(57)【要約】本発明は自動車用ドライブトレインモジュール（１０）に関する。ドライブトレインモジュール（１０）は、入力領域（１４）および出力領域（１６）を有するクラッチ（１２）を備える。クラッチ（１２）の作用によって、入力領域（１４）および出力領域（１６）の相互の回転連行に影響を及ぼすことが可能である。クラッチ（１２）はクラッチハウジング（３４）を備える。クラッチハウジング（３４）の中にはクラッチスペース（３６）が形成されている。入力領域（１４）および出力領域（１６）は、少なくとも部分的にクラッチスペース（３６）内に配置されている。クラッチスペースは、少なくとも部分的に流体またはペーストで満たされ、またクラッチハウジングの周囲に対して実質的に流体密に閉鎖されている。クラッチを、クラッチスペースとクラッチスペースの周囲との間に作用する圧力差を補償する圧力補償装置（４０）を備えて構成することを提案する。【選択図】図１
2020530547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ドライブトレイン（１０）であって、
入力領域（１４）および出力領域（１６）を有するクラッチ（１２）を備え、前記クラッチ（１２）の作用によって、前記入力領域（１４）および前記出力領域（１６）の相互の回転連行に影響を及ぼすことが可能であり、
前記クラッチ（１２）はクラッチハウジング（３４）を備え、前記クラッチハウジング（３４）の中にはクラッチスペース（３６）が形成され、
前記入力領域（１４）および前記出力領域（１６）は、少なくとも部分的に前記クラッチスペース（３６）内に配置され、
前記クラッチスペース（３６）は、少なくとも部分的に流体またはペーストで満たされ、また前記クラッチハウジング（３４）の周囲に対して実質的に流体密に閉鎖されているドライブトレインモジュール（１０）において、
前記クラッチ（１２）が、前記クラッチスペース（３６）と前記クラッチスペース（３６）の周囲との間に作用する圧力差を補償する圧力補償装置（４０）を備えることを特徴とする、ドライブトレインモジュール（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のドライブトレインモジュールであって、前記圧力補償装置（４０）は、前記クラッチハウジング（３４）に形成された圧力補償開口（４０ａ）を備え、前記圧力補償開口（４０ａ）は圧力補償弁（４０ｃ）と連通できることを特徴とする、ドライブトレインモジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のドライブトレインモジュールであって、前記圧力補償弁（４０ｃ）は半透膜（４０３ｃ）を備え、前記半透膜（４０３ｃ）は、圧力補償を可能にするために、空気透過性であるが流体透過性ではないことを特徴とする、ドライブトレインモジュール。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のドライブトレインモジュールであって、前記クラッチハウジング（３４）を囲むモジュールハウジング（３０）を備え、前記クラッチハウジング（３４）および前記モジュールハウジング（３０）は、径方向で相互に離間して配置され、また圧力補償チャネル（４０ｄ）によって相互に接続され、前記前記圧力補償弁（４０ｃ）は前記モジュールハウジング（３０）に配置されていることを特徴とする、ドライブトレインモジュール。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のドライブトレインモジュール（１０）であって、前記ドライブトレインモジュール（１０）は、ステータ（２６）およびロータ（２４）を有する電気機械（２２）を備え、前記ロータ（２４）は、前記入力領域（１４）または前記出力領域（１６）と接続され、モジュールハウジング（３０）として構成された、またはモジュールハウジング（３０）と接続されたシステムキャリア（２８）が備えられ、前記システムキャリア（２８）には、前記ステータ（２６）が、および／または前記電気機械（２２）に割り当てられたパワーエレクトロニクス（３２）が配置され、前記圧力補償チャネル（４０ｄ）は前記システムキャリア（２８）内に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のドライブトレインモジュール。
