(57)【要約】  特に自動車の動力伝達経路において使用するための差動アセンブリ（２）。接続アセンブリは、第１のフランジ部分（１０）を備えた第１のハウジング部分（８）及び第２のフランジ部分を備えた第２のハウジング部分（９）を有するハウジング（７）と、ハウジングを収容するための収容部分（６３）及び前記収容部分を横方向で画定する支持面（６５）を有する駆動歯車とを有しており、第１のハウジング部分の第１のフランジ部分が、軸方向で、駆動歯車の支持面と、第２のハウジング部分の第２のフランジ部分（１２）との間に配置されており、第２のフランジ部分が駆動歯車に溶接されている。本発明は、接続アセンブリを製造する方法にも関する。
2013512401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリにおいて、
第１のフランジ部分（１０）を備えた第１のハウジング部分（８）と、第２のフランジ部分（１２）を備えた第２のハウジング部分（９）とを有するハウジング（７）が設けられており、該ハウジング（７）を収容するための少なくとも１つの収容部分（６３）と、該収容部分（６３）を側方で区切っている支持面（６５）とを有する駆動歯車（６）とが設けられており、
第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）が、軸方向で、駆動歯車（６）の支持面（６５）と第２のハウジング部分（９）の第２のフランジ部分（１２）との間に配置されており、
第１及び第２のフランジ部分（１０，１２）のうち、第２のフランジ部分（１２）のみが駆動歯車（６）に溶接されていることを特徴とする、特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリ。
【請求項２】
取り付けられた状態において、第２のフランジ部分（１２）が、少なくともほぼ、ハウジング部分（８）の側面（７３）と同一平面を成しており、該側面（７３）が収容部分（６３）を側方で区切っている、請求項１記載の接続アセンブリ。
【請求項３】
第２のフランジ部分（１２）のみが駆動歯車（６）に溶接されており、駆動歯車（６）と第２のフランジ部分（１２）との間の接合領域は、特に、第１のフランジ部分（１０）が、溶接部が冷却される時に生ぜしめられる収縮力によって軸方向で負荷されるように、設計されている、請求項１又は２記載の接続アセンブリ。
【請求項４】
収容部分（６３）が、円筒形の内面を有しており、第１及び第２のフランジ部分（１０，１２）が、円筒形の外面を有しており、第１のフランジ部分（１０）及び第２のフランジ部分（１２）が、特に、同じ外径を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の接続アセンブリ。
【請求項５】
少なくとも第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）と駆動歯車（６）の収容部分（６３）との間に、締りばめ（プレスばめ）が形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の接続アセンブリ。
【請求項６】
２つの部分、すなわち駆動歯車（６）及び第２のフランジ部分（１２）のうちの少なくとも１つが、接合領域において環状リップ（６８，６９）を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の接続アセンブリ。
【請求項７】
第１のハウジング部分（８）と、駆動歯車（６）又は第２のハウジング部分（９）との間に、回転防止手段（７４，７６）が設けられており、該回転防止手段（７４，７６）は、第１のハウジング部分（８）が駆動歯車（６）又は第２のハウジング部分（９）に対して回転することを防止するようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の接続アセンブリ。
【請求項８】
ハウジング（７）内に差動キャリヤ（１３）及び継手（４）が配置されており、前記差動キャリヤ（１３）が、ハウジング（７）において回転軸線（Ａ）を中心に回転可能に配置されており、継手（４）の閉鎖された状態においてはトルクをハウジング（７）から差動キャリヤ（１３）へ伝達することができ、継手（４）の開放した状態においてトルクの伝達が中断される、請求項１から７までのいずれか１項記載の接続アセンブリ。
【請求項９】
継手（４）が、差動キャリヤ（１３）に堅く結合された第１の継手部分（２５）と、第２のハウジング部分（９）に回転方向で固定されて結合された第２の継手部分（２６）とを有しており、第２の継手部分（２６）が、第２のハウジング部分（９）に対して軸方向に可動であるように保持されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の接続アセンブリ。
【請求項１０】
以下の段階を有する接続アセンブリを製造する方法において、
少なくとも１つの収容部分（６３）及び側方支持面（６５）を備えた駆動歯車（６）を製造し、
第１のハウジング部分（８）を駆動歯車（６）の収容部分（６３）に挿入し、その際、第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）は側方支持面（６５）に当接し、
第２のハウジング部分（９）を第１のハウジング部分（８）上に位置決めし、
第１及び第２のハウジング部分（８，９）のうちの第２のハウジング部分（９）のみを駆動歯車（６）に溶接することを特徴とする、接続アセンブリを製造する方法。
【請求項１１】
第２のハウジング部分（９）を駆動歯車（６）の収容部分（６３）に挿入し、第２のハウジング部分（９）の第２のフランジ部分（１２）が、第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）に軸方向で接触するように形成されており、第２のフランジ部分（１２）の側面（６７）であって、第１のフランジ部分（１０）とは反対側に面した側面（６７）が、特に、少なくともほぼ駆動歯車（６）の側面（７３）と同一平面を成している、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
