特表 2022-520619 電気駆動部及びトランスミッションを有するドライブユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-31

(54)【発明の名称】電気駆動部及びトランスミッションを有するドライブユニット

(51)【国際特許分類】

   F16D 1/02 20060101AFI20220324BHJP

【ＦＩ】

F16D1/02 200

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021547445

(86)(22)【出願日】2019-02-14

(85)【翻訳文提出日】2021-10-08

(86)【国際出願番号】 EP2019053703

(87)【国際公開番号】W WO2020164715

(87)【国際公開日】2020-08-20

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517175611

【氏名又は名称】ジーケーエヌ オートモーティブ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】シュミット，マルク

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー，ニコラウス

(72)【発明者】

【氏名】セノナー，シグムンド

(72)【発明者】

【氏名】メルテンス，ラルフ

(72)【発明者】

【氏名】ヒルベル，パトリック

(57)【要約】

本発明は、ドライブユニット（１）に関する。ドライブユニット（１）は、駆動軸（３）を有する電気駆動部（２）と、少なくとも１つの入力軸（５）を有するトランスミッション（４）とを少なくとも備える。電気駆動部（２）の駆動力を、駆動軸（３）を介して入力軸（５）に伝達可能であり且つ入力軸（５）からトランスミッション（４）に伝達可能である。駆動軸（３）と入力軸（５）は、同軸上に配置されており、且つ、少なくとも周方向（６）に回転不能に連結する噛み合いシステム（７）によって互いに連結されている。駆動軸（３）と入力軸（５）は、少なくとも軸方向（８）において、少なくともａ）回転軸（９）に平行な内周面（１０）と回転軸（９）に平行な外周面（１１）との間に形成される圧力嵌め（１２）を介して、少なくとも圧力嵌め接続されるか、又は、ｂ）駆動軸と入力軸は共に、連結要素（１３）を介して、形状嵌め接続（１４）をなしている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドライブユニット（１）であって、
駆動軸（３）を有する電気駆動部（２）と、
少なくとも１つの入力軸（５）を有するトランスミッション（４）とを
少なくとも備え、
前記電気駆動部（２）の駆動力を、前記駆動軸（３）を介して前記入力軸（５）に伝達可能であり且つ前記入力軸（５）から前記トランスミッション（４）に伝達可能であり
前記駆動軸（３）と前記入力軸（５）は、
同軸上に配置されており、且つ、
少なくとも周方向（６）に回転不能に連結する噛み合いシステム（７）によって互いに連結されており、
前記駆動軸（３）と前記入力軸（５）は、
少なくとも軸方向（８）において、少なくとも
ａ）回転軸（９）に平行な内周面（１０）と回転軸（９）に平行な外周面（１１）との間に形成される圧力嵌め（１２）を介して、少なくとも圧力嵌め接続されるか、又は
ｂ）前記駆動軸と前記入力軸は共に、連結要素（１３）を介して、形状嵌め接続（１４）をなしている
ドライブユニット（１）。

【請求項2】

請求項１に記載のドライブユニット（１）であって、
前記連結要素（１３）は、ねじであり、
前記連結要素（１３）は、ねじ山（１５）を有し、
該ねじ山（１５）は、前記駆動軸（３）及び前記入力軸（５）のうち一方の相手ねじ山（１６）と係合し、前記形状嵌め接続（１４）をなす
ドライブユニット（１）。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のドライブユニット（１）であって、
前記駆動軸（３）及び前記入力軸（５）のうち一方と前記連結要素（１３）との間の前記形状嵌め接続（１４）は、前記入力軸（５）及び前記駆動軸（３）のうち他方の、径方向（１７）に関して内側に配置されている
ドライブユニット（１）。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）であって、
前記駆動軸（３）又は前記入力軸（５）は、前記軸方向（８）に対して、第１のストップ（１８）を介して前記ドライブユニット（１）の筐体（１９）上に支持されており、
・前記駆動軸（３）及び前記入力軸（５）のうちの一方と前記連結要素（１３）との間の前記形状嵌め接続（１４）と、
・前記第１のストップ（１８）と
の間の最小距離（２０）は、前記形状嵌め接続（１４）を形成する前記軸（３、５）の最大長さ（２１）の少なくとも２０％である
ドライブユニット（１）。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）であって、
前記入力軸（３）は、前記軸方向（８）に沿って、第１の入力軸端部（２２）と第２の入力軸端部（２３）との間に延在しており、
前記駆動軸（５）は、前記軸方向（８）に沿って、第１の駆動軸端部（２４）と第２の駆動軸端部（２５）との間を延在しており、
前記第１の入力軸端部（２２）が前記駆動軸（３）内に配置されているか、又は、前記第２の駆動軸端部（２５）が前記入力軸（３）内に配置されており、
前記圧力嵌め（１２）により又は前記連結要素（１３）により前記形状嵌め接続（１４）を形成する
ドライブユニット（１）。

