JP6938678B2 - デュアルクラッチユニットおよび当該デュアルクラッチユニットを備えた電動駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、導入される１つのトルクを、２つの出力軸に、個々に可変にトルク分配するためのデュアルクラッチユニットに関する。このような形式のデュアルクラッチユニットは例えば、自動車のドライビングダイナミクスを改善するために、２つの車輪または車軸の間でトルク配分を所望のように制御することができるように、自動車のパワートレインで使用される。

オーストリア国実用新案第００７７４０号明細書により、通常運転では駆動されない自動車の車軸用の電気的な付加駆動装置が公知である。この付加駆動装置は、電気モータと、減速伝動機構と、それぞれ所属の車軸に駆動接続された２つの制御可能なクラッチとを含む。両クラッチは、円筒状の中空体として形成されている１つの共通の外側部分を有している。外側部分には中央のリング部分が設けられていて、両クラッチは、このリング部分に軸方向で支持されている。

特開２０１０−２４１１７８号明細書には、電気モータ、減速伝動機構、クラッチから成る類似の配列を有した電気駆動装置が示されている。

独国特許出願公開第１０２２５８７３号明細書により、ハイブリッド車両用のさらなる駆動力分配装置が公知である。この装置は、電気モータと、減速伝動装置と、自動車の所属の駆動軸の両ハーフシャフトに対する可変のトルク分配のための２つのクラッチとを含む。

構成部品の構造において常に存在する要求は、コンパクトかつ軽量な構造である。上述した形式のデュアルクラッチでは、両クラッチを直接、互いに隣接させて配置することにより、コンパクトな構造を達成することができる。

これを起点として本発明の根底をなす課題は、コンパクトに構成されていて、両クラッチの確実な個々の作動を保証する、２つの出力軸に対する制御可能なトルク分配のためのデュアルクラッチユニットを提案することである。

課題を解決する手段は、２つの出力軸に可変にトルク分配するためのデュアルクラッチユニットであって、回転軸線を中心として回転駆動可能な１つのクラッチ入力部と；クラッチ入力部から第１のクラッチ出力部へとトルクを伝達するための第１のディスクセットであって、第１の加圧プレートによって軸方向で負荷可能であり、第１の中間プレートを介して軸方向でクラッチ入力部に支持されている、第１のディスクセットと；クラッチ入力部から第２のクラッチ出力部へとトルクを伝達するための第２のディスクセットであって、第２の加圧プレートによって軸方向で負荷可能であり、第２の中間プレートを介して軸方向でクラッチ入力部に支持されている、第２のディスクセットと；を含み、第１の中間プレートと第２の中間プレートとは、軸方向で第１のディスクセットと第２のディスクセットとの間に配置されており、互いに独立的にクラッチ入力部に軸方向で支持されるように、軸方向で互いに内外に係合するように構成されている、デュアルクラッチユニットにある。

このデュアルクラッチユニットの利点は、一方のディスクセットの操作が、それぞれ他方のディスクセットに対して影響を与えないということである。両中間プレートの軸方向で互いに内外に係合する構造により、第１のディスクセットからクラッチ入力部へと作用する第１の軸方向の力と、第２のディスクセットからクラッチ入力部へと作用する第２の軸方向の力とは交差し、この際に、両中間プレートはそれぞれ、その都度他方の中間プレートの力の伝達経路の外側に位置している。したがって、望ましくない各クラッチの過剰反応、すなわち所望されるものよりも強い反応は阻止される。結果として、各出力軸で必要なトルクは迅速かつ正確に調節可能であり、このことはドライビングダイナミクスおよび走行安定性の改善に通じる。さらに、両中間プレートが、軸方向で互いに内外に係合する構造により、より短い軸方向の構造空間が達成され、このことは構造ユニットの重量に関して良好に作用する。

１つの実施形態によれば、第１の中間プレートは、軸方向で第１のディスクセットとは逆方向に面した、クラッチ入力部に第１の方向で軸方向に支持されている第１の当接面を有していて、第２の中間プレートは、軸方向で第２のディスクセットとは逆方向に面した、クラッチ入力部に逆の第２の方向で軸方向に支持されている第２の当接面を有している。第１の当接面と第２の当接面とは軸方向で互いにずらされて配置されていて、すなわち特に、それぞれ対向するディスクセットの方向にずらされて配置されている。さらなる具体化においては、第１の中間プレートは第１の区分を、第２の中間プレートは第２の区分を有していてよく、第１の区分と第２の区分とは、第１の中間プレートと第２の中間プレートとが、第１の中間プレートおよび第２の中間プレートのそれぞれ他方の側からクラッチ入力部へ至る力の伝達経路の外側にそれぞれ配置されているように、軸方向で互いに内外に延在していてよい。

第１の中間プレートは、第１のディスクセットを軸方向で支持している第１のリング区分を有していてよく、第２の中間プレートは、第２のディスクセットを軸方向で支持している第２のリング区分を有していてよく、この場合、両リング区分は互いに軸方向で離間されている。各中間プレートへのディスクセットの軸方向の支持は、直接、すなわち、各ディスクセットの最後のアウタディスクまたはインナディスクを介して行うことができる、または間接的に、特に介在された加圧プレートを介して、行うことができる。中間プレート間の半径方向の間隔は、特に少なくとも、軸方向の操作力に基づき両中間プレートが最大限、弾性変形した場合でも、両中間プレートが互いに接触しないように寸法設定されている。これにより、クラッチの操作時でも、両中間プレートの間に、その都度所望のクラッチモーメントの偏差につながる恐れのある軸方向力は作用しないことが保証されている。

好適な実施形態によれば、第１の中間プレートは、周囲にわたって分配された複数の第１の支持区分を有していて、これら第１の支持区分を介して、第１の中間プレートはクラッチ入力部に軸方向で支持されており、第２の中間プレートは、周囲にわたって分配された複数の第２の支持区分を有していて、これら第２の支持区分を介して、第２の中間プレートはクラッチ入力部に軸方向で支持されている。支持セグメントとも呼ぶことができる第１の支持区分と第２の支持区分とは周方向で互いにずらされていて、かつ／または軸方向で互いに重なり合って配置されている。