駆動歯車（６）及び第２のハウジング部分（９）のうちの少なくとも一方が、第２のハウジング部分（９）及び駆動歯車（６）のうちの他方に対する接合領域を形成する環状リップ（６８，６９）を有しており、特に、少なくとも１つの環状リップ（６８，６９）を側方で区切った環状凹所（７２）が設けられている、請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも第１のハウジング部分（８）を第１のフランジ部分（１０）によって駆動歯車の収容部分（６３）に押し込む、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
第２のハウジング部分（９）を駆動歯車（６）に溶接するプロセスを、高エネルギビーム、特にレーザビーム又は電子ビームによって行う、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
説明
本発明は、特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリ、及びこのような接続アセンブリを製造する方法に関する。
【０００２】
接続アセンブリは従来技術から公知である。例えば、接続アセンブリは、１つの入力部と、入力部に駆動可能に接続された２つの出力部分とを有しかつ互いに関して差動効果を有する差動装置を含むことができる。これにより、例えば車両がカーブを通過する時に出力部のための速度差が達成される。例えば複数の軸によって駆動される自動車の動力伝達経路における二次的な駆動軸を選択的に駆動するための、継手を有する接続アセンブリも公知である。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２００７００４７０９号明細書から、平歯車差動装置が公知である。平歯車差動装置は、ハウジングに固定された環状の駆動歯車を有する。ハウジングは、ボルト結合によって環状の駆動装置に固定された２つのハウジング部分を有する。
【０００４】
米国特許出願公開第２００９／０２６６１９８号明細書から、環状リングを取り付けかつ固定するために互いに溶接された第１及び第２のケーシング半部を有する差動ケーシングアセンブリが公知である。
【０００５】
独国特許第１９７１６３８６号明細書から、一時四輪駆動車両のための差動装置が公知である。差動装置は、外側差動ケーシングと、内側差動ケーシングと、内側差動ケーシングに隣接したクラッチと、１対のドッグクラッチと、内側差動ケーシングに配置された差動歯車システムと、クラッチ部材を作動させるためのアクチュエータボディとを有する。ドッグクラッチのうちの１つは内側差動ケーシングと結合されているのに対し、ドッグクラッチのうちの他方はクラッチ部材に形成されている。
【０００６】
独国特許第１０２００４０３４７３６号明細書から、自動車軸のための差動装置が公知である。差動装置は、差動キャリヤと、クラウン歯車に結合された差動カバーとを有する。差動キャリヤは、半径方向溶接部を介して差動カバー及びクラウン歯車に結合されている。この目的のために、差動キャリヤは、クラウン歯車支持体のフランジ領域における周縁において、差動カバーのセグメントによって係合される凹所を有する。これにより、差動キャリヤ及び差動カバーはクラウン歯車に接触し、３つの部分を１つの半径方向溶接部のみによって結合することができる。
【０００７】
本発明の課題は、単純でかつ費用対効果の高い製造及び組立て手順を可能にする、特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリを提供することである。さらに、課題は、このような接続アセンブリを製造する適切な方法を提案することである。
【０００８】
前記課題は、第１のフランジ部分を備えた第１のハウジング部分及び第２のフランジ部分を備えた第２のハウジング部分を有するハウジングと、ハウジングを収容するための少なくとも１つの収容部分及び前記収容部分を側方で画定する支持面を有する駆動歯車とが設けられており、第１のハウジング部分の第１のフランジ部分が、軸方向で、駆動歯車の支持面と、第２のハウジング部分の第２のフランジ部分との間に配置されており、第２のフランジ部分が駆動歯車に溶接されている、特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリを提供することによって達成される。本発明によれば、第１及び第２のフランジ部分を含むグループのうち、第２のフランジ部分のみが駆動歯車に溶接される。言い換えれば、第１のフランジ部分は、駆動歯車、若しくは第２のフランジ部分との結合に関して溶接されないままである。
【０００９】
この実施形態の利点は、本発明の接続アセンブリを製造するための製造及び組立てコストが特に低いということである。３つの構成部材、つまり、駆動歯車、第１のハウジング部分及び第２のハウジング部分を互いに堅く結合するために、１つの溶接部のみが必要である。これは、製造を特に迅速にかつ費用対効果高く行うことができることを意味する。さらに、接続アセンブリは、ボルトのような付加的な結合手段を必要としないので特に軽量である。
【００１０】
駆動歯車は特に、例えばリング歯車又はクラウン歯車の形態の歯車である。歯車は、トルクを接続アセンブリに導入するために働く。歯車の代わりに、トルクを導入するためにプーリ又はチェーンディスクを使用することも可能である。発明の範囲において、接続アセンブリとは、自動車の動力伝達経路におけるアセンブリを意味し、このアセンブリにおいて、３つ以上の構成部材が互いに結合されており、トルクを、接続アセンブリの構成部材のうちの１つ、つまり駆動歯車から、接続アセンブリの少なくとも１つの別の構成部材、つまり第２のハウジング部分へ伝達することができる。本発明の接続アセンブリの好適な実施形態は、駆動歯車を介して伝達されるトルクを分割し、このトルクを２つの出力部へ伝達する差動装置である。別の用途は、オンデマンドで、複数の軸によって駆動される自動車の動力伝達経路における二次的な駆動軸を接続するために働く継手であることができる。
【００１１】