【請求項６】
請求項５に記載のドライブトレインモジュールであって、前記クラッチハウジング（３４）の少なくとも一部分（３４ａ）は、前記システムキャリア（２８）によって構成されていることを特徴とする、ドライブトレインモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の自動車用ドライブトレインモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなドライブトレインモジュールは、例えばドイツ特許出願公開第１０  ２０１４  ２２０  ８３５号（ＤＥ  １０  ２０１４  ２２０  ８３５  Ａ１）によって既知である。このドライブトレインモジュールは、入力領域および出力領域を有するクラッチを備える。クラッチの作用によって、入力領域および出力領域の相互の回転連行に影響を及ぼすことが可能である。クラッチはクラッチハウジングを備え、クラッチハウジングの中には、クラッチスペースが形成されている。入力領域および出力領域は、少なくとも部分的にクラッチスペース内に配置されている。クラッチスペースは、少なくとも部分的に流体またはペーストで満たされ、またクラッチハウジングの周囲に対して実質的に流体密に閉鎖されている。
【０００３】
このようなドライブトレインモジュールを備える車両は、外部の影響および走行モードに起因して、約１５０Ｋの範囲の比較的大きな温度変動を受ける。このことが、ハウジングが実質的に流体密であるために、クラッチハウジングの内部に存在するクラッチスペースとクラッチハウジングの周囲との間に、対応する大きな圧力差をもたらす可能性がある。これらの圧力差は、クラッチスペース内に存在する流体またはペーストを介して、クラッチハウジングをシールするシール位置および支承位置に圧力を及ぼす。その結果、シール手段が意図された範囲を超えて応力を受ける可能性がある。クラッチスペース内の内圧が高まると、流体またはペーストは、シール手段を壊し、そして流出する可能性がある。または他方で、負圧の場合には、不所望な空気および汚れがクラッチスペースに入る可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１０  ２０１４  ２２０  ８３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題に基づき、本発明の課題は、前述の欠点を回避する冒頭に述べた種類のドライブトレインモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明により、請求項１に記載の特徴を有するドライブトレインモジュールによって解決される。
【０００７】
本発明によれば、提案するドライブトレインモジュールは、クラッチが、クラッチスペースとその周囲との間に作用する圧力差を補償する圧力補償装置を備えることを特徴とする。したがって、温度変化に起因する圧力差を、その発生時に、既に補償することができる。その結果、クラッチスペースは、実質的に無圧のままである。そのため、不所望な力が、クラッチスペースに存在する流体又はペーストを介して、クラッチスペースに存在する、入力領域および出力領域の支承位置に作用することがない。
【０００８】
本発明の有利な実施形態及び発展形態は，従属請求項より明らかとなる。
【０００９】
本発明の第１実施形態により、圧力補償を目的として、圧力補償弁と連通できる圧力補償開口が、クラッチハウジングに形成されている。圧力補償開口は、ドライブトレインモジュールの設置位置で測地的に上部に位置するクラッチハウジングの位置、特に１０時と２時の間の位置、好適には１２時の位置の領域に設けられていることが好ましい。クラッチスペースが流体またはペーストで完全に満たされていない場合、測地的に上部にあるスペース領域は、そこに存在する圧力補償開口を介して周囲と連通できるガス収集スペースとして作用することができる。
【００１０】