周囲にわたって分配された第１の支持区分の間には、それぞれ第１の凹部が形成されていてよく、これらの凹部内に第２の支持区分が軸方向で入り込む。同様に、周囲にわたって分配された第２の支持区分の間には、それぞれ第２の凹部が形成されていてよく、これらの凹部内に第１の支持区分が軸方向で入り込む。このような構成により、軸方向で短い構造長さを有する両中間プレートの軸方向で入れ子式の構造が達成される。この場合、軸方向で互いに重なっている第１の支持区分と第２の支持区分の軸方向の幅は特に、両リング区分の軸方向の幅の合計よりも小さくすることができる。

可能な１つの具体例によれば、第１の支持区分の周方向の延在長さは、第２の支持区分の間に位置する第２の凹部の周方向の延在長さよりも小さく形成されてよい。相応に、第２の支持区分の周方向の延在長さは、第１の支持区分の間に位置する第１の凹部の周方向の延在長さよりも小さく形成されてよい。

周囲にわたって分配される支持区分の数と、周方向で分配される凹部の対応する数とは、原則的に任意に選択可能である。例えば、周方向に分配された２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の支持区分が設けられていてよく、これら支持区分は特に、規則的に、周囲にわたって分配配置されていてよい。支持区分の周方向の延在長さと周方向の分布とは、好適には、最小限の弾性変形とできるだけ僅かな使用材料のもとで、確実な軸方向の支持が得られるように設計することができる。

第１のリング区分と第１の支持区分との間には、それぞれ屈曲された第１の移行区分が形成されてよく、これら移行区分は、軸方向で、第２のディスクセットに向かう方向（第１の方向）で延在している。相応に、第２のリング区分と第２の支持区分との間には、それぞれ屈曲された第２の移行区分が形成されてよく、これら移行区分は、軸方向で、第１のディスクセットに向かう方向（第２の方向）で延在している。

１つの実施形態によれば、第１の支持区分と第２の支持区分とは、クラッチ入力部に相対回動不能に、特に形状接続的な係合手段によって接続されていてよい。好適には、クラッチ入力部は、細長い歯列構造を有しており、この歯列構造で、第１および第２のクラッチの所属の入力ディスクは、第１および第２の支持区分の、この歯列構造に嵌合する歯列に相対回動不能に接続されている。

両中間プレートの互いに内外に重ねられた第１の支持区分と第２の支持区分とは、特に２つの固定リングによってクラッチ入力部に軸方向で位置固定されている。２つの固定リングが、第１および第２の中間プレートの軸方向の延在幅の内側に位置しているならば、コンパクトな構造にとって好適である。

好適な製造および組付けの観点から、両中間プレートは、有利には同様に構成されている。

可能な実施形態によれば、第１のディスクセットを負荷するための第１のアクチュエータと、第２のディスクセットを負荷するための第２のアクチュエータとが設けられており、両アクチュエータとは互いに独立的に制御ユニットによって制御可能であるので、第１のディスクセットから第１のクラッチハブへと伝達可能な第１のトルクと、第２のディスクセットから第２のクラッチハブへと伝達可能な第２のトルクとは互いに無関係に可変に調節可能である。

クラッチ入力部は、１つの実施形態によれば、定置のハウジング内に回転可能に支持されているクラッチドラムとして形成されていてよく、クラッチドラムは、第１のディスクセットと、第１の中間プレートと、第２の中間プレートと、第２のディスクセットとが収容されている収容室を形成する。具体的な構成では、クラッチドラムは、クラッチドラムの収容室を側方で画定する２つのカバー区分を有していてよく、両アクチュエータはそれぞれクラッチドラムの外側に配置されていて、ハウジングに支持されていてよい。アクチュエータにより生じた力を所属のディスクセットに伝達するために、それぞれ１つの力伝達部材が設けられていてよく、この場合、各カバー区分は周方向で分配された複数の貫通開口を有していて、これらの貫通開口を、所属の力伝達部材のカムが貫通して延在する。

上記課題を解決する１つの手段はさらに、自動車の駆動軸を駆動するための電動駆動装置であって、モータ軸を備えた電気機械と；電気機械から導入された高速の回転運動を低速に変速するために構成されている伝動機構ユニットと；上述した実施形態のうちの１つによるデュアルクラッチユニットと；を含み、クラッチ入力部は、伝動機構ユニットの出力ギヤによって回転駆動可能である、電動駆動装置である。

この場合、デュアルクラッチユニットは、好適には、各出力軸における所望のトルクの迅速かつ精密な調節のために貢献し、このことは、ドライビングダイナミクスもしくは走行安定性に対して良好に作用する。さらに、両中間プレートの軸方向で互いに内外に係合する構造は、電気駆動装置全体の軸方向の構造長さを短くすることに貢献する。

１つの可能な実施形態によれば、電気機械は、デュアルクラッチユニットに対して同軸配置で配置されていてよい。このためには特に、モータ軸が、定置のハウジング内で回転軸線を中心として回転可能に支持された中空軸として形成されていて、クラッチ入力部は、モータ軸の回転軸線に対して同軸に回転可能に支持されており、伝動機構ユニットは伝動機構軸を有し、伝動機構軸は、モータ軸によって回転駆動可能であって、モータ回転軸線に対して平行な回転軸線を中心として回転可能にハウジング内に支持されており、第１のクラッチ出力部は第１の出力軸を駆動するために、第２のクラッチ出力部は第２の出力軸を駆動するために形成されており、両出力軸のうちの一方は、電気機械の中空軸を貫通して延在している。このような構造は全体として特にコンパクトである。

次に好適な実施例を、図面につき説明する。

本発明によるデュアルクラッチユニットの第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１のデュアルクラッチユニットの細部を拡大して示す図である。 図１の中間プレート装置を分解して示す斜視図である。 図１の中間プレート装置を組み付け状態で示す斜視図である。 別の実施形態の本発明によるデュアルクラッチユニット用の中間プレート装置を分解して示す斜視図である。 図５の中間プレート装置を組み付け状態で示す斜視図である。 固定リングと共に図５の中間プレート装置を分解して示す斜視図である。 図７の装置を組み付け状態で示す斜視図である。 図７の装置を組み付け状態で示す半縦断面図である。 図１の本発明によるデュアルクラッチユニットを備えた本発明による駆動装置を示す縦断面図である。