【請求項6】

請求項５に記載のドライブユニット（１）であって、
前記形状嵌め接続（１４）をなすために、
前記連結要素（１３）を、前記第１の駆動軸端部（２４）を介して前記駆動軸（３）内に配置可能であるか、又は、
前記連結要素（１３）を、前記第２の入力軸端部（２３）を介して前記入力軸（５）内に配置可能である
ドライブユニット（１）。

【請求項7】

請求項６に記載のドライブユニット（１）であって、
前記連結要素（１３）は、前記軸方向（８）に対して、前記駆動軸（３）又は前記入力軸（５）上において、第２のストップ（２６）にて支持されており、
前記第２のストップ（２６）は、
前記それぞれの軸（３、５）の外側で、前記第１の駆動軸端部（２４）上に若しくは前記第２の入力軸端部（２２）上に配置されているか、又は、
前記それぞれの軸（３、５）内に配置されている
ドライブユニット（１）。

【請求項8】

請求項５乃至７のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）であって、
第１の筐体部分（２７）と第２の筐体部分（２８）とを有する複部構成の筐体（１９）を少なくともさらに備え、
前記電気駆動部（２）は、前記駆動軸（３）と共に前記第１の筐体部分（２７）に配置されており、
前記トランスミッション（４）は、前記入力軸（５）と共に前記第２の筐体部分（２８）に配置されており、
前記第１の入力軸端部（２２）を前記駆動軸（３）に挿入するか、又は、前記第２の駆動軸端部（２５）を前記入力軸（５）に挿入することにより、前記筐体部分（２７、２８）を連結できる、
ドライブユニット（１）。

【請求項9】

請求項８に記載のドライブユニット（１）であって、
前記入力軸（５）は、２つの転がり軸受（２９）を介して、回転可能な態様で前記第２の筐体部分（２８）に装着されるか、又は、
前記駆動軸（３）は、２つの転がり軸受（２９）を介して、回転可能な態様で前記第１の筐体部分（２７）に装着されており、
前記２つの転がり軸受（２９）は、前記軸方向（８）に沿って互いからある距離の位置に配置されている
ドライブユニット（１）。

【請求項10】

請求項８又は９に記載のドライブユニット（１）であって、
前記駆動軸（３）は、唯一の転がり軸受（２９）を介して、前記第１の筐体部分（２７）に回転可能に装着されているか、又は、
前記入力軸（５）は、唯一の転がり軸受（２９）を介して、前記第２の筐体部分（２８）に回転可能に装着されている
ドライブユニット（１）。

【請求項11】

請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）であって、
前記第１の筐体部分（２７）と前記第２の筐体部分（２８）は、前記入力軸（５）と前記第２の筐体部分（２８）との間に配置される少なくとも１つの第１のシール（３０）によって、互いから流体分離されている
ドライブユニット（１）。

【請求項12】

前記請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）であって、
前記第１の筐体部分（２７）と前記第２の筐体部分（２８）は、前記入力軸（５）と前記駆動軸（３）との間に配置される少なくとも１つの第２のシール（３１）によって、互いから流体分離されている
ドライブユニット（１）。

【請求項13】

請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）であって、
前記駆動軸（３）は、未硬化材料から構成されるか、又は、内周面（１０）でのみ少なくとも部分的に硬化されており、
前記入力軸（５）は全体的に硬化されている、
ドライブユニット（１）。

【請求項14】

自動車（３２）であって、
車軸（３３）と、少なくとも前記車軸（３３）を駆動するためのドライブトレイン（３４とを少なくとも備え、
前記ドライブトレイン（３４）は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のドライブユニット（１）を少なくとも１つ備える
自動車（３２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動軸を有する電気駆動部と、少なくとも１つの入力軸を有するトランスミッションとを少なくとも備えるドライブユニットであって、電気駆動部の駆動力を、駆動軸を介して入力軸に伝達可能であり且つ入力軸からトランスミッションに伝達可能であるドライブユニットに関する。好ましくは、ドライブユニットは、自動車に配することが可能であり、例えば、電気機械をモータとして純粋に電気的に作動される自動車（ＢＥＶ：ｂａｔｔｅｒｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ、バッテリ式電気自動車）に配することが可能である。ドライブユニットは、（電気）駆動部の（駆動）トルクを発生させてトランスミッションの入力軸に伝達するために使用される。自動車の少なくとも１つの車輪がドライブユニットを介して駆動される。

【背景技術】

【0002】

駆動部の駆動軸がトランスミッションを通って延在するドライブユニットが知られている。このようなトランスミッション装置の入力軸は、駆動軸の同軸上に配置され、それに対して回転不能に連結される。