好適な実施形態によれば、第１のフランジ部分を備える第１のハウジング部分と、第２のフランジ部分を備える第２のハウジング部分とは、駆動歯車の収容部分に配置されている。これは、収容部分における１つの面のみが機械加工されればよいという点で有利であり、この面は、第１のフランジ部分及び第２のフランジ部分のためのセンタリングシートを形成する。これにより、改良された半径方向振れ及び軸方向振れ状態を達成することができる。しかしながら、駆動歯車が、第１のフランジ部分のための第１の収容部分及び第２のフランジ部分のための第２の収容部分を有することも可能であり、第１及び第２の収容部分、若しくは第１及び第２のフランジ部分は異なる直径を有することができる。
【００１２】
収容部分の内面と、第１及び第２のフランジ部分の外面とは、好適には円筒形であり、これにより、これらを例えば回転作業によって容易に製造することができる。第１及び第２のフランジは好適には同じ外径を有する。しかしながら、第１及び第２のフランジ部分と、それぞれの収容面との形状が円錐形であることも考えられる。これにより、高い摩擦力を生ぜしめることができる。２つのフランジ部分の挿入された状態において、第２のフランジ部分の側面は、好適には駆動歯車の側面と少なくとも実質的に同一平面である。言い換えれば、第２のフランジ部分の側面と、駆動歯車の側面とは、少なくとも実質的に半径方向平面において整合させられている。この設計の利点は、溶接を軸方向で行うことができるということである。さらに、第２のフランジ部分及び駆動歯車の溶接後の収縮による変形は対称的である。好適な実施形態によれば、少なくとも、支持面との半径方向重なり合いの部分的な領域において、第１のフランジ部分は、第２のフランジ部分よりも短い軸方向距離だけ延びている。
【００１３】
第２のフランジ部分のみが駆動歯車に溶接されることが提案され、その場合、駆動リングと第２のフランジ部分との間の接合領域は特に、溶接部が冷却する際に生じる収縮力によって第１のフランジ部分が軸方向で負荷されるように設計されている。有利な形式において、溶接作業の後に生じる溶接された構成部材の収縮は、第１のフランジ部分に軸方向の予緊張力を生ぜしめるために利用される。好適な実施形態によれば、少なくとも第１のハウジング部分の第１のフランジ部分と駆動歯車の収容部分との間に、プレスばめとも称呼される締りばめが形成される。有利な別の実施形態によれば、第２のハウジング部分の第２のフランジ部分と収容部分との間にもこのような締りばめが形成されることが提案される。溶接作業の後、第１のフランジ部分は、駆動歯車の支持面と第２のフランジ部分との間に軸方向で固定される。駆動歯車の支持面は好適には、収容部分の内面から半径方向内方へ延びた駆動歯車の環状内側フランジによって形成されている。環状内側フランジの代わりに、側方で収容部分を画成しかつこれにより軸方向ストッパを形成した、複数の周方向で分配されたフランジセグメント又は駆動セグメントを提供することもできる。
【００１４】
締りばめにより、第１及び第２のフランジ部分は、半径方向予緊張力とともに駆動歯車に位置決めされ、これにより、溶接されていない状態においてさえも、駆動歯車に対して第１及び第２のハウジング部分を回転させるためには所定のトルクが加えられなければならない。溶接作業の後、冷却プロセス中に生じる収縮力と、その結果としての軸方向予緊張力とにより、駆動歯車に対して第１のハウジング部分を回転させるために必要とされるトルクは明らかに増大され、特に二倍以上の値に増大される。この実施形態は、溶接作業後の予緊張力が高いので、付加的な回転防止手段を提供する必要なしに、第２のハウジング部分及び駆動歯車に対する第１のハウジング部分の相対回転が回避されるので有利である。
【００１５】
構成部材のうちの少なくとも１つ、駆動歯車又は第２のフランジ部分、好適には両方が、所定の形状の環状リップを有すると、特に高い軸方向予緊張力を得ることができる。前記環状リップは、駆動歯車及び第２のフランジ部分それぞれの部分であると理解され、それぞれの構成部材から離れる方向への軸方向延長構成部分を含む。第２のフランジ部分が収容部分に挿入された状態において、環状リップは好適には少なくとも部分的に互いに面接触している。環状リップの間の、接合領域の側方端部の領域において、溶接ワイヤを受容するためのＶ字形溝を選択的に設けることができる。環状リップの間に形成されかつ後の段階において溶接される接合領域は、好適には、側方で、駆動歯車及び第２のフランジ部分の内側環状凹所によって画成されている。特に、内側凹所は、収容部分の円筒形の内面における第１の環状溝と、第２のフランジ部分の円筒形の外面における、対向する第２の環状溝とによって形成されている。
【００１６】
好適な実施形態によれば、駆動歯車及び／又は第２のハウジング部分は、側面において、接合領域から所定の半径方向距離に配置された環状凹所を有する。環状の横方向凹所は、好適には、少なくとも環状リップの軸方向長さの半分に沿って、特に少なくとも環状溝まで延びている。環状凹所は好適には環状リップに向かって円錐形に延びており、それぞれのリップは側壁に向かって軸方向にテーパしている。概して、この実施形態は、第１のフランジ部分の特に高い軸方向予緊張力を保証し、これにより、第１のハウジング部分は、駆動歯車及び第２のハウジング部分のそれぞれに対して回転することを防止される。
【００１７】
択一的な又は付加的な実施形態によれば、確実な固定を保証するために、第１のハウジング部分と駆動歯車との間で少なくとも間接的に有効な回転防止手段が設けられている。ここでいう「少なくとも間接的に」とは、回転防止手段を第１のハウジング部分と駆動歯車との間に直接に形成することができるか、又は間接的に、回転防止手段が第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間に有効に配置されていることを意味する。例えば、回転防止手段は、２つの構成部材のうちの一方に形成されかつ２つの構成部材のうちの他方における対応する凹所に係合する１つ又は複数の突出部の形態で提供することができる。これにより、第１のハウジング部分は、駆動歯車及び第２のハウジング部分に対して回転するのを確実に防止される。回転防止手段を、ピン、ノブ、又は付加的なセグメント溶接部の形態で提供することもできる。互いに接触する面の対の間における粗い面又は微小歯列等の、その他の摩擦力増大手段の使用も考えられる。