好適には、圧力補償弁は半透膜を備えることができる。半透膜は、圧力補償を可能にするために、空気透過性であるが流体透過性ではない。これによって、圧力補償が可能な際に、クラッチスペース内に存在する流体またはペーストの漏れまたは損失、また同様に汚れ粒子または水分の不所望な侵入を回避することができる。
【００１１】
更なる実施形態において、クラッチハウジングを囲むモジュールハウジングを、ドライブトレインモジュールに備えることができる。クラッチハウジングおよびモジュールハウジングは、径方向で相互に離間して配置されている。有利には、両方のハウジングを圧力補償チャネルによって相互に接続することができる。圧力補償弁はモジュールハウジングに配置されている。この場合圧力補償弁は、ドライブトレインモジュールの設置位置で測地的に上部に位置するモジュールハウジングの位置、特に１０時と２時の間の位置、好適には１２時の位置の領域に設けられていることが好ましい。
【００１２】
更なる利点として、ドライブトレインモジュールは、更なる構成要素として、ステータおよびロータを有する電気機械を備えることができる。ロータは、クラッチの入力領域または出力領域と接続されている。モジュールハウジングとして構成されたシステムキャリア、またはモジュールハウジングと接続されたシステムキャリアが備えられている。システムキャリアには、ステータが、および／または電気機械に割り当てられたパワーエレクトロニクスが配置されている。この場合圧力補償チャネルは、有利にも、システムキャリア内に形成されてよい。鋳造技術を使用して、例えばアルミニウム材料から製造されるシステムキャリアでは、圧力補償チャネルを、鋳造プロセス中に直接に形成する、また、場合に応じて更なるチャネルと共に、特に、冷却チャネル、および／またはクラッチを作動させる空気圧作動チャネルまたは流体作動チャネルと共に、形成することができる。
【００１３】
更なる有利な実施形態により、クラッチハウジングの少なくとも一部分は、システムキャリアによって形成されてよい。クラッチハウジングを軸方向に分割することが有利であると証明されている。クラッチハウジングを軸方向に分割する際に、クラッチハウジングの更なる部分はハーフシェルによって形成される。
【００１４】
以下に、本発明を添付の図面を参照して詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動車用ドライブトレインモジュール１０の、軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ドライブトレインモジュール１０は、第１機能部品として、入力領域１４と出力領域１６とを有するクラッチ１２を備える。クラッチ１２は分離クラッチとして形成されている。そのため、入力領域１４および出力領域１６は、クラッチ１２を作動させることによって、相互にトルクを伝達するようになる、または他方で、相互に分離される、すなわちデカップリングされる。この場合、入力領域１４は第１軸１８を備える。出力領域１６は、それと同軸に軸Ａに配置された第２軸２０を備える。
【００１７】
図示のドライブトレインモジュール１０は、さらに第２機能部品として、ここでは内部ロータとして形成された電気機械２２を備える。電気機械２２はロータ２４を備える。ロータ２４は、軸Ａを中心に回転可能に支承され、ロータキャリア２４ａに支持されている。ロータキャリア２４ａは、クラッチ１２の出力領域１６と、特に第２軸２０の径方向フランジ２０ａと、相対回転不能に接続されている。この場合、永久磁石２４ｃを備える積層鉄心２４ｂの形態の、電磁ロータ構成要素が、ロータキャリア２４ａ上に配置されている。
【００１８】
ロータ２４の径方向外側には、ステータ２６が配置されている。ステータ２６は、積層鉄心２６ａの形態の、電磁ステータ構成要素を備える。積層鉄心２６ａには、コイル２６ｂが配置されている。この場合、ステータ積層鉄心２６ａは、ステータキャリア２８ａによって支持されている。ステータキャリア２８ａは、積層鉄心２６ａを径方向外側で包囲し、システムキャリア２８のステータキャリア部分２８ａとして形成されている。システムキャリア２８は、ドライブトレインモジュール１０のモジュールハウジング３０の収容スペース３０ａに挿入され、そこに固定される。
【００１９】