【0003】

ドライブユニットのこのような既知の実施形態では、モータとトランスミッションとが最初に組み立てられ、トランスミッションの機能性のチェックがなされるのはその後である。そのため、トランスミッションの入力軸は駆動軸に支持されているだけだが駆動軸はモータに連結されているので、トランスミッションの機能試験をモータから独立して行うことは不可能である。

【0004】

自動車用のドライブユニットをさらなる開発について常に関心が示されている。これについては、モータとトランスミッションの機能試験を別々にするか又はトランスミッション単独の機能試験を別個に行うことが有利であると認識されていた。それにより、構成要素の製造者らが、個々の構成要素（ここでは、一方がトランスミッション、他方が駆動部）を互いに独立に試験することが可能となり、駆動部及びトランスミッションからなるユニットを製造者に提供することが可能となる。そのため、不具合を早い段階で検出し、駆動部とトランスミッションとが組み立てられる前にその不具合の原因である構成要素を特定できる。よって、異なる構成要素の製造者の責任を、互いから明確に区別可能となる。

【0005】

特許文献１から、モータとトランスミッションのユニット（ドライブユニット）が知られている。そのユニットでは、同軸上に配置された２つの軸が、軸方向に沿って互いに重なり合うように配置されており、形状嵌め接続（スプライン／プラグイン式スプライン）によって、周方向に回転不能に互いに連結されている。この例では、トランスミッションの個別の機能試験がすでに可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１８／０８６６７９（Ａ１）号

【0007】

上記に基づき、本発明は、先行技術に関連して述べた前述の課題を少なくとも部分的に解決することを目的とする。特に、その意図は、取扱いや組立ての容易さ、不具合のチェックや機能性に関して、利点を有するドライブユニットを提案することである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１の特徴におけるドライブユニットがこの目的に貢献する。有利な発展形態は、従属請求項の主題である。特許請求の範囲に列挙する特徴は、技術的に実現可能な態様で組み合わせ可能であり、且つ、本発明の更なる実施形態を開示しているところの、本明細書の説明的な技術内容及び図の詳細により補完してもよい。

【0009】

駆動軸を有する電気駆動部と、少なくとも１つの入力軸（及び出力軸）を有するトランスミッションとを少なくとも備えるドライブユニットを提案する（ここで、入力軸と出力軸とは、トルクが伝達する態様で、切り換え可能な又は可変のトランスミッションを介して互いに連結可能である。）。電気駆動部の駆動力を、駆動軸を介して入力軸に伝達可能であり且つ入力軸からトランスミッションに（出力軸に向かって）伝達可能である。駆動軸と入力軸は、同軸上に配置されており、且つ、少なくとも周方向に回転不能に連結する噛み合いシステム（又は、接続部や、プラグイン式スプライン、スプライン、さねはぎ等）によって、互いに連結されており、
駆動軸と入力軸は、少なくとも軸方向において、少なくとも
ａ）回転軸に平行な内周面と回転軸に平行な外周面との間に形成される圧力嵌めを介して、少なくとも圧力嵌め接続されるか、又は
ｂ）駆動軸と入力軸は共に、連結要素を介して、形状嵌め接続をなす。

【0010】

特に、駆動軸は、電気駆動部のロータであるか、又は、ロータに回転不能に連結されているか又は連結可能である。駆動軸は、特に、（軸方向に平行な）回転軸に沿って駆動部を通って延在しており、駆動部によって発生するトルクをトランスミッションに向かう方向に伝達ことに供される。入力軸は、トランスミッションの構成要素であり、駆動軸から駆動部のトルクを受け取り、それをトランスミッションに供給する。入力軸及び駆動軸は、特に、別個に生産される構成要素であり、駆動部とトランスミッションとが組み立てられる状況でのみ回転不能に互いに連結される構成要素である。

【0011】

入力軸及び駆動軸は、軸方向に沿ってそれら軸の一部が互いに重なり合うように、相対的に配置される。その場合、一方の軸が、少なくとも部分的に中空の軸として実装される他方の軸の中に延在することになる。軸のこの重なり合う領域では、例えば、（０から１００μｍの範囲内のサイズ、具体的には、０μｍと５０μｍとの間のサイズを有する）軸間に圧力嵌めをなすことが可能である。具体的には、軸は、せいぜい１００ミリメートル、好ましくは、５０ミリメートル未満の外径を有する。

【0012】

圧力嵌めの代わりに又はこれに加えて、軸は、軸方向における形状嵌め接続によって、重なり合う領域で、連結可能である。特に、形状嵌め接続をなすための連結要素が設けられる。