【００１８】
好適な実施形態によれば、ハウジングは、差動キャリヤ及び継手を有しており、差動キャリヤはハウジングにおいて回転可能に支持されている。閉鎖された状態においては継手はトルクを駆動歯車及び駆動歯車に溶接された第２のハウジングから差動キャリヤへ伝達し、開放した状態においては前記構成部材の間のトルクの伝達は中断される。この実施形態に関連して、溶接が、トルクが伝達されるこれらの構成部材の間、つまり駆動歯車と第２のハウジング部分との間の確実な結合を保証するという特別な利点が存在する。他方では、トルクが直接に伝達されない構成部材の間、つまり駆動歯車と第１のハウジング部分との間には材料ロッキング結合は形成されない。したがって、本発明による接続アセンブリにおいて、トルク伝達のために必要とされる結合は、トルクの伝達に実際に直接に関与する構成部材に限定される。
【００１９】
継手は、好適には、差動キャリヤに堅く結合された、特に差動キャリヤと一体に製造された第１の継手部分と、回転方向で固定された形式で第２のハウジング部分に結合された第２の継手部分とを有しており、第２の継手部分は、第２のハウジング部分に対して軸方向で可動に保持されている。さらに、継手を作動させるための制御可能なアクチュエータが設けられており、このアクチュエータは、選択的に、継手が閉鎖されるように第２の継手部分を第１の継手部分に向かって付勢するか、又は継手が開放するように第２の継手部分を第１の継手部分から解離させることができる。
【００２０】
さらに、前記課題は、以下の結合段階を用いて接続アセンブリを製造する方法を提供することによって達成される：少なくとも１つの収容部分及び側方支持面を備えた駆動歯車を製造し、第１のハウジング部分を駆動歯車の収容部分に挿入し、その際、第１のハウジング部分の第１のフランジ部分が側方支持面に対して当接し、第２のハウジング部分を第１のハウジング部分に位置決めし、第２のハウジング部分を駆動歯車に溶接する。第１のフランジ部分及び第２のフランジ部分を含むグループのうち、第２のフランジ部分のみが駆動歯車に溶接されるのに対し、第１のフランジ部分は駆動歯車若しくは第２のフランジ部分に対して溶接されないままである。
【００２１】
本発明の方法は、接続アセンブリを製造しかつ組み立てることが特に有効であるという点で有利である。１つの溶接のみが必要とされ、この溶接によって２つの構成部材、つまり駆動歯車及び第２のハウジング部分が材料ロッキング形式で結合される。第３の構成部材、つまり第１のハウジング部分は、軸方向で駆動歯車の支持面と第２のハウジング部分との間に固定され、特に、収縮緊張力により軸方向で締め付けられる。別個の溶接部は不要である。これにより、本発明の製造方法は特に迅速でかつ費用対効果が高い。
【００２２】
好適な実施形態によれば、第１のハウジング部分に加え、第２のハウジング部分も、駆動歯車の収容部分に挿入され、その際、第２のハウジング部分の第２のフランジ部分は、第１のハウジング部分の第１のフランジ部分に軸方向で接触させられる。第１のフランジ部分の軸方向の幅と、第２のフランジ部分の軸方向の幅とは、第１のフランジ部分とは反対側に面した第２のフランジ部分の側面が、少なくともほぼ駆動歯車の側面と同一平面になるようになっている。
【００２３】
好適な実施形態において、少なくとも第１のフランジ部分の外面と、収容部分の内面とは、第１及び第２のフランジ部分の間に締りばめが形成されるように製造されている。溶接作業の前に、まず、第１のハウジング部分が駆動歯車の収容部分に押し込まれる。好適には、第１のハウジング部分の後に収容部分に挿入された第２のハウジング部分の第２のフランジ部分も、収容部分に対して締りばめを有する。
【００２４】
駆動歯車の回転軸線に関して、溶接作業は、好適には、駆動歯車の内面と第２のフランジ部分の外面との間において、軸方向で、特に溶接装置及び溶接ビームに対して接続アセンブリを回転させることによって行われる。ここでいう「軸方向」とは、ある程度の逸脱を含むことを意味する。第２のハウジング部分を駆動歯車に溶接するプロセスは、好適には、高エネルギビーム、特にレーザビーム又は電子ビームによって行われる。レーザビーム溶接は、高い処理速度という利点を提供し、接合された部分の急速な冷却により、比較的高い収縮力が生じ、この収縮力自体は、第１のフランジ部分の高い軸方向の予緊張力につながる。鋼と鋳造材料のように異なる材料を対にして溶接する場合、特に、ニッケルワイヤのような、溶接のための溶加材を使用することができる。同じ材料が対にされる場合にはこれは不要であり、これにより、駆動歯車及び第２のフランジ部分は、溶接される前に駆動歯車と第２のフランジ部分とが直接に面接触するように設計することができる。
【００２５】
発明の好適な実施形態によれば、駆動歯車は第１の環状リップを有するように製造されており、第２のハウジング部分は第２の環状リップを有するように製造されており、第２のフランジ部分が収容部分に挿入された時に第１及び第２の環状リップは互いに接近するように配置されている。さらに、好適には、連続的な凹所が駆動歯車の円筒形の内面に加工されており、この連続的な凹所は、溶接される接合領域を側方で区切っている。好適には、対応する連続的な凹所が第２のフランジ部分の円筒形の外面に加工されており、この連続的な凹所は、溶接される接触面を側方で区切っている。溶接プロセスの結果、外側の側面と内側の凹所との間の領域における環状リップは、材料ロッキング形式で互いに結合される。
【００２６】
好適な別の実施形態によれば、駆動歯車は、好適には、表面硬化鋼、例えば２０ＭｎＣｒ５又は類似の材料から製造されている。表面硬化鋼は、表面における高い靭性及び高い硬度を特徴とし、これにより、全体として、高い耐摩耗性を有する。第１及び第２のハウジング部分は、好適には、鋳造材料、特に球状黒鉛鋳鉄、例えばＥＮ−ＧＪＳ−５００（ＧＧＧ５０）又はＥＮ−ＧＪＳ−６００（ＧＧＧ６０）から製造されている。
