DE102021133202A1

DE102021133202A1 - Fahrzeugdifferentialvorrichtung

Info

Publication number: DE102021133202A1
Application number: DE102021133202.8A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Isono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-08-04
Also published as: US20220243796A1; US11572940B2; JP7435495B2; CN114838103A; JP2022118456A

Abstract

Eine Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) weist einen Differentialdrehmechanismus (3) und ein Drehmomenteingabebauteil (4) auf, das ein Antriebsdrehmoment erhält, wobei das Antriebsdrehmoment zu einer ersten Antriebswelle (1) und einer zweiten Antriebswelle (2) verteilt und übertragen wird. Der Differentialdrehmechanismus (3) weist ein Eingabezahnrad (7), das sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil (4) dreht, ein Ausgabezahnrad (8), das sich als eine Einheit mit der ersten Antriebswelle (1) dreht, ein erstes Zahnrad (9) und ein zweites Zahnrad (10), die sich als eine Einheit drehen, und einen Träger (11) auf, der das erste Zahnrad (9) und das zweite Zahnrad (10) stützt, wobei der Träger (11) gestaltet ist, um sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle (2) zu drehen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingabezahnrad (7) und dem ersten Zahnrad (9) unterscheidet sich von dem zwischen dem Ausgabezahnrad (8) und dem zweiten Zahnrad (10). Während einer Differentialdrehung werden die erste Antriebswelle (1) und die zweite Antriebswelle (2) in entgegengesetzten Richtungen gedreht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeugdifferentialvorrichtung, die eine Differentialdrehung von zwei Antriebswellen wie zum Beispiel von rechten und linken Antriebswellen eines Fahrzeugs oder von vorderen und hinteren Antriebswellen eines Vierradantriebsfahrzeugs zulässt, die auf derselben Achse angeordnet sind, und ein Drehmoment zu den Antriebswellen verteilt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein Beispiel einer Differentialvorrichtung, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2019-7505 ( JP 2019-7505 A ) beschrieben ist, wurde entwickelt, um eine Erhöhung der Anzahl von Bearbeitungsschritten zu begrenzen und um die Größe (Baugröße) der Vorrichtung zu reduzieren. Die Differentialvorrichtung, die in JP 2019-7505 A beschrieben ist, weist ein erstes Seitenzahnrad und ein zweites Seitenzahnrad, die Seite an Seite (nebeneinander) in der Richtung der Drehachse angeordnet sind, Gruppen von zwei oder mehreren Ritzeln, die miteinander kämmen, und ein Gehäuse auf, das die Ritzel hält. Das erste Seitenzahnrad und das zweite Seitenzahnrad sind über die Gruppen von Ritzeln derart verbunden, dass eine Differentialdrehung der ersten und zweiten Seitenzahnräder zugelassen wird. Die Gruppe von Ritzeln hat ein erstes Ritzel, das mit dem ersten Seitenzahnrad kämmt, und zwei oder mehrere zweite Ritzel, die mit dem zweiten Seitenzahnrad kämmen. Das erste Ritzel und die zwei oder mehreren zweiten Ritzel sind parallel zueinander angeordnet und werden in dem Gehäuse gehalten. Das erste Ritzel hat einen ersten Zahnradabschnitt, der mit dem ersten Seitenzahnrad kämmt, und einen zweiten Zahnradabschnitt, der mit den zwei oder mehreren zweiten Ritzeln kämmt. Der erste Zahnradabschnitt ist an einem Endabschnitt des ersten Ritzels aus Sicht in der Richtung der Drehachse ausgebildet, und der zweite Zahnradabschnitt ist an dem anderen Endabschnitt des ersten Ritzels aus Sicht in der Richtung der Drehachse ausgebildet. Die zwei oder mehreren zweiten Ritzel sind an Positionen angeordnet, die voneinander in der Umfangsrichtung des zweiten Seitenzahnrads beabstandet sind, und kämmen jeweils mit dem zweiten Seitenzahnrad. Der zweite Zahnradabschnitt des ersten Ritzels kämmt mit den zwei oder mehreren zweiten Ritzeln an Positionen, die radial außerhalb des zweiten Seitenzahnrads liegen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Differentialvorrichtung, die in JP 2019-7505 A beschrieben ist, ist in einem Fahrzeug installiert (eingebaut) als eine Vorrichtung, die eine Differentialdrehung zulässt und ein Drehmoment verteilt zwischen den rechten und linken Antriebswellen oder zwischen den vorderen und hinteren Antriebswellen in einem Vierradantriebsfahrzeug. Um eine Installation in dem Fahrzeug zu erleichtern, ist es wünschenswert, die physikalische Größe (Baugröße) der Vorrichtung zu minimieren. In der Differentialvorrichtung, die in JP 2019-7505 A beschrieben