図１からさらに分かるように、システムキャリア２８は、ステータキャリア部分２８ａに加えて、それと一体に形成された径方向壁部分２８ｂを備える。これによって、システムキャリア２８はポット状の収容スペース２８ｃを構成する。電気機械２２は、少なくとも部分的に収容スペース２８ｃ内に収容されている。径方向壁部分２８ｂにおける、電気機械２２とは反対の軸方向側には、円形ディスク形状または少なくとも円形セグメント形状の、パワーエレクトロニクスユニット３２、特にパワーボード、すなわち電気機械２２を制御するインバータが配置されている。パワーエレクトロニクスユニット３２は、回転軸Ａの周りに形成されている。パワーエレクトロニクス３２は、システムキャリア２８と、特に径方向壁部分２８ｂに形成された流体冷却装置と熱的に接触している。流体冷却装置の冷却チャネルは、図１に示す断面の外側にあるため、図１で見ることはできない。
【００２０】
図１はさらに、ポット状の収容スペース２８ｄが、電気機械２２の径方向内側に、特にロータ２４の内側に形成されていることを示す。上記で既述のクラッチ１２は、収容スペース２８ｄに収容されている。
【００２１】
図１に示すように、クラッチ１２は、電磁的に作動可能な形状結合クラッチとして、特に噛み合いクラッチとして形成することができる。クラッチ１２の要素および機能モードは、例えば、ドイツ特許出願公開第１０  ２０１５  ２２４  ６６４号（ＤＥ１０  ２０１５  ２２４  ６６４  Ａ１）に詳説されている。その開示内容は、本出願に完全に含まれるものとする。クラッチ１２は、図示しない内燃機関と電気機械２２との間の分離クラッチとして機能的に有効であり、締結された状態において内燃機関の駆動モメントを、同様に図示しないギヤチェンジ変速機に導入することができる。内燃機関を始動させるために、クラッチ１２が締結されている場合にも、電気機械２２から内燃機関にトルクを伝達することができる。
【００２２】
機能性、およびクラッチタイプまたはクラッチ設計にかかわらず、本明細書中で記載する発明に関しては、クラッチ１２が閉鎖されたクラッチハウジング３４を備え、クラッチハウジング３４が、その中に形成されたクラッチスペース３６を備えることが重要である。
【００２３】
クラッチハウジング３４は、図示の実施形態では、２つの相互接続されたハウジングシェル３４ａ、３４ｂによって形成されている。第１ハウジングシェル３４ａは、径方向壁部分２８ｂに径方向内側で隣接する、システムキャリア２８のポット状の領域によって構成される。図示の断面において、径方向壁部分２８ｂにはさらに、ステータキャリア部分２８ａの方向に走る軸方向部分２８ｅが続く。さらに、径方向内側ガイド部分２８ｆが、その後に軸方向跳ね返り部分２８ｇが続き、最後に、更なる径方向内側部分２８ｈが続く。
【００２４】
第２ハウジングシェル３４ｂは、直径に複数段のステップが付けられたドーム状の要素によって構成される。両方のハウジングシェル３４ａ、３４ｂには、クラッチ１２の入力領域１４および出力領域１６を導入するために、中央凹部３４ｃ、３４ｄが形成されている。これらの領域には、シール装置３８ａ乃至３８ｄおよび軸１８、２０の軸受装置４１ａ、４１ｂも存在している。両方のハウジングシェル３４ａ、３４ｂは、それらの径方向でより外側の領域と、シール要素３４ｃを用いて堅固に結合されている。
【００２５】
このように構成されたクラッチスペース３６内で、入力領域１４および出力領域１６の軸１８、２０は外側から係合する。そのため、これらは、
少なくとも部分的にクラッチスペース３６の内側および部分的にクラッチスペース３６の外側に存在する。さらにクラッチスペース３６も、少なくとも部分的に潤滑剤または冷却剤で満たされ、前述のシール装置３８ａ乃至３８ｄによって、クラッチハウジング３４の周囲に対して実質的に流体密に閉鎖されている。このようにして、電気機械２２は、必ずしもウエットスペースに配置される必要はなく、必要に応じてドライスペースにおいて作動させることもできる。
【００２６】