【００２７】
以下に図面を参照しながら好適な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】継手が開放した位置へ切り替えられている、第１の実施形態における継手を備えた本発明の接続アセンブリの縦断面図である。
【図２】図１による接続アセンブリの分解された斜視図である。
【図３】図１による接続アセンブリの駆動歯車とハウジングとの間の結合領域の細部の形式の断面図である。
【図４】第２の実施形態における本発明による接続アセンブリの縦断面図である。
【図５】図４による接続アセンブリの第１のハウジング部分の斜視図である。
【図６】図４による接続アセンブリの第２のハウジング部分の斜視図である。
【図７】図４による本発明の接続アセンブリを有する駆動アセンブリの概略図である。
【００２９】
図１から図３は、第１の実施形態における本発明の接続アセンブリ２を示しており、以下でまとめて説明する。差動駆動装置３と、継手４と、継手４を作動させるためのアクチュエータ５とを有する接続アセンブリ２が示されている。駆動モータ（図示せず）からトルクを導入するために、駆動歯車６が設けられており、この駆動歯車６は、以下でより詳細に説明される形式において、ハウジング７に堅く結合されている。ハウジング７は、２つの部分に製造されており、第１のカップ状のハウジング部分８と、第２のカップ状のハウジング部分９とを有しており、これらのハウジング部分は、その開口端部において、それぞれがフランジ部分１０，１２を有しており、これらのフランジ部分によってハウジング部分は駆動歯車６に結合されている。第１のハウジング部分８には差動駆動装置３が配置されており、この差動駆動装置３は、回転軸線Ａを中心に回転駆動可能である。
【００３０】
差動駆動装置３は、実質的に円筒形の外面１４を有する差動キャリヤ１３を有しており、外面１４によって差動キャリヤ１３は、第１のハウジング部分８の対応する内側の円筒面部分１５に対して回転可能及び滑動可能に支持されている。差動キャリヤ１３には２つのボア１６が設けられており、これらのボアには、固定ピン１８によって固定されたジャーナル１７が挿入されている。２つの差動歯車１９は、ジャーナル軸線Ｂを中心に回転可能にジャーナル１７に支持されている。２つの差動歯車１９の歯は、回転軸線Ａに関して同軸に配置された第１及び第２の側軸歯車２０，２２の歯と係合している。２つの側軸歯車２０，２２はそれぞれ長手方向の歯２３を有しており、この長手方向の歯に、トルク伝達のために、側軸（図示せず）の対応する相手側の歯を挿入することができる。第１の側軸歯車２０は軸方向で第１のハウジング部分８に対して支持されており、好適には、滑動ディスクが第１の側軸歯車２０と第１のハウジング部分８の支持面との間に配置されている。これに対応して、軸方向の力を支持するために、第２の側軸歯車２２と第２のハウジング部分９との間にも滑動ディスクが配置されている。
【００３１】
継手４は、形状ロッキング継手、特にドッグクラッチ又は歯付き継手の形態で提供されている。しかしながら、その他のタイプの継手、例えば摩擦継手を使用することもできることはいうまでもない。形状ロッキング継手４は、差動キャリヤ１３に堅く結合された第１の継手部分２５と、第１の継手部分２５に対して軸方向に可動な第２の継手部分２６とを有している。トルク伝達の目的のために、第２の継手部分２６を第１の継手部分２５に挿入することができ、これにより、２つの継手部分２５，２６の間に形状ロッキング結合が達せられる。第２の継手部分２６を解離させることにより、トルクの伝達を中断させることができる。第１の継手部分２５は、差動キャリヤ１３の端面に一体に形成された歯付リングの形態の形状ロッキングエレメントを有する。これに対応して、第２の継手部分２６は、ハウジング７内に配置された対応する歯付リングを有する。さらに、第２の継手部分２６は、周方向に分配された複数の軸方向突出部２７を有しており、これらの軸方向突出部は、ハウジング７の対応する貫通開口２８を貫通して延びている。アクチュエータ５を制御することにより、第２の継手部分２６を第１の継手部分２５に対して軸方向に移動させることができ、この場合、係合した状態においては駆動歯車６から差動歯車３へのトルクの伝達が保証されるのに対し、解離した状態においてはトルクの伝達は中断される。
【００３２】
アクチュエータ５は、電磁石２９及びピストン３０を有しており、アクチュエータ５は、電磁石２９に電流が供給されるとピストン３０が継手４に向かって付勢されるように設計されている。この目的のために、電磁石２９は、環状のハウジング３２を有しており、この環状のハウジング３２は、継手４に面したハウジング３２の半径方向内側の端部に開口３３を有している。ピストン３０は、前記ハウジング部分内に軸方向に可動に配置されている。支持エレメント３１によって、ハウジング３２は第２のハウジング部分９のスリーブ部分に配置されている。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、ステンレス鋼、銅又はアルミニウムのような常磁性材料から成るスリーブ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に押し付けられている。アンカエレメント３４は強磁性材料から製造されているので、電磁石２９が作動させられるとアンカエレメント３４は継手４に向かって移動させられ、その過程でギャップ３３がブリッジされる。終端位置において、アンカエレメント３４は磁気ハウジング３２の肩部３６に当接し、摩擦接触が生じる。スリーブ３５は、他の構成部材への望ましくない磁気流れ漏れを防止するために、常磁性である。さらに、電磁石２９のための接続ケーブル４５及びケーブル４５を固定されたハウジング４１に通過させるためのケーブルダクト４６が設けられている。
【００３３】
