切り離されている前記位置は図１に示されている。これに対して、図２は、クラッチ４がトルクを駆動歯車６からキャリヤエレメント１３へ伝達するための噛み合い状態にある状態を示している。ターゲットエレメント３８が第１のクラッチ部２５とともにセンサ４４に対して第２のクラッチ部２６に向かって、もしくはトランスミッションユニット３に向かって移動していることが分かる。さらに、図１および図２は、接続ケーブル４５と、固定されたハウジング４１を通ってケーブル４５を案内するためのケーブル通路とを示している。

ターゲットエレメント３８とセンサ４４との間の距離は、電子制御ユニット（ＥＣＵ、図示せず）において決定される。ＥＣＵのための入力値は、少なくともセンサ４４のセンサ信号と、電磁石２９のアンペア数信号である。前記値からセンサ４４とターゲットエレメントとの間の距離を計算することができる、計算されたデータから、第２のクラッチ部２６における第１のクラッチ部２５の噛み合い深さに関する結論を得ることができる。

図３は、図１に示した駆動アセンブリ２を、拡大した詳細の形式で、多少変更した実施の形態において示している。ばね４３は、板ばねの代わりにコイルばねの形式で示されている。

図４は、図１から図３に示された第１のクラッチ部２５を、詳細の形式で、三次元の図において、形状係合手段５１を備えるカムエレメント２７を含む環状部２１の側部を前方から斜めに見た状態で示している。第１のクラッチ部２５は一片として製造されており、特に、鍛造または焼結部品としてそれぞれ製造することができる。第２のクラッチ部２６は、第１の形状噛み合い手段５１に対応するように形成された第２の形状噛み合い手段を備える環状部を有しており、これにより、２つの係合手段は、トルクを伝達するために形状ロッキング形式で互いに噛み合うことができる。第２のクラッチ部２６の第２の形状噛み合い手段は全周にわたって分布させられており、これにより、２つのクラッチ部２５，２６を、第１のクラッチ部２５のあらゆる角度位置もしくは回転位置において互いに噛み合わせることができる。

図５は、図１から図４までに示した実施の形態に概ね対応する別の実施の形態における本発明の駆動アセンブリを示しており、共通の詳細については上記説明が参照され、同一の構成部材および変更された構成部材については、図１から図４において使用されたものと同じ符号が使用されている。図５に示された縦断面は、周方向でハウジング開口４０とカムエレメント２７との間に延びており、これが、なぜ第１のクラッチ部の環状部２１が斜線で示され、カムエレメント２７は斜線で示されていないかの理由である。以下では、この実施の形態の特別な特徴について特に言及する。

図５に示した実施の形態の特徴は、ターゲットエレメント３８が第１のクラッチ部２５と一体になるように形成されているということである。これは、部材の数が少なくなるという点で有利である。環状部２１自体は、カムエレメント２７と一体にまたはカムエレメント２７に結合されるように形成することができ、カムエレメント２７は前記環状部２１から軸方向に突出している。ターゲットエレメント３８は、第１のクラッチ部２５の環状部２１から半径方向外方へセンサ４４の検出領域まで延びた環状ディスクの形式で提供されている。環状ディスク３８の厚さは、図１から図４までに示した実施の形態における厚さよりも大きい。その結果、環状ディスク３８の剛性が高まり、これは、ひいてはより高い寸法安定性およびより正確な検出につながる。環状ディスク形状のターゲットエレメント３８と、第１の環状部２１および第１のクラッチ部２５それぞれとから成るユニットは、好適には、強磁性材料から形成されている。

図６は、図１から図４に示した本発明の駆動アセンブリ２を、電気駆動装置４７の一部として概略図で示している。電気駆動装置４７は電気モータ４８を有しており、電気モータ４８は、トランスミッション４９を介して駆動アセンブリ２、もしくは駆動アセンブリ２の駆動歯車６を駆動する。クラッチ４が噛み合わされたときに入力されるトルクは、ディファレンシャル駆動装置３を介して２つのサイドシャフト歯車２０，２２へ伝達される。トルク伝達のために、サイドシャフト５０，５２は、サイドシャフト歯車２０，２３の長手方向の歯（スプライン）２３に、回転固定式に挿入されている。サイドシャフト５０，５２の端部には、定速ジョイントが配置されており、この定速ジョイント自体は、ドライブシャフト５５，５６およびジョイント５７，５８を介して車両の車輪５９，６０に駆動結合されている。駆動アセンブリ２は、回転軸線Ａを中心に回転するように、固定のハウジング４１に対して軸受６１，６２によって支持されている。