電気機械２２及びクラッチ１２を備えるドライブトレインモジュール１０は、作動の際に、約１５０Ｋの範囲の比較的大きな温度変動を受ける。このことが、クラッチハウジング３４が実質的に流体密であるために、クラッチハウジング３４の内部に存在するクラッチスペース３６とクラッチハウジング３４の周囲との間に、対応する大きな圧力差をもたらす可能性がある。これらの圧力差は、クラッチスペース３６内に存在する流体またはペーストを介して、クラッチハウジング３４をシールするシール位置３８および支承位置４１に圧力を及ぼす。その結果、そこに存在するシール手段が意図された範囲を超えて応力を受ける可能性がある。クラッチスペース３６内の内圧が高まると、流体またはペーストは、シール手段を壊して流出する可能性がある。または他方で、負圧の場合には、不所望な空気および汚れがクラッチスペース３６に入る可能性がある。
【００２７】
したがって解決策として、ドライブトレインモジュール１０に圧力補償装置４０を設け、クラッチスペース３６とその周囲との間に作用する圧力差を補償する。この目的のために、クラッチスペース３６から延びて圧力補償開口４０ａに通じ、圧力補償弁４０ｃと連通できるチャネル４０ｂが、クラッチハウジング３４に、特に第２ハウジングシェル３４ｂに形成されている。この場合、圧力補償開口４０ａは、図示のように、ドライブトレインモジュール１０の設置位置で測地的に上部に位置するクラッチハウジング３４の位置、すなわち１２時の位置の領域に形成されている。さらに認識できるように、クラッチハウジング３４およびモジュールハウジング３０は、径方向で相互に離間して配置され、モジュールハウジング３０に設けられた圧力補償チャネル４０ｄによって相互に接続されている。この圧力補償チャネル４０ｄは、クラッチハウジング３４の圧力補償開口４０ａから延び、次いでシステムキャリア２８内において、ポット状の領域２８ｅの内部でまず軸方向に延び、次いで径方向壁部分２８ｂで径方向外側に延びる。圧力補償チャネル４０ｄは、径方向でより外側の縁部領域に、直径が拡大されたオリフィス４０ｆを備える。このオリフィス４０ｆに、スナップインバルブとしての圧力補償弁４０ｃの保持要素４０１ｃが挿入されている。同じ円周方向位置で、開口３０ｂがモジュールハウジング３０に設けられている。半透膜４０３ｃを備える圧力補償弁の更なる要素４０２ｃが、開口３０ｂに挿入され、保持要素４０１ｃとスナップ留め、またはラッチ留めされている。圧力補償弁４０ｃは、このような膜を通して、空気透過性であるが流体透過性ではない。したがって、クラッチスペース３６から延びる圧力補償チャネル４０ｄは、モジュールハウジング３０の外壁に開口している。
【００２８】
圧力補償弁４０ｃは、ドライブトレインモジュール１０の設置位置で測地的に上部に位置するモジュールハウジング３０の位置、ここでは特に１２時の位置の領域に設けられている。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ドライブトレインモジュール
１２  クラッチ
１４  入力領域
１６  出力領域
１８  第１軸
２０  第２軸
２０ａ  径方向フランジ
２２  電気機械
２４  ロータ
２４ａ  ロータキャリア
２４ｂ  積層鉄心
２４ｃ  永久磁石
２６  ステータ
２６ａ  積層鉄心
２６ｂ  コイル
２８  システムキャリア
２８ａ  ステータキャリア
２８ｂ  径方向壁部分
２８ｃ  収容スペース
２８ｅ  軸方向部分
２８ｆ  径方向部分
２８ｇ  軸方向部分
２８ｈ  径方向部分
３０  モジュールハウジング
３０ａ  収容スペース
３２  パワーエレクトロニクス
３４  クラッチハウジング
３４ａ  ハウジングシェル
３４ｂ  ハウジングシェル
３４ｃ  凹部
３４ｄ  凹部
３６  クラッチスペース
３８  シール位置
３８ａ  シール装置
３８ｂ  シール装置
３８ｃ  シール装置
３８ｄ  シール装置
４０  圧力補償装置
４０ａ  圧力補償開口
４０ｂ  チャネル
４０ｃ  圧力補償弁
４０ｄ  圧力補償チャネル
４０ｆ  オリフィス
４１ａ  軸受装置
４１ｂ  軸受装置
４０１ｃ  保持要素
４０２ｃ  要素
４０３ｃ  半透膜
Ａ  中心軸
【図１】
2020530547.tif 000003
【国際調査報告】
2020530547.tif 000004
2020530547.tif 000005
2020530547.tif 000006
2020530547.tif 000007