スリーブ３５は、アンカエレメント３４よりも軸方向に長く、滑動ブシュ若しくは滑動リング３７と接触する端面を有する。滑動リング３７自体は、送信機エレメント３８を介して第２の継手部分２６に対して間接的に軸方向に支持されている。送信機エレメント３８は、環状のディスクの形態で提供されており、この環状のディスクは、半径方向内側において、複数の、周方向に分配された、軸方向に延びた弾性の係合エレメント３９を有しており、これらの係合エレメント３９は、端部によって、第２の継手部分２６の１つ又は複数の弾性のアンダカット４０に形状ロック式に係合している。半径方向外側の端部において、環状ディスクは円筒形の部分４２を有している。ハウジング７又はむしろ第２のハウジング部分９と、送信機エレメント３８との間に、戻しばね４３が配置されており、この戻しばね４３は、本実施形態では、板ばねの形態で提供されており、コイルばねのようなその他のタイプのばねを使用することもできることはいうまでもない。
【００３４】
図３は、駆動歯車６と、第１及び第２のハウジング部分８，９の間の結合領域を詳細に示している。駆動歯車６は、第１のフランジ部分１０及び第２のフランジ部分１２のための側方導入開口を形成する収容部分６３を有している。導入開口と反対側の端部に、半径方向内方に向けられた内側フランジ６４が設けられており、この内側フランジ６４は、第１のフランジ部分１０のための側方支持面６５を形成している。これにより、第１のハウジング部分８の第１のフランジ部分１０は、軸方向で、駆動歯車６の支持面６５と第２のハウジング部分９の第２のフランジ部分１２との間に固定されている。第２のフランジ部分１２は、溶接部６６を介して駆動歯車６に材料ロッキング式に結合されている。第１のフランジ部分１０及び第２のフランジ部分１２を含むグループのうち、第２のフランジ部分１２のみが駆動歯車６に溶接されるのに対し、第１のフランジ部分１０は駆動歯車６若しくは第２のフランジ部分１２に対して溶接されないままであることを見ることができる。これにより、第１のフランジ部分１０は、駆動歯車６の内側フランジ６４と、駆動歯車６に溶接された第２のフランジ部分１２との間に軸方向で締め付けられることによって、駆動歯車６に間接的に結合されている。
【００３５】
収容部分６３は、円筒形の内面を有しており、第１及び第２のフランジ部分１０，１２は、対応する円筒形の外面を有している。第１のフランジ部分１０は、第２のフランジ部分１２よりも小さな軸方向の幅を有する。２つのフランジ部分１０，１２が収容部分６３に挿入されると、第２のフランジ部分１２の外側の側面６７は、収容部分６３を側方で区切っている駆動歯車６の側面７３とほぼ同じ平面に位置決めされる。両フランジ部分１０，１２は駆動歯車６の収容部分６３に一緒に収容されるので、収容部分６３における１つの面だけが機械加工されればよく、この面は、２つのフランジ部分１０，１２のためのセンタリングシートを形成している。これにより、接続アセンブリ２のための良好な同心走行及び軸方向振れ条件を達成することができる。
【００３６】
図３は、さらに、接合領域において、駆動歯車６及び第２のフランジ部分１２が環状リップ６８，６９を有することを示している。第２のフランジ部分１２が収容部分６３に挿入された状態において、環状リップ６８，６９は、溶接作業中に閉鎖される小さな半径方向ギャップを有する。環状リップ６９の半径方向内側において、第２のフランジ部分１２は環状の側方凹所７０を有する。これに対応して、駆動歯車６は、環状リップ６８の半径方向外側において、側方環状凹所７１を有する。環状リップ６９と側方凹所７０との間において、側面６７に向かって拡開した、特に円錐形の面が形成されている。これに対応して、駆動歯車６の環状リップ６８は、特に、側面７３に向かってテーパした円錐形の外面を有する。
【００３７】
収容部分６３と第２のフランジ部分１２との間に環状内側凹所７２が提供されており、この環状内側凹所７２は、軸方向で、側面６７，７３と、収容部分６３の軸方向延びの半分との間に配置されている。内側凹所７２は、収容部分６３の円筒形内面における第１の環状溝と、第２のフランジ部分１２の円筒形外面における第２の環状溝とによって形成されており、第１の環状溝と第２の環状溝とは互いに向き合って位置決めされている。溶接作業の後、内側凹所７２は、溶接部６６の根元を区切る。側方環状凹所７０，７１が軸方向で少なくともほぼ内側凹所７２まで延びていることを見ることができる。
【００３８】
第１及び第２のフランジ部分１０，１２は、収容部分６３に対して締りばめを有しており、すなわち、２つのフランジ部分１０，１２は、溶接作業が行われる前に収容部分６３に押し込まれる。プレスばめの結果として駆動歯車６から第１のフランジ部分１０の外面に作用する半径方向の力は、符号Ｆｒで示されている。溶接作業が行われた後、第１のフランジ部分１０は、駆動歯車６の支持面６５と第２のフランジ部分１２との間に軸方向で固定される。締りばめは、好適には、第１及び第２のハウジング部分８，９を駆動歯車６に対して回転させることができるトルク値が２００Ｎｍよりも小さく、特に１７５Ｎｍよりも小さく、好適にはほぼ１５０Ｎｍであるように寸法決めされている。溶接作業の完了後、駆動歯車６に対して第１のハウジング部分８を回転させるために必要なトルクは、冷却中に生じる収縮力と、これにより生ぜしめられる軸方向予緊張力とにより、明らかに増大される。これは、以下でより詳細に説明される、環状リップ６８，６９及び凹所７０，７１，７２の設計の結果として達成される。
【００３９】
溶接プロセスの間、環状リップ６８，６９は値ｗだけ僅かに開放するが、この値は、分かりやすくするために著しく誇張されている。環状リップ６８，６９は、ほぼ中心回転点Ｐを中心にして外方へ移動する。接合される領域へ導入される比較的小さな量のエネルギと、高い冷却速度とを伴う急速溶接プロセスにより、冷却は、符号ｃで示された収縮を生じる。冷却中の収縮移動ｃは、溶接プロセスの間に生じる膨張移動ｗよりも大きい。冷却プロセスの間、環状リップ６８，６９はそれぞれ中心回転点Ｐを中心にして量ｃだけ互いに向かって移動する。その結果、第１のフランジ部分１０に向かって第２のフランジ部分１２に作用する軸方向の力Ｆａ１が生ぜしめられる。これにより、第１のフランジ部分１０は、軸方向の力Ｆａ２によって支持面６５と第２のフランジ部分１２との間に締め付けられる。予緊張力とも称呼することができる前記軸方向の力の結果、第２のハウジング部分９及び駆動歯車６それぞれに対して第１のハウジング部分８を回転させるために必要なトルクは、著しく増大される。これにより、高い軸方向予緊張力が生ぜしめられ、ひいては、付加的な回転防止手段を提供せずに、第１のハウジング部分８と、第２のハウジング部分９及び駆動歯車６それぞれとの相対移動を防止する。