【0013】

形状嵌め接続は、具体的には、少なくとも２つの接続相手が連結することによってなされる。それにより、接続相手は、動力伝達がなくても又は動力伝達が中断されても、切り離すことができない。言い換えれば、形状嵌め接続の場合は、接続相手の一方が他方の邪魔になる。圧力嵌め接続の場合は、互いに接続する面同士に対して垂直方向を向く力が必要となる。これが静止摩擦による抵抗力を超えない限り、面同士が互いに対して変位することは防止される。接線方向に作用する負荷力が静止摩擦力よりも大きいと、圧力嵌め接続又は摩擦接続が失われ、これらの面は互いの上を摺動する。

【0014】

軸方向における圧力嵌め接続又は形状嵌め接続又はその両方により、軸の配置は軸方向に関して固定可能である。互いに接触する周面によってなされる圧力嵌めにより、互いに対して（径方向に対して）軸の中心を合わせること、又は、駆動軸及び入力軸からなる軸アセンブリの全長を調節すること、又は、その両方が可能となる。

【0015】

特に、連結要素は、ねじであり、（雌又は雄）ねじ山を有し、このねじ山は、駆動軸及び入力軸のうち一方の相手ねじ山と係合し、形状嵌め接続をなす。ここで、例えば、差し込み式のロック（Ｂａｊｏｎｅｔｔｖｅｒｓｃｈｌｕｓｓｅｓ）等の形成による他の形状嵌め接続も可能である。

【0016】

特に、駆動軸及び入力軸のうち一方と連結要素との間の形状嵌め接続は、入力軸及び駆動軸のうち他方の、径方向に関して内側に配置されている。具体的には、連結要素は、２つの軸のうち一方の内側に少なくとも部分的に配置されており、好ましくは、中空の軸として設計されている軸内に少なくとも部分的に配置されている。

【0017】

特に、入力軸又は駆動軸は、軸方向に対して、第１のストップを介して（任意選択で、転がり軸受や他方の軸を介して）ドライブユニットの筐体上に支持されており、
・駆動軸及び入力軸のうちの一方（特に、第１のストップ上に支持されている軸）と連結要素との間の形状嵌め接続と、
・第１のストップと
の間の（軸方向に沿った）最小距離は、前述の形状嵌め接続又はある形状嵌め接続を形成する（特に、第１のストップ上に支持されている）軸の最大長さの少なくとも２０％である。

【0018】

軸の長さは、具体的には、軸方向に沿って、軸の第１の端部と第２の端部との間を延在する。

【0019】

第１のストップと形状嵌め接続との間の距離があることにより、特に、該当する軸の弾性を、ドライブユニットの動作や組立てに利用することが可能となる。特に、軸の予荷重をこのように調節することが可能とあり、距離が増大するにつれて、利用可能な軸の弾性が大きくなり、調節可能な予荷重は大きくなる。具体的には、ここでは、軸方向に対して第２のストップに支持される連結要素の弾性を利用可能である。

【0020】

特に、入力軸は、軸方向に沿って、第１の入力軸端部と第２の入力軸端部との間に延在している。第１の入力軸端部は、駆動軸内に配置されており、圧力嵌めをなすか又は連結要素と共に形状嵌め接続をなす。

【0021】

ただし、逆の配置も可能である。その場合は、駆動軸は入力軸内に延在しており、第２の駆動軸端部と共に圧力嵌めをなすか又は連結要素と共に形状嵌め接続をなす。

【0022】

特に、駆動軸は、軸方向に沿って、第１の駆動軸端部から入力軸に向かって第２の駆動軸端部まで延在している。連結要素は、第１の駆動軸端部を介して駆動軸に配置し、形状嵌め接続をなすことができる。

【0023】

ただし、別の配置も可能である。その配置では、連結要素を、入力軸端部を介して入力軸内に配置可能である。具体的には、連結要素は、第２の駆動軸端部と共に形状嵌め接続をなすために、第２の入力軸端部を介して入力軸内に配置されることができる。

【0024】

第１の駆動軸端部を介して（又はある入力軸端部若しくは第２の入力軸端部を介して）連結要素を配置すると、各軸は、トランスミッションと駆動部との組立ての際に互いの中に押し込まれ、このように組立てが行われた後で、連結要素によって互いに対して位置を固定可能になる。

【0025】

特に、連結要素は、軸方向に対して、駆動軸上（又は入力軸上）において第２のストップにて支持されている。第２のストップは、駆動軸の外側で、第１の駆動軸端部上に配置されているか、又は、駆動軸内に（例えば、駆動軸のショルダ上又は駆動軸の内周面のショルダ上に）配置されている。