電気駆動装置４７は、制限された速度範囲を有しており、主駆動源としての内燃機関を有する自動車における補助駆動源として通常使用される。電気駆動装置４８は、結局、車両を駆動するための低車両速度のために使用され、例えば、頻繁に発進および制動が行われるような都市交通において使用される。電気モータの比較的高い利用可能トルクにより、良好なトラクションおよび良好な発進動作が保証される。より高い車両速度の場合、例えば長距離運転の間、電気モータの抵抗モーメントが自動車の効率および燃料消費に不利な影響を及ぼすことを防止するために、電気モータをスイッチオフすることができる。電気モータ４８を切り離すために、制御可能なクラッチ４が使用される。クラッチ４は、電気モータとディファレンシャル駆動装置３との間の動力経路に配置されている。クラッチ４が切り離されているとき、クラッチ４の動力経路に配置された全ての構成部材は静止している。これは、摩擦損失、ひいては燃料消費に有利な効果をもたらす。

全体として、上述の実施の形態による本発明の駆動アセンブリ２は、ターゲットエレメント３８と第１のクラッチ部２５との間の確実かつ寸法的に安定した接続を有するという点で利点を有する。これにより、ターゲットエレメントの望ましくない変形を回避または少なくとも低減することができ、これは、センサに関する検出精度に有利な効果をもたらす。ハウジング７の外側に配置された第１のクラッチ部２５の環状部２１の別の利点は、ターゲットエレメント３８を備えた第１のクラッチ部２５を容易にかつ費用対効果よく取り付けることができるということである。さらに、第１のクラッチ部に結合され、アクチュエータ５と協働する摺動ディスク３７は、全周に沿って有利に支持されている。

２ ディファレンシャルアセンブリ
３ ディファレンシャル駆動装置
４ クラッチ
５ アクチュエータ
６ 駆動歯車
７ ディファレンシャルハウジング
８ 第１のハウジング部
９ 第２のハウジング部
１０ フランジ部
１２ フランジ部
１３ ディファレンシャルキャリヤ
１４ 外面
１５ フランジ部
１６ ボア
１７ ジャーナル
１８ 固定ピン
１９ ディファレンシャル歯車
２０ サイドシャフト歯車
２１ 環状部
２２ サイドシャフト歯車
２３ 長手方向の歯／スプライン
２５ 第１のクラッチ部
２６ 第２のクラッチ部
２７ 突出部
２８ 開口
２９ 電磁石
３０ ピストン
３１ キャリヤエレメント
３２ 磁性ハウジング
３３ 間隙
３４ アンカエレメント
３５ スリーブ
３６ 肩部
３７ 摺動リング
３８ ターゲットエレメント
３９ フランジ部
４０ 開口
４１ 固定されたハウジング
４２ 円筒状部分
４３ 戻しばね
４４ センサ
４５ ケーブル
４６ ケーブル通路
４７ 駆動アセンブリ
４８ 電気モータ
４９ トランスミッション
５０ シャフト
５１ 形状ロッキング手段
５２ シャフト
５３ ジョイント
５４ ジョイント
５５，５６ 駆動軸
５７，５８ ジョイント
５９，６０ 車輪
６１，６２ 軸受
６３ 外面
６４ 内面
Ａ 回転軸線
Ｂ ジャーナル軸線

Claims (14)