【００４０】
駆動歯車６は、好適には表面硬化鋼、例えば２０ＭｎＣＲ５から成る。これらは、最大で０．３０％の比較的低い炭素含有量を有する鋼である。硬度の値を増大するために、鋼は、炭素含有雰囲気に「導入」され、加熱される。第１及び第２のハウジング部分は、好適には、鋳造材料、特に球状黒鉛鋳鉄、例えばＥＮ−ＧＪＳ−５００（ＧＧＧ５０）又はＥＮ−ＧＪＳ−６００（ＧＧＧ６０）から製造されている。
【００４１】
本発明の接続アセンブリを製造するために、まず、差動駆動装置３がその構成部材及び継手４とともにハウジング部分８へ挿入される。差動駆動装置３及び継手４を第１のハウジング部分８へ挿入する前又はその後に、第１のハウジング部分８は駆動歯車６内へ軸方向に押し込まれる。第１のハウジング部分８が駆動歯車６に押し込まれた後でかつ差動駆動装置３及び継手４が挿入された後、第２のハウジング部分９が駆動歯車６に押し込まれる。この過程で、第２のフランジ部分１２が第１のフランジ部分１０と軸方向で接触させられ、第１のフランジ部分１０は支持面６５に支持される。最後に、ハウジング部分９を備えた駆動歯車６は、環状リップ６８，６９の間の領域において連続的に溶接される。
【００４２】
溶接は、環状リップ６８，６９の領域において駆動歯車６の内面と第２のフランジ部分１２の外面との間に軸方向で行われる。この目的のために、接続アセンブリ２及び溶接装置は相対的に回転させられる。第２のハウジング部分９を駆動歯車６に溶接することは、好適には高エネルギビーム、特にレーザビームによって行われる。溶接部６６のための溶加材は、好適にはニッケルワイヤである。
【００４３】
以下にまとめて説明される図４から図６は、図１から図３に係る実施形態にほぼ対応する第２の実施形態における本発明の接続アセンブリ２を示しており、その共通の特徴に関する限り、上記説明を参照されたい。同一及び変更された構成部材は、図１から図３において使用されたものと同じ符号で示されている。以下、基本的に相違点の説明が続く。
【００４４】
本実施形態の特別な特徴は、第１のハウジング部分８と第２のハウジング部分９との間に、駆動歯車６及び第２のハウジング部分９に対する第１のハウジング部分８の望ましくない回転を防止する回転防止手段が設けられているということである。前記回転防止手段は、第１のハウジング部分８のスリーブ部分７５に形成された複数の周方向に分配された突出部７４と、第２のハウジング部分９に形成された対応する凹所７６とを有する。第１及び第２のハウジング部分８，９における突出部及び凹所の提供は逆にすることもできることはいうまでもない。あらゆる数の突出部７４及び凹所７６を設けることができるが、それぞれ少なくとも１つが設けられるべきである。本実施形態では、互いに直径方向で向き合って配置された、円周に沿った２つの回転防止エレメントが設けられている。さらに、図６は、導入円錐部７７を示しており、この導入円錐部７７のおかげで第２のハウジング部分９は第１のハウジング部分８のスリーブ部分７５に容易に導入されかつセンタリングされる。凹所７６は円錐面に形成されている。図４は、閉鎖された状態における継手４を示しており、つまり、第２の継手部分２６の面歯列は第１の継手部分２５の対向歯列に係合している。
【００４５】
図７は、図４から図６による本発明の接続アセンブリ２を備えた本発明の駆動アセンブリ４７を概略図で示している。駆動アセンブリ４７は電気モータ４８を有しており、この電気モータ４８は、トランスミッション段４９を介して接続アセンブリ２及び接続アセンブリ２の駆動歯車６を駆動する。差動駆動装置３から、継手４が閉鎖された時に導入されたトルクが２つの側軸歯車２０，２２へ伝達される。トルク伝達のために、対応する側軸５０，５２は、側軸歯車２０，２２の長手方向の歯２３、若しくはスプラインに回転方向で固定されて挿入されている。側軸５０，５２の端部には、定速度自在継手５３，５４が配置されており、この定速度自在継手５３，５４自体は、トルク伝達のために、駆動軸５５，５６及び定速度継手５７，５８を介して自動車の車輪５９，６０に駆動可能に結合されている。軸受６１，６２を介して、接続アセンブリ２は、回転軸線Ａを中心に回転可能に定置のハウジング４１に対して支持されている。さらに、送信機エレメント３８の位置を記録しかつ対応するセンサ信号を電気モータのための制御ユニットへ送信するセンサ４４を見ることができる。
【００４６】
概して、本発明は、堅い結合がトルク伝達構成部材の間、つまり駆動歯車６と第２のハウジング部分９との間に溶接によって生ぜしめられるという点で有利である。他方では、トルクが直接に伝達されない構成部材の間、つまり駆動歯車６と第１のハウジング部分８との間には力ロッキング結合（摩擦力による結合）又は形状ロッキング結合（形状的係合による結合）のみが生ぜしめられる。これにより、本発明の接続アセンブリ２において、トルクの伝達のために必要な結合は、実際にトルク伝達に関与する部材に限定されている。これにより、概して、製造及び組立て努力を減じることができる。
【符号の説明】
【００４７】
２  接続アセンブリ
３  差動駆動装置
４  継手
５  アクチュエータ
６  駆動歯車
７  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  第１のフランジ部分
１２  第２のフランジ部分
１３  差動キャリヤ
１４  外面
１５  面部分
１６  ボア
１７  ジャーナル
１８  固定ピン
１９  差動歯車
２０  側軸歯車
２２  側軸歯車
２３  長手方向の歯
２５  第１の継手部分
２６  第２の継手部分
２７  突出部
２８  開口
２９  電磁石
３０  ピストン
３１  支持エレメント
３２  磁気ハウジング
３３  ギャップ
３４  アンカエレメント
３５  スリーブ
３６  肩部
３７  滑動リング
３８  送信機エレメント
３９  係合エレメント
４０  アンダカット