次に一緒に説明する図１〜図４には、クラッチ装置とも呼ぶことができる本発明によるデュアルクラッチユニット２が示されている。デュアルクラッチユニット２は特に、１つの入力部３から２つの出力部６，７へと可変にトルクを分配するために、自動車のパワートレインで使用するために用いられる。このために、デュアルクラッチユニット２は２つの別個に制御可能な摩擦クラッチ５４，５５を有していて、これらの摩擦クラッチの伝達可能なトルクは個々に可変に調節可能である。

したがって、デュアルクラッチユニット２は、自動車のヨーイング運動もしくはヨーイング角速度のアクティブ制御のために適している。これは、被駆動軸の左右のハーフシャフトに異なるように分配するもしくは所望のように調節することにより実施される。可変にトルク分配するためのこのような形式のシステムは、「トルクベクタリング」システムまたは「アクティブヨー」システムとも呼ばれる。この制御原理は、アクティブなモーメント分配、または「トルクベクタリング」とも呼ばれる。

デュアルクラッチユニット２は、回転軸線Ａ２を中心として回転駆動可能な１つの入力部３と、２つのディスクセット４，５と、２つの出力部６，７とを有している。第１のディスクセット４は、クラッチ入力部３から第１の出力部６への可変のトルク伝達のために機能し、第２のディスクセット５は、クラッチ入力部３から第２の出力部７への可変のトルク伝達のために機能する。両ディスクセット４，５に個々に力を加えることができ、これにより各ハーフシャフトに伝達すべきトルクを必要に応じて正確に調節することができる。両ディスクセット４，５は、それぞれ所属の加圧プレート８，９によって軸方向で互いに向かって負荷可能であり、それぞれ所属の支持エレメント１０，１１に軸方向で支持されている。軸方向で両ディスクセット４，５の間に相応に配置されている両支持エレメント１０，１１は、さらにクラッチ入力部３に対して軸方向で支持されている。特に図２〜図４により、両支持エレメント１０，１１が軸方向で互いに内外に係合するように構成されており、これにより、互いに独立して、クラッチ入力部３に対して軸方向で支持されていることがわかる。支持エレメント１０，１１は中間プレートとも呼ばれ、機能的には入力部３へ力を伝達するために、それぞれ所属のディスクセット４，５の間に配置されている。

クラッチ入力部３はこの場合、定置のハウジング１２内で回転可能に支持されているクラッチドラムとして形成されており、出力部６，７はそれぞれクラッチハブとして形成されている。しかしながら原則的には、逆の構成も可能であり、すなわち、入力部がクラッチハブとして形成されていて、出力部がクラッチドラムとして形成されていてもよいことが理解される。

クラッチドラム３はこの場合、収容室１３を形成していて、収容室１３内には、第１のディスクセット４と、第１の中間プレート１０と、第２の中間プレート１１と、第２のディスクセット５とが収容されている。クラッチドラム３は、１つの環状の周面区分１６と、収容室を側方で画定する２つのカバー区分１７，１８とを有している。ディスクセット４，５はそれぞれ、クラッチドラム３に対して相対回動不能であって軸方向可動な複数のアウタプレートと、所属のクラッチハブ６，７に対して相対回動不能であって軸方向可動な複数のインナプレートとを含み、これらアウタプレートとインナプレートとは軸方向で交互に配置されている。両クラッチ５４，５５は、その構造に関して、特にそのジオメトリ寸法、ならびにハブ外径、ハブ内径、アウタプレートの直径、インナプレートの直径に関して、好適には同じであるように構成されている。第１のクラッチハブ６は第１の出力軸１４に駆動結合されていて、第２のクラッチハブ７は第２の出力軸１５に駆動結合されている。

特に図３および図４により明らかであるように、両中間プレート１０，１１は、それぞれ所属のディスクセット４，５の軸方向での支持のためにそれぞれ１つのリング区分２０，２１を有しており、さらに、入力部３に接続するための周囲にわたって分配された複数の支持区分２２，２３を有している。第１のディスクセット４の作動時に加えられる軸方向の作動力Ｆ１は、ディスクセット４から第１のリング区分２０内へと導入され、第１の支持区分２２を介して入力部３に軸方向で支持される。同様に、第２のディスクセット５の作動時に加えられる軸方向の作動力Ｆ２は、ディスクセット５から第２の中間プレート１１のリング区分２１内へと導入され、所属の第２の支持区分２３を介して逆の第２の方向Ｒ２で入力部３に軸方向で支持される。両リング区分２０，２１の間には軸方向のギャップ１９が形成されているので、軸方向の作動力Ｆ１，Ｆ２により弾性的な変形が生じた場合でも、両リング区分２０，２１は互いに接触することはない。好適な製造および組付けの観点から、両中間プレート１０，１１は同様に構成されている。この場合、中央平面Ｍに隣接して位置するアウタディスク７６，７７は、それぞれ所属の中間プレート１０，１１に当接しており、これら中間プレートに対して軸方向で支持されている。ディスクの厚さに応じて、それぞれ最後のアウタディスク７６，７７の間にオプションとして、さらにそれぞれ１つのより大きな厚さの支持プレートが設けられていてもよい。最後のアウタディスク７６，７７を省くことも考えられ、すなわち、最後のインナディスク７８，７９が直接、それぞれ所属の中間プレート１０，１１に当接し、これら中間プレートに軸方向で支持されている、または間接的にオプションとしての支持プレートを介在させて支持されていることも考えられる。

第１の支持区分２２は、第１のリング区分２０から半径方向外側に向かって延在しており、第１のリング区分に対して軸方向でずらされており、リング区分２０と支持区分２２との間に屈曲された移行区分２４が形成されている。第２の中間プレート１１も同様に形成されており、すなわち、第２の支持区分２３は、第２のリング区分２１から半径方向外側に向かって延在しており、第２のリング区分に対して軸方向で中央平面Ｍに向かってずらされており、リング区分２１と支持区分２３との間に屈曲された移行区分２５が形成されている。