ist, kämmen das erste Ritzel und die zweiten Ritzel miteinander an der radial äußeren Seite des zweiten Seitenzahnrads; daher kann die Größe (Baugröße) der Vorrichtung gemessen in der Richtung der Drehachse reduziert werden verglichen zu dem Fall, in dem zwei Ritzel miteinander an der Außenseite eines Seitenzahnrads aus Sicht in der Richtung der Drehachse wie in dem Stand der Technik kämmen. In der Differentialvorrichtung, die in JP 2019-7505 A beschrieben ist, sind drei Gruppen von Ritzeln, die jeweils eine Kombination von drei Ritzeln umfassen, in der Umfangsrichtung des ersten Seitenzahnrads und des zweiten Seitenzahnrads angeordnet. Demgemäß verwendet die Differentialvorrichtung, die in JP 2019 - 7505 A beschrieben ist, insgesamt elf Zahnräder, insbesondere neun Ritzel und zwei Seitenzahnräder. Somit erfordert die Differentialvorrichtung, die in JP 2019 - 7505 A beschrieben ist, eine Verwendung einer großen Anzahl von Zahnrädern, obwohl die Vorrichtungsgröße gemessen in der Richtung der Drehachse reduziert werden soll, wie vorstehend beschrieben ist. Als Ergebnis sind die Anzahl der Komponenten und die Anzahl der Zusammenbauschritte (Montageschritte) erhöht, woraus sich eine Erhöhung der Kosten ergibt. Ferner ist es, da eine große Anzahl von Ritzeln an der radial äußeren Seite des Seitenzahnrads angeordnet ist, nicht einfach, die Vorrichtungsgröße gemessen in den radialen Richtungen zu reduzieren. Folglich kann die physikalische Größe (Baugröße) der Vorrichtung als Ganzes nicht ausreichend reduziert werden.
Diese Offenbarung sieht eine Fahrzeugdifferentialvorrichtung vor, die eine kompakte und einfache Struktur hat und einfach in einem Fahrzeug installiert (eingebaut, montiert) werden kann.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung ist eine Fahrzeugdifferentialvorrichtung vorgesehen, die eine erste Antriebswelle und eine zweite Antriebswelle, die auf derselben Drehachse angeordnet sind und relativ zueinander drehbar sind, einen Differentialdrehmechanismus, der gestaltet ist, um eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle zuzulassen, und ein Drehmomenteingabebauteil aufweist, das auf der Drehachse angeordnet ist und gestaltet ist, um ein Antriebsdrehmoment von einer vorgegebenen Leistungsquelle zu erhalten. In der Fahrzeugdifferentialvorrichtung wird das Antriebsdrehmoment zu der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle verteilt und übertragen. Der Differentialdrehmechanismus weist ein Eingabezahnrad, das auf der Drehachse angeordnet ist und sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil dreht, ein Ausgabezahnrad, das auf der Drehachse angeordnet ist und sich als eine Einheit mit der ersten Antriebswelle dreht, ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad, die auf derselben Achse angeordnet sind und sich als eine Einheit drehen, und einen Träger auf, der auf der Drehachse angeordnet ist und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad derart stützt, dass das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad um die Achse des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads drehbar sind und um die Drehachse umlaufbar sind. Der Träger dreht sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle. Das Eingabezahnrad und das erste Zahnrad kämmen miteinander und das Ausgabezahnrad und das zweite Zahnrad kämmen miteinander. Das Übersetzungsverhältnis (das erste Übersetzungsverhältnis) zwischen dem Eingabezahnrad und dem ersten Zahnrad unterscheidet sich von dem Übersetzungsverhältnis (dem zweiten Übersetzungsverhältnis) zwischen dem Ausgabezahnrad und dem zweiten Zahnrad. Wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle gleich ist wie die Drehzahl der zweiten Antriebswelle, wird das Antriebsdrehmoment gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle übertragen (insbesondere werden die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle als eine Einheit gedreht). Wenn die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle eine Differentialdrehung ausführen, werden die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen gedreht.
Gemäß der Offenbarung kann, wenn z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads bezeichnet, z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads bezeichnet, z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads bezeichnet, ein Verhältnis, dass 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) = -1, erfüllt werden.