４１  定置のハウジング
４２  円筒形部分
４３  戻しばね
４４  センサ
４５  ケーブル
４６  ケーブルダクト
４７  駆動アセンブリ
４８  電気モータ
４９  トランスミッション
５０，５２  軸
５３，５４  継手
５５，５６  駆動軸
５７，５８  継手
５９，６０  車輪
６１，６２  軸受
６３  収容部分
６４  内側フランジ
６５  支持面
６６  溶接
６７  側面
６８，６９  リップ
７０，７１  側部凹所
７２  内側凹所
７３  側面
７４  突出部
７５  スリーブ部分
７６  凹所
７７  導入円錐部
Ａ  回転軸線
【図１】
2013512401.tif 000003
【図２】
2013512401.tif 000004
【図３】
2013512401.tif 000005
【図４】
2013512401.tif 000006
【図５】
2013512401.tif 000007
【図６】
2013512401.tif 000008
【図７】
2013512401.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月2日(2012.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリにおいて、
第１のフランジ部分（１０）を備えた第１のハウジング部分（８）と、第２のフランジ部分（１２）を備えた第２のハウジング部分（９）とを有するハウジング（７）が設けられており、該ハウジング（７）を収容するための少なくとも１つの収容部分（６３）と、該収容部分（６３）を側方で区切っている支持面（６５）とを有する駆動歯車（６）とが設けられており、
第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）が、軸方向で、駆動歯車（６）の支持面（６５）と第２のハウジング部分（９）の第２のフランジ部分（１２）との間に配置されており、
取り付けられた条件において、第２のフランジ部分（１２）が、少なくともほぼ、ハウジング部分（８）の側面（７３）と同一平面を成しており、該側面（７３）が収容部分（６３）を側方で区切っており、
第１及び第２のフランジ部分（１０，１２）のうち、第２のフランジ部分（１２）のみが駆動歯車（６）に溶接されていることを特徴とする、特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリ。
【請求項２】
以下の段階を有する接続アセンブリを製造する方法において、
少なくとも１つの収容部分（６３）及び側方支持面（６５）を備えた駆動歯車（６）を製造し、
第１のハウジング部分（８）を駆動歯車（６）の収容部分（６３）に挿入し、その際、第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）は側方支持面（６５）に当接し、
第２のハウジング部分（９）を駆動歯車（６）の収容部分（６３）に挿入し、第２のハウジング部分（９）の第２のフランジ部分（１２）が、第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）に軸方向で接触するように形成されており、第２のフランジ部分（１２）の側面（６７）であって、第１のフランジ部分（１０）とは反対側に面した側面（６７）が、特に、少なくともほぼ駆動歯車（６）の側面（７３）と同一平面を成しており、
第１及び第２のハウジング部分（８，９）のうちの第２のハウジング部分（９）のみを駆動歯車（６）に溶接することを特徴とする、接続アセンブリを製造する方法。
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月8日(2012.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリにおいて、
第１のフランジ部分（１０）を備えた第１のハウジング部分（８）と、第２のフランジ部分（１２）を備えた第２のハウジング部分（９）とを有するハウジング（７）が設けられており、該ハウジング（７）を収容するための少なくとも１つの収容部分（６３）と、該収容部分（６３）を側方で区切っている支持面（６５）とを有する駆動歯車（６）とが設けられており、
第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）が、軸方向で、駆動歯車（６）の支持面（６５）と第２のハウジング部分（９）の第２のフランジ部分（１２）との間に配置されており、
取り付けられた条件において、第２のフランジ部分（１２）が、少なくともほぼ、駆動歯車（６）の側面（７３）と同一平面を成しており、該側面（７３）が収容部分（６３）を側方で区切っており、
第１及び第２のフランジ部分（１０，１２）のうち、第２のフランジ部分（１２）のみが駆動歯車（６）に溶接されていることを特徴とする、特に自動車の動力伝達経路において使用するための接続アセンブリ。
【請求項２】
以下の段階を有する接続アセンブリを製造する方法において、
少なくとも１つの収容部分（６３）及び側方支持面（６５）を備えた駆動歯車（６）を製造し、
第１のハウジング部分（８）を駆動歯車（６）の収容部分（６３）に挿入し、その際、第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）は側方支持面（６５）に当接し、
第２のハウジング部分（９）を駆動歯車（６）の収容部分（６３）に挿入し、第２のハウジング部分（９）の第２のフランジ部分（１２）が、第１のハウジング部分（８）の第１のフランジ部分（１０）に軸方向で接触するように形成されており、第２のフランジ部分（１２）の側面（６７）であって、第１のフランジ部分（１０）とは反対側に面した側面（６７）が、特に、少なくともほぼ駆動歯車（６）の側面（７３）と同一平面を成しており、
第１及び第２のハウジング部分（８，９）のうちの第２のハウジング部分（９）のみを駆動歯車（６）に溶接することを特徴とする、接続アセンブリを製造する方法。
【国際調査報告】
2013512401.tif 000010
2013512401.tif 000011