【0026】

特に、ドライブユニットは、第１の筐体部分と第２の筐体部分とを有する複部構成の筐体を少なくともさらに備える。電気駆動部は、駆動軸と共に第１の筐体部分に配置されており、トランスミッションは、入力軸と共に第２の筐体部分に配置されている。第１の入力軸端部を駆動軸に挿入するか、又は、第２の駆動軸端部を入力軸に挿入することにより、筐体部分を連結することができる。特に、少なくとも第１の筐体部分又は第２の筐体部分は、同様に、複数の部分からなる構成に設計されている。

【0027】

特に、入力軸は、軸方向に沿って互いからある距離の位置に配置されている２つの転がり軸受を介して、回転可能な態様で、第２の筐体部分に装着されている。特に、駆動軸は、唯一の転がり軸受を介して、第１の筐体部分に回転可能に装着されている。

【0028】

特に、入力軸の設置位置は、転がり軸受の配置（特に、径方向に対する配置及び軸方向に対する配置）によって、固定可能であり又は決定可能である。

【0029】

ただし、別の配置も可能である。その配置では、駆動軸は、軸方向に沿って互いからある距離の位置に配置される２つの転がり軸受を介して、回転可能な態様で、第１の筐体部分に装着されている。特に、入力軸は、唯一の転がり軸受を介して、第２の筐体部分に回転可能に装着されている。

【0030】

特に、駆動軸の設置位置は、転がり軸受の配置（特に、径方向に対する配置及び軸方向に対する配置）によって、固定可能であり又は決定可能である。

【0031】

入力軸を第２の筐体部分に収容することにより、特に、駆動部、駆動軸、第１の筐体部分がなくても、トランスミッションの機能試験を行うことが可能である。転がり軸受を介して入力軸を第２の部分筐体に装着することにより、駆動部とは独立にトランスミッションの機能性を試験することもできる。このため、製造されたトランスミッションを試験台上に配置し、各トランスミッションを、（後にそれぞれのトランスミッションに連結される）駆動部の駆動軸等ではなく、試験台の駆動軸を介して駆動することができる。

【0032】

特に、駆動軸は、入力軸に連結可能であり、この連結は、筐体に対して位置が固定された入力軸を介して駆動軸も軸方向において位置が固定されるようになされている。特に、駆動軸は、自由側軸受を介して第１の筐体部分に装着可能である。

【0033】

ただし、別の配置も可能である。その配置では、筐体に対して位置が固定された駆動軸を介して入力軸も軸方向において位置が固定されるように、駆動軸は入力軸に連結されている。特に、入力軸は、自由側軸受を介して第２の筐体部分に装着可能である。

【0034】

特に、径方向における軸（入力軸及び駆動軸）の位置の固定は、少なくとも圧力嵌めによってもなされる。特に、軸方向における軸（入力軸及び駆動軸）の位置の固定は、連結要素と一方の軸との間の、圧力嵌め又は形状嵌め接続又はその両方によってなされる。

【0035】

転がり軸受を介して駆動軸を筐体に装着することにより、トランスミッションとは独立に駆動部の機能性を試験することもできる。そのために、製造された駆動部を試験台上に配置し、各駆動部を、（後にそれぞれの駆動部に連結される）トランスミッションの入力軸等ではなく、試験台の入力軸を介して駆動することができる。

【0036】

第１の筐体部分と第２の筐体部分は、好ましくは、入力軸と第２の筐体部分との間に配置される少なくとも１つの第１のシール（例えば、軸シールリング、具体的には、動的シール、すなわち、シーリング面を基準として、この場合、入力軸を基準としてシールが動く）によって互いから流体分離されているか、又は、駆動軸と第１の筐体部分との間に配置される少なくとも１つの第１のシールによって、互いから流体分離されている。

【0037】

特に、入力軸と第２の筐体部分との間に第１のシールが配置されることにより、内部に配置され（且つ潤滑された）トランスミッションを有する第２の筐体部分と、入力軸とを、第１の筐体部分から流体密に封止可能となる。特に、これにより、第２の筐体部分は、駆動部と第１の筐体部分とを組み立てる必要はなく、製造され且つ完全に機能する形態で試験することが可能となる。

【0038】

特に、第１の筐体部分と第２の筐体部分は、入力軸と駆動軸との間に配置される少なくとも１つの第２のシール（好ましくは、Ｏリング、具体的には、静的シール、すなわち、シールとシーリング面との間で、この場合、軸間で相対的な動きがない）によって、互いから流体分離されている。

【0039】

特に、連結要素とそれぞれの軸、すなわち、駆動軸又は入力軸との間に、第３のシールが配置される（好ましくはＯリング、特に、静的シール、すなわち、シールとシーリング面との間で、この場合、駆動軸と連結要素との間で相対的な動きがないもの）。特に、第３のシールと第２のシールとの間に、摩耗現象（「フレッチング腐食」等）を防止可能な媒体又は少なくとも低減可能な媒体を配置することが可能である。