1. 自動車の動力伝達系統において使用される駆動アセンブリであって、
   回転駆動可能なハウジング（７）と、
   出力部（１３）と、
   前記回転駆動可能なハウジング（７）と前記出力部（１３）との間の動力経路に配置されたクラッチ（４）であって、該クラッチ（４）は、前記ハウジング（７）に対して回転方向で固定されかつ軸方向で可動に保持された第１のクラッチ部（２５）と、前記出力部（１３）に固定結合されかつ前記回転駆動可能なハウジング（７）に配置された第２のクラッチ部（２６）とを含む、クラッチと、
   トルクを伝達すべく前記第１のクラッチ部（２５）と前記第２のクラッチ部（２６）とが互いに選択的に接続可能であるように前記クラッチ（４）を作動させる制御可能なアクチュエータ（５）と、
   前記クラッチ（４）の作動時に軸方向に可動なターゲットエレメント（３８）と、
   前記クラッチのクラッチ位置を決定するために前記ターゲットエレメント（３８）と協働するように構成されたセンサ（４４）と、を備え、
   前記第１のクラッチ部（２５）は、前記ハウジング（７）の外側に配置された環状部（２１）と、該環状部（２１）から前記ハウジング（７）における開口（４０）を通って前記ハウジング（７）の内部へ軸方向に延びた複数のカムエレメント（２７）と、を含み、
   前記第１のクラッチ部（２５）は、前記環状部（２１）の半径方向外側端部において、該端部から半径方向外側に延在する環状のフランジ部（３９）を有し、前記ターゲットエレメント（３８）は、前記フランジ部（３９）に対して軸方向に支持された環状の支持部を含む、
   又は、
   前記ターゲットエレメント（３８）と、前記第１のクラッチ部（２５）の前記環状部（２１）とは、一体に形成されており、前記ターゲットエレメント（３８）は、前記環状部（２１）から半径方向外方へ延びた環状ディスクの形式で提供されていることを特徴とする、駆動アセンブリ。
2. 前記ターゲットエレメント（３８）は、前記第１のクラッチ部（２５）に軸方向で固定されており、前記クラッチ（４）の作動時に前記ターゲットエレメント（３８）は前記第１のクラッチ部（２５）と一緒に移動する、請求項１記載の駆動アセンブリ。
3. 前記カムエレメント（２７）はそれぞれ、前記第２のクラッチ部（２６）に面した端部において第１の歯を有しており、該第１の歯は、トルクを伝達するために前記第２のクラッチ部（２６）の第２の歯と選択的に噛み合わせることができる、請求項１または２記載の駆動アセンブリ。
4. 前記第１のクラッチ部（２５）は、全周にわたって均一に分布するように配置された少なくとも３つのカムエレメント（２７）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
5. 前記環状部（２１）は、前記アクチュエータ（５）に面した端面において摺動ディスク（３７）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
6. 前記環状部（２１）と、前記カムエレメント（２７）とは、一体に形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
7. 前記ターゲットエレメント（３８）は、環状ディスクを含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
8. 前記ターゲットエレメント（３８）は、プレテンションをかけられたばね（４３）によって、前記回転駆動可能なハウジング（７）に対して軸方向に支持されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
9. 前記出力部（１３）は、トランスミッションユニット（３）のキャリヤエレメントの形式で提供されており、前記ハウジング（７）に回転可能に支持されており、前記回転駆動可能なハウジング（７）から前記トランスミッションユニット（３）へのトルク伝達は、前記クラッチ（４）を作動させることによって選択的に行いまたは中断することができる、請求項１から８までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
10. 前記第２のクラッチ部（２６）と、前記出力部（１３）とは、一体に形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
11. 前記回転駆動可能なハウジング（７）は、電気モータ（４８）によって駆動されるように構成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の駆動アセンブリ。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の駆動アセンブリを取り付ける方法において、
    第２のクラッチ部（２６）を回転駆動可能なハウジング（７）に挿入するステップと、
    該回転駆動可能なハウジング（７）を閉鎖するステップと、
    第１のクラッチ部（２５）のカムエレメント（２７）がハウジング（７）の開口（４０）に回転方向で固定された状態で係合し、かつトルクを伝達するために前記カムエレメント（２７）を第２のクラッチ部（２６）に選択的に係合させることができるように、第１のクラッチ部（２５）をハウジング（７）に配置するステップと、を含むことを特徴とする、駆動アセンブリを取り付ける方法。
13. 前記第１のクラッチ部（２５）を前記ハウジング（７）に配置するステップの前に、ターゲットエレメント（３８）を前記第１のクラッチ部（２５）に配置するステップを行う、請求項１２記載の方法。
14. 環状部（２１）を備えた第１のクラッチ部（２５）は、ハウジング（７）のスリーブ突出部上へ軸方向に摺動し、カムエレメント（２７）は、前記ハウジング（７）の開口（４０）に係合し、
    前記第１のクラッチ部（２５）は、前記カムエレメント（２７）または前記環状部（２１）を介して前記ハウジング（７）に対して中心合わせされる、請求項１２または１３記載の方法。

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