Gemäß der Offenbarung kann, wenn z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads bezeichnet, z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads bezeichnet, z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads bezeichnet, ein Verhältnis, dass -2 < 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) < -1, erfüllt werden.
Das Eingabezahnrad in der Offenbarung kann ein erstes Sonnenzahnrad sein, das ein Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) ist, das Ausgabezahnrad kann ein zweites Sonnenzahnrad sein, das ein Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) ist, das erste Zahnrad kann ein erstes Ritzel (Planetenzahnrad) sein, das entlang eines Außenumfangs des ersten Sonnenzahnrads umläuft, während es mit dem ersten Sonnenzahnrad kämmt, und das zweite Zahnrad kann ein zweites Ritzel (Planetenzahnrad) sein, das entlang eines Außenumfangs des zweiten Sonnenzahnrads umläuft, während es mit dem zweiten Sonnenzahnrad kämmt.
Der Außendurchmesser des ersten Sonnenzahnrads in der Offenbarung kann größer sein als der Außendurchmesser des zweiten Sonnenzahnrads.
In der vorliegenden Offenbarung können zumindest ein Zahnradpaar eines ersten Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads und des ersten Ritzels und ein zweites Zahnradpaar des zweiten Sonnenzahnrads und des zweiten Ritzels ein Paar Schrägzahnräder (Schrägverzahnungszahnräder) aufweisen.
Das Eingabezahnrad in der Offenbarung kann ein erstes Hohlzahnrad sein, das ein Innenzahnrad ist, das Ausgabezahnrad kann ein zweites Hohlzahnrad sein, das ein Innenzahnrad ist, das erste Zahnrad kann ein erstes Ritzel (Planetenzahnrad) sein, das ein Außenzahnrad ist, das entlang eines Innenumfangs des ersten Hohlzahnrads umläuft, während es mit dem ersten Hohlzahnrad kämmt, und das zweite Zahnrad kann ein zweites Ritzel (Planetenzahnrad) sein, das ein Außenzahnrad ist, das entlang eines Innenumfangs des zweiten Hohlzahnrads umläuft, während es mit dem zweiten Hohlzahnrad kämmt.
Das Eingabezahnrad in der Offenbarung kann ein Eingabehohlzahnrad sein, das ein Innenzahnrad ist, das Ausgabezahnrad kann ein Ausgabesonnenzahnrad sein, das ein Außenzahnrad ist, das erste Zahnrad kann ein erstes Planetenzahnrad sein, das ein Außenzahnrad ist, das entlang eines Innenumfangs des Eingabehohlzahnrads umläuft, während es mit dem Eingabehohlzahnrad kämmt, das zweite Zahnrad kann ein zweites Planetenzahnrad sein, das ein Innenzahnrad ist, das entlang eines Außenumfangs des Ausgabesonnenzahnrads umläuft, während es mit dem Ausgabesonnenzahnrad kämmt, und das erste Planetenzahnrad und das zweite Planetenzahnrad können als eine Einheit ausgebildet sein.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann in einem Fahrzeug installiert (eingebaut) sein, das rechte und linke Antriebsräder hat, die in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind. Die erste Antriebswelle kann ein Drehmoment zwischen einem der rechten und linken Antriebsräder und dem Ausgabezahnrad übertragen und die zweite Antriebswelle kann ein Drehmoment zwischen dem anderen der rechten und linken Antriebsräder und dem Träger übertragen. Die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle können gegenüberliegend zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sein.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann in einem Vierradantriebsfahrzeug installiert (eingebaut) sein, das vordere und hintere Antriebsräder hat, die in einer Gesamtlängsrichtung angeordnet sind. Die erste Antriebswelle kann ein Drehmoment zwischen einem der vorderen und hinteren Antriebsräder und dem Ausgabezahnrad übertragen und die zweite Antriebswelle kann ein Drehmoment zwischen dem anderen der vorderen und hinteren Antriebsräder und dem Träger übertragen. Die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle können gegenüberliegend zueinander in der Gesamtlängsrichtung angeordnet sein.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann des Weiteren ein Steuerungsstellglied aufweisen, das ein Steuerungsdrehmoment erzeugt, das sich von dem Antriebsdrehmoment unterscheidet. Das Steuerungsstellglied kann mit dem Drehmomenteingabebauteil und der zweiten Antriebswelle derart verbunden sein, dass eine Leistung zwischen dem Steuerungsstellglied und dem Drehmomenteingabebauteil und der zweiten Antriebswelle übertragbar ist. Der Differentialdrehmechanismus kann das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen drehen, wenn das Steuerungsdrehmoment auf die zweite Antriebswelle aufgebracht (eingegeben) wird, und die Verteilung (das Verteilungsverhältnis) des Antriebsdrehmoments, das von dem Drehmomenteingabebauteil zu der ersten Antriebswelle übertragen wird, und des Antriebsdrehmoments, das von dem Drehmomenteingabebauteil zu der zweiten Antriebswelle übertragen wird, kann durch Steuern des Steuerungsdrehmoments gesteuert werden (insbesondere kann eine Drehmomentverteilung zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle ausgeführt werden).