【0040】

特に、（好ましくは、入力軸が駆動軸中に延在している場合、）駆動軸は未硬化材料から構成されるか、又は、内周面でのみ少なくとも部分的に硬化されている。入力軸は、好ましくは、全体的に硬化されている。硬化された状態とは、軸の熱処理が材料の構造を変え、その後、構造の変換及びそれに関連する軸の材料硬さの上昇が熱処理の結果として実現されることを指す。

【0041】

特に、このように、少なくとも軸の場合は、硬さの上昇を必要なくすることが可能である。これは、特に、入力軸が駆動軸中に延在しており、それによって外周面で周方向に形状嵌め接続をなすことから実現される。外周面に形成される噛み合いシステムは、特に、硬さの上昇を必要とする。トランスミッションへのトルク伝達の機能のため、入力軸は元から硬化されているはずである。このように、ここでは相乗効果を利用できる。結果として、駆動軸は、内周面に噛み合いシステムを有するように設計される。通常は、この噛み合いシステムには硬さの上昇は必要なく、したがって、駆動軸全体に硬さの上昇が全く必要なく、又は、内周面でのみ硬さの上昇が必要とされない。

【0042】

車軸と、少なくとも車軸を駆動するためのドライブトレインとを少なくとも備える自動車であって、ドライブトレインは少なくともドライブユニットを有する自動車がさらに提案される。

【0043】

ドライブユニットの説明は、特に、自動車に当てはめることができ、その逆も同様である。

【0044】

疑義を回避するために言えば、本明細書において使用する序数詞（「第１」、「第２」等）は、主として、幾つかの同じような対象物、数値、工程を区別するために（のみ）供されるものであり、すなわち、特に、これらの序数詞が、これら対象物、数値、工程の、互いに対する任意の依存関係や順序を必ずしも定めるものではない。依存関係や順序が必要である場合には、このことは本明細書において明記されるか、あるいは、実際に記載されている実施形態を検討することにより、当業者にとって明らかになる。

【0045】

以下で、図を参照して、本発明及び技術的背景をより詳細に説明する。本発明が図示する例示的な実施形態により限定されることを、意図しないことに言及されるべきである。特に、特段の記載のない限り、図で説明する技術内容の部分的特徴を抽出し、それらを他の構成要素及び本明細書からの知見と組み合わせることも可能である。同一の参照符号は同一の対象を指し、したがって、他の図からの説明を併せて利用してもよい。図は概略的である。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】ドライブユニットの第１の実施形態例を側方断面図で示す。

【図2】ドライブユニットの第２の実施形態例を側方断面図で示す。

【図3】ドライブユニットの第３の実施形態例を側方断面図で示す。

【図4】ドライブユニットの第４の実施形態例を側方断面図で示す。

【図5】ドライブユニットの第５の実施形態例を側方断面図で示す。

【図6】自動車を示す。

【発明を実施するための形態】

【0047】

図１は、ドライブユニット１の第１の実施形態例を側方断面図で示す。ドライブユニット１は、駆動軸３を有する電気駆動部２と、入力軸５を有するトランスミッション４を備える。駆動軸３と入力軸５は、同軸上に配置されており、少なくとも周方向６に回転不能に連結する噛み合いシステム７によって互いに連結されている。駆動軸３と入力軸５は、回転軸９に平行な内周面１０と回転軸９に平行な外周面１１との間に形成される圧力嵌め１２を介して、軸方向８において少なくとも圧力嵌め接続される。

【0048】

ドライブユニット１は、第１の筐体部分２７と第２の筐体部分２８とを有する複部構成の筐体１９をさらに備え、電気駆動部２は、駆動軸３と共に第１の筐体部分２７に配置されており、トランスミッション４は、入力軸５と共に第２の筐体部分２８に配置されている。第１の入力軸端部２２を駆動軸３に挿入して、筐体部分２７と２８とを連結することができる。入力軸５は、軸方向８に沿って互いからある距離の位置に配置される２つの転がり軸受２９を介して、回転可能な態様で第２の筐体部分２８に装着されている。入力軸５の設置位置は、転がり軸受２９の配置（径方向１７に対する配置及び軸方向８に対する配置）によって固定されるか又は決定される。