第１の支持区分２２と第２の支持区分２３とは周方向で互いにずらされていて、軸方向で互いに重なり合うように配置されている。特に、第１の支持区分２２と第２の支持区分２３とは、両中間プレート１０，１１がそれぞれ、他方の中間プレート（１１，１０）のクラッチ入力部への力の流れの外側に位置するように、軸方向で互いに内外に延在している。両中間プレート１０，１１の周方向で隣接する支持区分２２，２３の間には、それぞれ凹部２６，２７が形成されており、この凹部内に、それぞれ他方の中間プレート１１，１０の支持区分２３，２２が軸方向で入り込む。この場合、第１の中間プレート１０の支持区分２２と第２の中間プレート１１の支持区分２３とは１つの平面内に位置していて、すなわちこの場合、両ディスクセットの間に形成される中央平面Ｍに位置している。両中間プレート１０，１１は、外側に位置する支持区分２２，２３を介して軸方向で互いに内外に係合し、これにより、軸方向で短い構造長さを有する両中間プレートの入れ子式の構造が達成される。この場合、軸方向で互いに重なっている第１の支持区分２２と第２の支持区分２３の軸方向の幅Ｂ２２は特に、両リング区分２０，２１の軸方向の幅Ｂ２０，Ｂ２１の合計よりも小さい。

周囲にわたって分配された支持区分２２，２３の数と、周方向で分配された凹部２６，２７の対応する数は、図３および図４の実施形態では６である。支持区分２２，２３もしくは凹部２６，２７は通常、周囲にわたって均等に分配配置されており、支持区分２２，２３の周方向の延在長さＵ２２，Ｕ２３は、これら支持区分の間に位置する凹部２６，２７の周方向の延在長さＵ２６，Ｕ２７にほぼ相当する。支持区分２２，２３と、対向する凹部２７，２６とは、軸方向で互いに内部に装着された状態で、両中間プレートの間に遊びが存在するように形成されており、これにより両中間プレートは、軸方向の力が加えられることなく相互に位置することになる。他の数の支持区分２２，２３を使用することもでき、また、これらの支持区分がそれぞれ対向する凹部２７，２６よりも短くてもよいことが理解される。

第１の中間プレート１０は、第１の支持区分２２を介して、第１の軸方向Ｒ１でクラッチ入力部３に軸方向で支持されており、第２の中間プレート１１は、第２の支持区分２３を介して、逆の第２の方向Ｒ２でクラッチ入力部３に軸方向で支持されている。具体的には、第１の支持区分２２はそれぞれ、軸方向で第１のディスクセット４とは逆方向に面した、クラッチ入力部３に軸方向で支持されている第１の当接面２８を有している。同様に、第２の支持区分２３はそれぞれ、軸方向で第２のディスクセット５とは逆方向に面した、逆方向でクラッチ入力部３に軸方向で支持されている第２の当接面２９を有している。第１の当接面２８と第２の当接面２９とは軸方向で互いにずらされて配置されていて、すなわち、それぞれ対向するディスクセットの方向にずらされて配置されている。

軸方向の支持は、２つの固定リング３０，３１を介して行われ、これらの固定リングのうち第１の固定リング３０は、第１の方向Ｒ１で中央平面Ｍに対してずらされていて、第１の中間プレート１０のための軸方向の支持部を形成しており、第２の固定リング３１は、第２の方向Ｒ２で中央平面Ｍに対してずらされていて、第２の中間プレート１１のための軸方向の支持部を形成している。特に図２により、両固定リング３０，３１が、両中間プレート１０，１１の軸方向の延在幅の内側に位置していて、これにより、中間プレート１０，１１と固定リング３０，３１とから成る支持装置が、最小の軸方向の延在長さを有していることがわかる。

第１の支持区分２２と第２の支持区分２３とは、クラッチドラム３に相対回動不能に接続されている。このために、支持区分２２，２３はその外周面に係合手段５２，５３を有していて、これらの係合手段は、クラッチドラム３のもしくはクラッチドラムの円筒区分１６の内周面に対応して同様に形成された係合手段５１に相対回動不能に係合する。クラッチ入力部３の係合手段５１は特に、細長い歯列構造として形成されており、この歯列構造に、両ディスクセット４，５のアウタディスク７６，７７も相対回動不能かつ軸方向可動に係合する。このために支持区分２２，２３の外側の係合手段５２，５３は、嵌合するように構成されていて、これにより中間プレート１０，１１は、軸方向の接合運動によりクラッチドラム３内に装着されて、固定リング３０，３１によって軸方向で固定される。次いで、ディスクセット４，５がクラッチドラム３内に装着される。

クラッチドラム３はこの場合、３つの部分から構成されており、円筒区分１６とカバー区分１７，１８とは別個の構成部分として製造されて、後から互いに、特に溶接によって接続することができる。カバー区分１７，１８は、ハウジング１２内でクラッチドラム３を回転可能に支持する所属のクラッチ軸受を収容するために、それぞれ１つの一体に形成されたスリーブ状付設部３４，３５を有している。クラッチドラム３は、その外周面に、トルクを導入するためのリングギヤ６７を有しており、このリングギヤは、特にクラッチドラム３に一体に形成されていてよい。リングギヤ６７は、ここには詳しくは示されていない伝動装置ユニットのドライブギヤによって駆動され、この場合、リングギヤとドライブギヤとは好適にはヘリカルスプラインを有している。