Gemäß der Offenbarung kann das Steuerungsstellglied ein Steuerungsmotor oder eine elektromagnetische Bremse einer Erregungsbetriebsbauart oder eine elektrische Bremse sein.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann des Weiteren einen Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung aufweisen, der zwischen dem Steuerungsstellglied und dem Differentialdrehmechanismus und der zweiten Antriebswelle vorgesehen ist. Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung kann ein Sonnenzahnrad, das mit dem Differentialdrehmechanismus über das Drehmomenteingabebauteil verbunden ist; ein Planetenzahnrad, das um die Drehachse umläuft, während es mit dem Sonnenzahnrad kämmt; einen Umlaufstützträger, der eine Umlaufbewegung des Planetenzahnrads stützt; und eine Ausgabeplatte aufweisen, die sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle dreht und die Umlaufbewegung des Planetenzahnrads in eine Drehbewegung der zweiten Antriebswelle umwandelt. Das Steuerungsdrehmoment kann von dem Steuerungsstellglied auf den Umlaufstützträger aufgebracht werden und das Drehzahluntersetzungsverhältnis (Untersetzungsverhältnis) eines eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus, der das Sonnenzahnrad und das Planetenzahnrad aufweist, kann gleich wie die Zähnezahl des Planetenzahnrads sein.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann des Weiteren einen Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung aufweisen, der zwischen dem Steuerungsstellglied und dem Differentialdrehmechanismus und der zweiten Antriebswelle vorgesehen ist. Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung kann ein erstes Sonnenzahnrad, das sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil dreht; ein zweites Sonnenzahnrad, das auf der Drehachse angeordnet ist und sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle dreht; ein erstes Ritzel, das mit dem ersten Sonnenzahnrad kämmt; ein zweites Ritzel, das mit dem zweiten Sonnenzahnrad kämmt, und einen Träger aufweisen, der auf der Drehachse angeordnet ist und das erste Ritzel und das zweite Ritzel stützt, derart, dass das erste Ritzel und das zweite Ritzel jeweils um Achsen des ersten Ritzels und des zweiten Ritzels drehbar sind und um die Drehachse umlaufbar sind. Das erste Sonnenzahnrad und das zweite Sonnenzahnrad können relativ zueinander drehen. Das erste Ritzel und das zweite Ritzel können sich als eine Einheit in einer Selbstdrehrichtung drehen. Der Träger kann gestaltet sein, um ein Steuerungsdrehmoment des Steuerungsstellglieds über den Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus zu erhalten. Das Übersetzungsverhältnis eines Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads und des ersten Ritzels kann sich von dem Übersetzungsverhältnis eines Zahnradpaares des zweiten Sonnenzahnrads und des zweiten Ritzels unterscheiden.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann des Weiteren einen Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus, der ein Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad, einen Drehzahlerhöhungsträger und ein Drehzahlerhöhungshohlzahnrad hat, und einen Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus aufweisen, der ein Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad, einen Drehzahlreduzierungsträger und ein Drehzahlreduzierungshohlzahnrad hat. Der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus und der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus können auf der Drehachse angeordnet sein. Das Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad kann nicht drehbar fixiert sein. Der Drehzahlerhöhungsträger kann sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil (und dem Eingabezahnrad) drehen. Die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads kann sich relativ zu der Drehzahl des Drehzahlerhöhungsträgers erhöhen, wenn sich der Drehzahlerhöhungsträger dreht. Das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad kann mit dem Drehzahlerhöhungshohlzahnrad verbunden sein und sich als eine Einheit mit dem Drehzahlerhöhungshohlzahnrad drehen. Die Drehzahl des Drehzahlreduzierungsträgers kann relativ zu der Drehzahl des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads reduziert werden. Das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad kann als eine Einheit mit einer Steuerungsdrehmomentausgabewelle drehen, durch die das Steuerungsstellglied das Steuerungsdrehmoment erzeugt, und das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad kann sich relativ zu dem Drehmomenteingabebauteil drehen (insbesondere dreht es nicht mit dem Drehmomenteingabebauteil), wenn sich die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle mit der gleichen Drehzahl in derselben Richtung drehen, um sich mit dem Drehmomenteingabebauteil mitzudrehen.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann in einem Fahrzeug mit rechten und linken Antriebsrädern, die in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, gemeinsam mit einem Antriebsmotor installiert sein, der das Antriebsdrehmoment als die vorgegebene Leistungsquelle erzeugt, wobei die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle gegenüberliegend zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind. Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung kann des Weiteren einen ersten Drehzahlreduktionsmechanismus, der zwischen der ersten Antriebswelle und einer ersten Achse angeordnet ist, mit der eines der rechten und linken Antriebsräder verbunden ist, und der gestaltet ist, um ein Drehmoment der ersten Antriebswelle zu verstärken und das Drehmoment zu der ersten Achse zu übertragen, und einen zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus aufweisen, der zwischen der zweiten Antriebswelle und einer zweiten Achse angeordnet ist, mit der das andere der rechten und linken Antriebsräder verbunden ist, und der gestaltet ist, um ein Drehmoment der zweiten Antriebswelle zu verstärken und das Drehmoment zu der zweiten Achse zu übertragen. Der Differentialdrehmechanismus, der Antriebsmotor, der erste Drehzahlreduktionsmechanismus und der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus können auf der Drehachse angeordnet sein.