【0049】

入力軸５を第２の筐体部分２８に収容することにより、駆動部２、駆動軸３、第１の筐体部分２７がなくても、トランスミッション４の機能試験を行うことができる。

【0050】

駆動軸３は、唯一の転がり軸受２９を介して第１の筐体部分２７に回転可能に装着されている。駆動軸３は、入力軸５に連結されており、この連結は、筐体１９に対して位置が固定された入力軸５を介して駆動軸３も軸方向８において位置が固定されるようになされている。特に、入力軸５及び駆動軸３の径方向１７における位置を固定すること又は入力軸５及び駆動軸３を同軸に配置することは、これら２つの軸３、５を接続することによって、すなわち、特に、圧力嵌め１２によって、少なくとも実現される。軸方向８における位置の固定は、特に、図２及び図３に示す圧力嵌め１２又は形状嵌め接続１４によって実現される。駆動軸３は、自由側軸受を介して第１の筐体部分２７に装着される。

【0051】

第１の筐体部分２７と第２の筐体部分２８は、入力軸５と第２の筐体部分２８との間に配置される第１のシール３０（この場合、軸シールリング）によって、互いから流体分離されている。これにより、内部に配置され且つ潤滑されたトランスミッション４を有する第２の筐体部分２８と、入力軸５とを、第１の筐体部分２７から流体密に封止可能となる。さらに、これにより、第２の筐体部分２８は、駆動部２と第１の筐体部分２７とを組み立てる必要はなく、製造され且つ完全に機能する態様で試験することが可能となる。

【0052】

入力軸５は、軸方向８に沿って、第１の入力軸端部２２と第２の入力軸端部２３との間に延在している。第１の入力軸端部２２は、駆動軸３内に配置されており、圧力嵌め１２及び噛み合いシステム７を形成する。

【0053】

ドライブユニット１を組み立てるには、トランスミッション４と入力軸５とを有する第２の筐体部分２８を用意する。駆動部２と駆動軸３とを有する第１の筐体部分２７が用意され、軸方向８に沿って第２の筐体部分２８に押し付けられ、入力軸５は、内周面１０を介して外周面１１によって駆動軸３と中心を合わせられる。このプロセスの間に、第１の入力軸端部２２は、駆動軸３中に挿入される。各軸は、組立ツール３６によって軸方向８に沿って互いに対して変位可能である。組立ツール３６は、第１の駆動軸端部２４を介して駆動軸３中に挿入可能である。組立ツール３６は、ねじ接続によって第１の入力軸端部２２と相互作用し、第１の駆動軸端部２４にて支持される。組立ツール３６が回転することにより、入力軸５へのねじ接続を介して、入力軸５に駆動軸３を押し付けることができ、圧力嵌め接続１２がなされる。このプロセスの間に、入力軸５のストップに駆動軸３を押し付けることができ、例えば、駆動軸３と入力軸５のストップとの間のばね要素によって予荷重を設定できる。さらに、組立て中の入力軸５に沿った駆動軸３の変位路は、ストップに配置されるワッシャ等によって、短縮又は調節可能である。組立ツール３６は、筐体部分２７、２８を配置し連結して筐体１９を形成した後に取り外すことができる。

【0054】

図２は、ドライブユニット１の第２の実施形態例を側方断面図で示す。図１の説明に注目する。

【0055】

第１の実施形態例とは異なり、この例では、圧力嵌め１２及び周方向６において形状嵌め接続をなす噛み合いシステム７に加えて、軸方向における形状嵌め接続１４が、連結要素１３と第１の入力軸端部２２との間に設けられる。形状嵌め接続１４は、連結要素１３のねじ山１５と、入力軸５の相手ねじ山１６とによりなされる。

【0056】

駆動軸３は、軸方向８に沿って、第１の駆動軸端部２４から入力軸５に向かって第２の駆動軸端部２５まで延在している。連結要素１３は、第１の駆動軸端部２４を介して駆動軸３内に配置されており、形状嵌め接続１４をなすことができる。第１の駆動軸端部２４を介して連結要素１３を配置すると、軸３、５が、トランスミッション４と駆動部２との組立ての際に互いの中に押し込まれ、このように組立てが行われた後で、連結要素１３によって互いに対して位置を固定可能になる。

【0057】

連結要素１３は、軸方向８に対して、駆動軸３上において第２のストップ２６にて支持されている。この第２のストップ２６は、駆動軸３内（この場合、駆動軸３の内周面１０のショルダ上）に配置されている。

【0058】

入力軸５は、軸方向８に対して、第１のストップ１８を介して（この場合、転がり軸受２９の軸受内側リングを介して）ドライブユニット１の筐体１９（第２の筐体部分２８）上に支持されており、
・連結要素１３と入力軸５との間の形状嵌め接続１４と、
・第１のストップ１８と
の間の（軸方向８に沿った）最小距離２０は、（第１の入力軸端部２２と第２の入力軸端部２３との間の）形状嵌め接続１４を形成する入力軸５の最大長さ２１の約５０％である。