両クラッチ５４，５５のそれぞれは、配属されたアクチュエータ３２，３３によって個別に操作可能である。このために、両アクチュエータ３２，３３は互いに独立的に制御ユニット（図示せず）によって制御可能であるので、第１のディスクセット４から第１のクラッチハブ６へと伝達可能な第１のトルクと、第２のディスクセット５から第２のクラッチハブ７へと伝達可能な第２のトルクとは互いに無関係に可変に調節可能である。両アクチュエータ３２，３３はその構造と機能形式とに関して同様に構成されているので、以後、両者を一緒に説明する。一方のアクチュエータに関して記載した全ての特徴は、他方のアクチュエータにも同様に当てはまる。両アクチュエータ３２，３３はそれぞれ、クラッチドラム３の外側に配置されていて、ハウジング１２には軸方向で逆方向に、軸方向で支持されている。

各クラッチには、アクチュエータにより発生させられた軸方向の力を、クラッチドラム３内に配置された所属のディスクセット４，５に伝達するために力伝達部材３６，３７が設けられている。力伝達部材３６，３７は、板状の基体を含み、この基体から、突起と呼ぶこともできる複数のカム３８，３９が軸方向に突出している。両カバー区分１７，１８はそれぞれ、周方向で分配された軸方向の複数の貫通開口４０，４１を有しており、この貫通開口を通って、所属の力伝達部材３６，３７のカム３８，３９が延在している。カム３８，３９にはそれぞれ、配属されたプレート状の基体が堅固に結合されており、特にカムと一体に、例えば変形法により形成されている。力伝達部材３６，３７は、カバー部分の開口内に係合するカム３８，３９を介して相対回動不能にクラッチドラム３に接続されているので、力伝達部材３６，３７はクラッチドラムと一緒に回転軸線Ａ２を中心として回転する。同時に力伝達部材３６，３７は、クラッチドラム３に対して軸方向可動であって、クラッチドラム３の外側に位置するアクチュエータ３２，３３の軸方向の作動力を、クラッチドラム３内に配置されたディスクセット４，５に伝達することができる。カム３８，３９はそれぞれ、クラッチドラム３内に配置された加圧プレート８，９に作用し、加圧プレートは力を各ディスクセット４，５に伝達する。ディスクセット４，５は軸方向内側でそれぞれ支持プレート７６，７７と中間プレート１０，１１とを介して、クラッチドラム３に結合された所属の固定リング３０，３１に軸方向で支持されている。

アクチュエータ３２，３３は、この実施例では、油圧操作可能なアクチュエータとして構成されており、それぞれ１つのリング状のピストン４２，４３を有している。このピストンは、ハウジングアッセンブリ１２に形成されたリング状のシリンダ室４４，４５内に軸方向摺動可能に装着されている。オイル通路（ここには図示せず）を介して、油圧ポンプによって、シリンダ室（油圧室）４４，４５内で油圧を発生させることができ、これにより油圧室４４，４５内に装着されたピストン４２，４３は軸方向で、クラッチドラム３の方向に動かされる。軸方向の力は、スラスト軸受４６，４７を介して各力伝達部材３６，３７へと伝達される。スラスト軸受４６，４７は、ハウジング１２内に定置に配置されたアクチュエータもしくはピストン４２，４３に対して、クラッチドラム３と共に回転する力伝達部材３６，３７を、回転に関して分離するために用いられる。アクチュエータ３２，３３を戻すために、戻しばね（図示せず）を設けることができる。戻しばねは例えば、クラッチドラム３と、配属された力伝達部材３６，３７との間に配置することができ、アクチュエータが操作されていない場合、戻しばねは力伝達部材３６，３７をクラッチドラム３から軸方向で離すように付勢する。

アクチュエータ３２，３３は、両クラッチ軸受２９，３０の半径方向外側に配置されている。すなわち、第１のもしくは第２のクラッチ軸受２９，３０の外径は、第１のもしくは第２のアクチュエータ３２，３３の内径よりも小さい。両軸受２９，３０は特に、円錐ころ軸受として構成されているので、軸方向の力を良好に支持することができ、ハウジング１２内に導入することができる。ディスクセット４，５に作用する力伝達部材３６，３７は少なくとも大部分、ディスクセット４，５の平均直径の半径方向外側に位置している。さらに、第１のクラッチ軸受２９は少なくとも部分的に、第１のアクチュエータ３２と軸方向でオーバラップしている、もしくは第２のクラッチ軸受３０は少なくとも部分的に、第２のアクチュエータ３３と軸方向でオーバラップしていることが想定される。

第１のクラッチハブ６は第１の出力軸１４に相対回動不能に結合されていて、導入されたトルクを、等速ジョイントを介して第１のハーフシャフト（図示せず）に伝達することができる。第２のクラッチハブ７は第２の出力軸１５に相対回動不能に結合されている。両クラッチハブ６，７は軸方向で互いに支持され、かつクラッチドラム３に支持されている。クラッチハブ６，７は軸受４８，４９によってクラッチドラム３に対して、回転軸線Ａ２を中心として回転可能に支持されている。このためにクラッチハブ６，７は、軸方向外側に向かって突出するそれぞれ１つのスリーブ状付設部を有している。スリーブ状付設部の外面と、各カバー部分１７，１８の内面との間に、軸受４８，４９のうちのそれぞれ１つが装着されている。

次に一緒に説明する図５〜図９には、変化実施形態における本発明によるデュアルクラッチユニット２のための本発明による装置が示されている。この装置は、図２〜図４に示した中間プレート装置にほぼ相当するので、共通事項に関しては、上記説明が参照される。この場合、図７〜図９には付加的に固定リング３０，３１が示されている。上述した図面と同じ、もしくは互いに相当する詳細については同じ参照符号を付与する。

１つの相違点は、第１の中間プレート１０の、周方向で分配された支持区分２２もしくは凹部２６の数が、および相応に、第２の中間プレート１１の支持区分２３の数が４であることにある。上述した実施形態の場合にように、第１の中間プレート１０の支持区分２２は、第２の中間プレート１１の凹部２７内に軸方向で係合し、逆に第２の中間プレート１１の支持区分２３は、第１の中間プレート１０の凹部２６内に軸方向で係合する。特に図５および図６によりわかるように、第１の支持区分２２の周方向の延在長さＵ２２は、第２の支持区分２３の間に位置する第２の凹部２７の周方向の延在長さＵ２７よりも小さく、第２の支持区分２３の周方向の延在長さは、第１の凹部２６の周方向の延在長さよりも小さい。両中間プレート１０，１１は、互いに同様に形成されていて、互いに周方向でずらされて、軸方向で互いに内外に組付けられている。図６、図８、および図９に示したように、軸方向で互いに近づけられている組付け状態では、第１の支持区分２２と第２の支持区分２３とは軸方向で互いに重なっており、リング区分２０，２１は軸方向間隙１９により互いに軸方向で離間されている。その他の点では、構造および作用形式は上記の実施形態に相当しており、ここでは省略してその説明が参照される。