【0059】

第１のストップ１８と形状嵌め接続１４との間の距離２０があることにより、入力軸５の弾性を、ドライブユニット１の動作や組立てに利用できる。特に、軸３、５の予荷重をこのように設定することが可能となり、距離２０が増大するにつれて、入力軸５の利用できる弾性が増大し、調節可能な予荷重が増大する。

【0060】

形状嵌め接続１４をなすために、連結要素１３を、第１の駆動軸端部２４を介して駆動軸３内に配置できる。第１の駆動軸端部２４を介して連結要素１３を配置すると、軸３、５が、トランスミッション４と駆動部２との組立ての際に互いの中に押し込まれ、このように組立てが行われた後で、連結要素１３によって互いに対して位置を固定可能になる。

【0061】

図３は、ドライブユニット１の第３の実施形態例を側方断面図で示す。図１及び図２の説明に注目する。

【0062】

第２の実施形態例とは異なり、連結要素１３は、軸方向８に対して、駆動軸３上において第２のストップ２６にて支持されている。この第２のストップ２６は、駆動軸３の外側で、第１の駆動軸端部２４上に配置されている。そのため、駆動軸３と入力軸５とにストレスが加えられるときに、入力軸５（距離２０）の弾性及び連結要素１３の弾性を利用することができる。

【0063】

さらに、第１の筐体部分２７と第２の筐体部分２８は、この場合、入力軸３と駆動軸５との間に配置される第２のシール３１（この場合、Ｏリング）によって互いから流体分離されている。さらに、連結要素１３と駆動軸３との間には、第３のシール３５が配置されている。

【0064】

図４は、ドライブユニット１の第４の実施形態例を側方断面図で示す。図５は、ドライブユニット１の第５の実施形態例を側方断面図で示す。図４及び図５は以下で併せて記載する。図３の説明に注目する。

【0065】

図３とは異なり、この例では、駆動部２とトランスミッション４とを含めた構成要素配置は入れ替わっており、すなわち、駆動軸３は、軸方向８に沿って第１の駆動軸端部２４と第２の駆動軸端部２５との間に延在しており、第２の駆動軸端部２５は、入力軸５内に配置されており、圧力嵌め１２及び噛み合いシステム７を形成する。圧力嵌め接続１２及び周方向６において形状嵌め接続をなす噛み合いシステム７に加えて、軸方向８における形状嵌め接続１４が、連結要素１３と第２の駆動軸端部２５との間にさらに設けられる。形状嵌め接続１４は、連結要素１３のねじ山１５と、駆動軸３の相手ねじ山１６とによりなされる。連結要素１３は、第２の入力軸端部２３を越えて入力軸５内に延在しており、形状嵌め接続１４により第２の駆動軸端部２５に連結される。

【0066】

さらに、入力軸５上の連結要素１３は、軸方向８に対して第２のストップ２６にて支持されており、第２のストップ２６は、入力軸５の外側で第２の入力軸端部２３上に配置されている。

【0067】

図４による第４の実施形態では、駆動軸３は、軸方向８に対して、第１のストップ１８を介して（また、転がり軸受２９、入力軸５及びさらなる転がり軸受２９を介して）、ドライブユニット１の筐体１９（この場合、第２の筐体部分２８）上に支持されている。

【0068】

図５による第５の実施形態例では、駆動軸３は、軸方向８に対して、第１のストップ１８を介して（入力軸５及び転がり軸受２９を介して）ドライブユニット１の筐体１９（この場合、第２の筐体部分２８）上に支持されている。

【0069】

図４による第４の実施形態例では、連結要素１３は、径方向１７に第２の入力軸端部２３を越えて延在しており、転がり軸受２９の内側リングのためのストップをなしている。

【0070】

図６は、車輪を有する少なくとも２本の車軸３３と、これらの車軸３３を駆動するためのドライブトレイン３４を備える自動車３２を示す。ここで、ドライブトレイン３４は、ドライブユニット１を有する。

【符号の説明】

【0071】

１ ドライブユニット
２ 駆動部
３ 駆動軸
４ トランスミッション
５ 入力軸
６ 周方向
７ 噛み合いシステム
８ 軸方向
９ 回転軸
１０ 内周面
１１ 外周面
１２ 圧力嵌め
１３ 連結要素
１４ 接続
１５ ねじ山
１６ 相手ねじ山
１７ 径方向
１８ 第１のストップ
１９ 筐体
２０ 最小距離
２１ 最大長さ
２２ 第１の入力軸端部
２３ 第２の入力軸端部
２４ 第１の駆動軸端部
２５ 第２の駆動軸端部
２６ 第２のストップ
２７ 第１の筐体部分
２８ 第２の筐体部分
２９ 転がり軸受
３０ 第１のシール
３１ 第２のシール
３２ 自動車
３３ 車軸
３４ ドライブトレイン
３５ 第３のシール
３６ 組立ツール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】