図１０には、本発明による電気駆動装置５０が示されており、この電気駆動装置は、電気機械５６と、電気機械によって回転駆動可能な伝動機構ユニット５７と、伝動機構ユニット５７によって回転駆動可能なデュアルクラッチユニット２と、を備え、このデュアルクラッチユニットは、それぞれ所属のアクチュエータ３２，３３によって操作可能な、別個に制御可能な２つの摩擦クラッチ５４，５５を備えている。電気駆動装置５０は、自動車の駆動軸を、この駆動軸の唯一の駆動装置として駆動するために構成されている。自動車の別の駆動軸は、別個の駆動源、例えば内燃機関を有した別の駆動ユニットによって駆動されてよい。しかしながら、両駆動システム間に機械的な駆動接続部は設けられていない。

電気機械５６は、ステータと、このステータに対して回転可能なロータとを有しており、ロータは、電気機械の給電時にモータ軸５８を回転駆動する。モータ軸５８の回転運動は、出力経路で見て下流に配置される伝動機構ユニット５７を介してデュアルクラッチユニット２に伝達される。クラッチユニット２の第２の出力軸１５は、電気機械５６の中空軸５８を貫通して延在していることがわかる。デュアルクラッチユニット２は、電気機械５６に対して同軸的に配置されている。具体的には、クラッチドラム３は、ハウジングアッセンブリ１２内でモータ軸５８に対して同軸的に回転可能に、２つのクラッチ軸受２９，３０によって支持されている。

電気機械５６にはバッテリ（図示せず）によって電流が供給される。電気機械５６は、モータモードで作動することができ、この場合、電気エネルギは駆動軸を駆動するための機械エネルギに変換される。または電気機械は、ジェネレータモードで作動することができ、この場合、逆に機械エネルギが電気エネルギに変換されて、この電気エネルギをバッテリに蓄えることができる。電気駆動装置５０はさらにハウジングアッセンブリ１２を有しており、このハウジングアッセンブリ内に、電気機械５６と、伝動機構ユニット５７と、デュアルクラッチユニット２とが配置されている。

伝動機構ユニット５７は、モータ軸５８から導入された高速の回転運動を低速の回転運動に変換する減速伝動機構として構成されている。したがって、デュアルクラッチユニット２の入力部分は、電気機械５６のモータ軸５８よりも何倍もゆっくりと回転する。デュアルクラッチユニット２は、導入されたトルクを、配属された車輪を駆動するために働く両出力部６，７に分割する。モータ軸５８は、電気駆動装置５０のハウジングアッセンブリ１２内で回転軸線Ａ５８を中心として回転可能に軸受５９，６０によって支持されている。ドライブギヤ６１（第１の歯車）は、モータ軸５８に相対回動不能に結合されており、特にモータ軸と一体に形成されている。

減速伝動機構５７は、伝動機構軸６２を有しており、この伝動機構軸は、ハウジングアッセンブリ１２内で、第１の回転軸線Ａ５８に対して平行な第２の回転軸線Ａ６２を中心として回転可能に軸受６３，６４を介して支持されていて、中間軸とも呼ぶことができる。伝動機構軸６２は、ドライブギヤ６５（第２の歯車）とドリブンギヤ６６（第３の歯車）とを有し、ドライブギヤ６５とドリブンギヤ６６とは、相対回動不能に伝動機構軸６２に結合されていて、特に伝動機構軸６２と一体に構成されている。ドリブンギヤ６６は、デュアルクラッチユニット２を駆動すべく、リングギヤ６７（第４の歯車）と噛み合う。リングギヤ６７は、デュアルクラッチユニット２の入力部３に堅固に結合されており、特に、入力部と一体に構成されている。伝動機構軸６２のドリブンギヤ６６とクラッチ入力部のリングギヤ６７とはそれぞれヘリカルスプラインを有している。

減速伝動機構５７は、正確に１つの伝動機構軸６２と、２つの歯車対とを有していることがわかる。モータ軸５８のドライブギヤ６１と、これに噛み合う伝動機構軸６２のドライブギヤ６５とは、第１の変速比を有する変速伝動機構５７の第１の歯車対を形成する。伝動機構軸６２のドリブンギヤ６６と、これに噛み合うリングギヤ６７とは、第２の歯車対を形成する。モータ軸・ドライブギヤ６１は、伝動機構軸・ドライブギヤ６５の直径より大幅に小さい直径あるいは伝動機構軸・ドライブギヤ６５の歯数より少ない歯数を有している。こうして減速がなされる。同様に伝動機構軸・ドリブンギヤ６６は、リングギヤ６７より小さい直径もしくは少ない歯数を有しているので、ここでさらなる減速がなされる。

ハウジングアッセンブリ１２は、個々の複数のハウジング部分から成っており、特に、電気モータ５６が収容されている第１のハウジング区分６８と、伝動機構ユニット５７が収容されている第２のハウジング区分６９と、第１および第２のハウジング区分６８，６９間に配置され、第１および第２のハウジング区分に堅固に結合されている第１の中間壁７０および第２の中間壁７１とを有している。第１の中間壁７０は、中空軸５８を支持する軸受５９のための、かつ伝動機構軸６２を支持するための軸受６４のための、軸受収容区分を有している。軸方向で第１の中間壁７０と第２の中間壁７１との間に収容室が形成されており、収容室内にドライブギヤ６１，６５が収容されている。第２の中間壁７１は、クラッチドラム３を回転可能に支持する軸受３０のための軸受収容区分７２と、伝動機構軸６２が挿通されている貫通開口７３とを有している。

本発明によるデュアルクラッチユニット２、およびデュアルクラッチユニットを備えた駆動装置の利点は、第１のディスクセット４から第１の中間プレート１０を介して行われるクラッチ入力部３への力の伝達が、第２のディスクセット５から第２の中間プレート１１を介して行われる入力部３への力の伝達とは無関係であるということにある。第１の方向で作用する軸方向の力は、第１の中間プレートの第１の区分２２，２４を介して第２の中間プレート１１の側方を通過してクラッチ入力部３へと導入され、逆も同様である。望ましくないクラッチ力の相互作用は排除されるので、クラッチは迅速かつ正確に制御可能である。

２ デュアルクラッチユニット
３ 入力部
４，５ ディスクセット
６，７ 出力部
８，９ 加圧プレート
１０，１１ 中間プレート
１２ ハウジング
１３ 収容室
１４，１５ 出力軸
１６ 周区分
１７，１８ カバー区分
１９ リング間隙
２０，２１ リング区分
２２，２３ 支持区分
２４，２５ 移行区分
２６，２７ 凹部
２８，２９ 当接面
３０，３１ 固定リング
３２，３３ アクチュエータ
３４，３５ スリーブ状付設部
３６，３７ 力伝達部材
３８，３９ カム
４０，４１ 貫通開口
４２，４３ ピストン
４４，４５ シリンダ室
４６，４７ スラスト軸受
４８，４９ 軸受
５０ 電気駆動装置
５１ 係合手段（３）
５２，５３ 係合手段
５４，５５ クラッチ
５６ 電気機械
５７ 伝動機構ユニット
５８ モータ軸
５９，６０ 軸受
６１ ドライブギヤ
６２ 伝動機構軸
６３，６４ 軸受
６５ ドライブギヤ（第２の歯車）
６６ ドリブンギヤ（第３の歯車）
６７ リングギヤ
６８ ハウジング区分
６９ ハウジング区分
７０ 中間壁
７１ 中間壁
７２ 軸受収容区分
７３ 貫通開口
７４ カバー部分
７５ 軸受収容部分
７６，７７ アウタディスク
７８，７９ インナディスク
Ａ 回転軸線
Ｂ 幅
Ｆ 力
Ｒ 方向
Ｕ 周方向の延在

Claims (13)

1. ２つの出力軸に可変にトルク分配するためのデュアルクラッチユニットであって、
   回転軸線（Ａ２）を中心として回転駆動可能な１つのクラッチ入力部（３）と、
   前記クラッチ入力部（３）から第１のクラッチ出力部（６）へとトルクを伝達するための第１のディスクセット（４）であって、第１の加圧プレート（８）によって軸方向で負荷可能であり、第１の中間プレート（１０）を介して軸方向で前記クラッチ入力部（３）に支持されている、第１のディスクセット（４）と、
   前記クラッチ入力部（３）から第２のクラッチ出力部（７）へとトルクを伝達するための第２のディスクセット（５）であって、第２の加圧プレート（９）によって軸方向で負荷可能であり、第２の中間プレート（１１）を介して軸方向で前記クラッチ入力部（３）に支持されている、第２のディスクセット（５）と、
   を含み、
   前記第１の中間プレート（１０）と前記第２の中間プレート（１１）とは、軸方向で前記第１のディスクセット（４）と前記第２のディスクセット（５）との間に配置されており、互いに独立的に前記クラッチ入力部（３）に軸方向で支持されるように、軸方向で互いに内外に係合するように構成されており、
   前記第１の中間プレート（１０）は、周囲にわたって分配された複数の第１の支持区分（２２）を有していて、前記第１の支持区分を介して、前記第１の中間プレート（１０）は前記クラッチ入力部（３）に軸方向で支持されており、
   前記第２の中間プレート（１１）は、周囲にわたって分配された複数の第２の支持区分（２３）を有していて、前記第２の支持区分を介して、前記第２の中間プレート（１１）は前記クラッチ入力部（３）に軸方向で支持されており、
   前記第１の支持区分（２２）と前記第２の支持区分（２３）とは周方向で互いにずらされて配置されている、
   ２つの出力軸に可変にトルク分配するためのデュアルクラッチユニット。
2. 軸方向で前記第１のディスクセット（４）とは逆方向に面した、前記クラッチ入力部（３）に第１の方向（Ｒ１）で軸方向に支持されている、前記第１の中間プレート（１０）の第１の当接面（２８）と、
   軸方向で前記第２のディスクセット（５）とは逆方向に面した、前記クラッチ入力部（３）に逆の第２の方向（Ｒ２）で軸方向に支持されている、前記第２の中間プレート（１１）の第２の当接面（２９）とが、
   軸方向で互いにずらされて配置されていて、
   前記第１の中間プレート（１０）は第１の区分を、前記第２の中間プレート（１１）は第２の区分を有しており、前記第１の区分と第２の区分とは、前記第１の中間プレート（１０）と前記第２の中間プレート（１１）とが、前記第１の中間プレートおよび前記第２の中間プレート（１０；１１）のそれぞれ他方の側から前記クラッチ入力部（３）へ至る力の伝達経路の外側に配置されているように、軸方向で互いに内外に延在している、請求項１記載のデュアルクラッチユニット。
3. 前記第１の中間プレート（１０）は、前記第１のディスクセット（４）を軸方向で支持している第１のリング区分（２０）を有していて、
   前記第２の中間プレート（１１）は、前記第２のディスクセット（５）を軸方向で支持している第２のリング区分（２１）を有しており、
   前記第１のリング区分（２０）と前記第２のリング区分（２１）とは互いに軸方向で離間されている、請求項１または２記載のデュアルクラッチユニット。
4. 周囲にわたって分配された前記第１の支持区分（２２）の間にそれぞれ第１の凹部（２６）が形成されていて、前記第１の凹部内に、前記第２の支持区分（２３）が軸方向で入り込んでおり、
   周囲にわたって分配された前記第２の支持区分（２３）の間にそれぞれ第２の凹部（２７）が形成されていて、前記第２の凹部内に、前記第１の支持区分（２２）が軸方向で入り込んでいて、
   前記第１の支持区分（２２）の周方向の延在長さ（Ｕ２２）は、前記第２の支持区分（２３）の間に位置する前記第２の凹部（２７）の周方向の延在長さ（Ｕ２７）よりも小さく、
   前記第２の支持区分（２３）の周方向の延在長さ（Ｕ２３）は、前記第１の支持区分（２２）の間に位置する前記第１の凹部（２６）の周方向の延在長さ（Ｕ２６）よりも小さい、請求項１から３までのいずれか１項記載のデュアルクラッチユニット。
5. 前記第１の支持区分（２２）と前記第２の支持区分（２３）とは、軸方向で互いに重なって配置されていて、
   軸方向で互いに重なっている前記第１の支持区分と第２の支持区分（２２；２３）の軸方向の幅（Ｂ２２）は、前記第１のリング区分（２０）と前記第２のリング区分（２１）の軸方向の幅（Ｂ２０，Ｂ２１）の合計よりも小さい、請求項３記載のデュアルクラッチユニット。
6. 前記第１のリング区分（２０）と前記第１の支持区分（２２）との間にそれぞれ、軸方向で第１の方向（Ｒ１）に屈曲されている第１の移行区分（２４）が形成されていて、
   前記第２のリング区分（２１）と前記第２の支持区分（２３）との間にそれぞれ、軸方向で第２の方向（Ｒ２）に屈曲されている第２の移行区分（２５）が形成されている、請求項３記載のデュアルクラッチユニット。
7. 前記第１の支持区分（２２）と前記第２の支持区分（２３）とは、前記クラッチ入力部（３）に相対回動不能に接続されていて、
   前記第１の支持区分（２２）と前記第２の支持区分（２３）とは、２つの固定リング（３０；３１）の間で前記クラッチ入力部（３）に軸方向で位置固定されており、前記２つの固定リング（３０；３１）は、前記第１の中間プレートおよび第２の中間プレート（１０；１１）の軸方向の延在幅の内側に位置している、請求項４記載のデュアルクラッチユニット。
8. 前記第１の中間プレート（１０）と前記第２の中間プレート（１１）とは同様に構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のデュアルクラッチユニット。
9. 前記第１のディスクセット（４）を負荷するための第１のアクチュエータ（３２）と、前記第２のディスクセット（５）を負荷するための第２のアクチュエータ（３３）とが設けられており、
   前記第１のアクチュエータ（３２）と前記第２のアクチュエータ（３３）とは互いに独立的に制御ユニットによって制御可能であり、前記第１のディスクセット（４）から前記第１の出力部（６）へと伝達可能な第１のトルクと、前記第２のディスクセット（５）から前記第２の出力部（７）へと伝達可能な第２のトルクとは互いに無関係に可変に調節可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載のデュアルクラッチユニット。
10. 前記クラッチ入力部（３）は、定置のハウジング（１２）内に回転可能に支持されているクラッチドラムとして形成されており、前記クラッチドラムは、前記第１のディスクセット（４）と、前記第１の中間プレート（１０）と、前記第２の中間プレート（１１）と、前記第２のディスクセット（５）とが収容されている収容室を形成する、請求項１から９までのいずれか１項記載のデュアルクラッチユニット。
11. 前記クラッチドラムは、前記クラッチドラムの前記収容室（１３）を側方で画定する第１のカバー区分（１７）と第２のカバー区分（１８）とを有しており、
    前記第１のアクチュエータ（３２）は前記クラッチドラムの外側に配置されていて、前記ハウジング（１２）に軸方向に支持されており、前記アクチュエータ（３２）により発生させられた軸方向の力を、前記クラッチドラム内に配置された前記第１のディスクセット（４）に伝達するための第１の力伝達部材（３６）が設けられており、前記第１のカバー区分（１７）は、周方向で分配された複数の第１の貫通開口（４０）を有しており、前記第１の貫通開口に、前記第１の力伝達部材（３６）のカム（３８）が挿通されて延在しており；
    前記第２のアクチュエータ（３３）は前記クラッチドラムの外側に配置されていて、前記ハウジング（１２）に軸方向に支持されており、前記第２のアクチュエータ（３３）により発生させられた軸方向の力を、前記クラッチドラム内に配置された前記第２のディスクセット（５）に伝達するための第２の力伝達部材（３７）が設けられており、前記第２のカバー区分（１８）は、周方向で分配された複数の第２の貫通開口（４１）を有しており、前記第２の貫通開口に、前記第２の力伝達部材（３７）のカム（３９）が挿通されて延在している、請求項１０記載のデュアルクラッチユニット。
12. 自動車の駆動軸を駆動するための電動駆動装置であって、
    モータ軸（５８）を備えた電気機械（５６）と；
    前記電気機械（５６）から導入された高速の回転運動を低速に変速するために構成されている伝動機構ユニット（５７）と；を含み、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載のデュアルクラッチユニット（２）を有しており、前記クラッチ入力部（３）は、前記伝動機構ユニット（５７）の出力ギヤ（６６）によって回転駆動可能であることを特徴とする、電動駆動装置。
13. 前記モータ軸（５８）が、定置のハウジング（１２）内で回転軸線（Ａ５８）を中心として回転可能に支持された中空軸として形成されていて、前記クラッチ入力部（３）は、前記モータ軸（５８）の前記回転軸線（Ａ５８）に対して同軸に回転可能に支持されており、
    前記伝動機構ユニット（５７）は伝動機構軸（６２）を有し、前記伝動機構軸は、前記モータ軸（５８）によって回転駆動可能であって、前記回転軸線（Ａ５８）に対して平行な回転軸線（Ａ６２）を中心として回転可能に前記ハウジング（１２）内に支持されており、
    第１のクラッチ出力部（６）が第１の出力軸（１４）を駆動するために、第２のクラッチ出力部（７）が第２の出力軸（１５）を駆動するために、形成されており、前記両出力軸（１４，１５）のうちの一方は、前記電気機械（５６）の前記中空軸を貫通して延在している、請求項１２記載の電動駆動装置。

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