Der Antriebsmotor der Offenbarung kann ein Rotor mit einer hohlen Struktur sein, und der Differentialdrehmechanismus kann in einem hohlen Abschnitt des Rotors angeordnet sein (insbesondere kann er in dem Antriebsmotor aufgenommen sein).
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung weist prinzipiell zwei Zahnräder, das heißt ein Eingabezahnrad und ein Ausgabezahnrad, zwei weitere Zahnräder, das heißt ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad, die jeweils mit den vorstehend genannten zwei Zahnrädern kämmen, und einen Träger auf, der das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad derart stützt, dass sie um die Achse des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads drehen können und um die Drehachse umlaufen können. Somit weist ein prinzipieller Getriebeübertragungsabschnitt (Zahnradübertragungsabschnitt) der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung insgesamt vier Arten von Zahnrädern und den Träger auf. Das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad laufen um die Drehachse um, während sie mit dem Eingabezahnrad und dem Ausgabezahnrad entsprechend kämmen. Insbesondere sind das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad sogenannte Planetenzahnräder von Planetengetriebemechanismen. Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung dieser Offenbarung weist im Wesentlichen zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen auf, die sich den Träger teilen. Zum Beispiel weist die Fahrzeugdifferentialvorrichtung zwei Arten von Planetengetriebemechanismen auf, die keine Hohlzahnräder verwenden, oder zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die keine Sonnenzahnräder verwenden, oder zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die keine Ritzel verwenden. Der Planetengetriebemechanismus, der in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung verwendet wird, hat eine einfachere Struktur verglichen zu einem allgemeinen Planetengetriebemechanismus, der aus einem Sonnenzahnrad, einem Hohlzahnrad und Ritzeln gebildet ist.
Des Weiteren ist in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung dieser Offenbarung das Übersetzungsverhältnis (nachstehend auch als ein „erstes Übersetzungsverhältnis“ bezeichnet) zwischen dem Eingabezahnrad und dem ersten Zahnrad derart festgelegt, dass es sich von dem Übersetzungsverhältnis (nachstehend auch als ein „zweites Übersetzungsverhältnis“ bezeichnet) zwischen dem Ausgabezahnrad und dem zweiten Zahnrad unterscheidet. Daher beeinflussen sich in einem Zustand, in dem die Drehzahl des Eingabezahnrads, das mit dem Drehmomenteingabebauteil verbunden ist, gleich ist wie die Drehzahl des Ausgabezahnrads, das mit der ersten Antriebswelle verbunden ist, wenn ein Drehmoment zwischen dem Eingabezahnrad und dem ersten Zahnrad und zwischen dem Ausgabezahnrad und dem zweiten Zahnrad entsprechend übertragen wird, das Kämmen der Zahnräder an der Eingabezahnradseite und das Kämmen der Zahnräder an der Ausgabezahnradseite untereinander. Als Ergebnis wird der Differentialdrehmechanismus in einen im Wesentlichen Eingriffszustand gestellt und dreht sich als eine Einheit. Daher drehen sich das Eingabezahnrad, das Ausgabezahnrad und der Träger als eine Einheit, ohne dass eine Differentialdrehung ausgeführt wird. Folglich drehen sich die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle nicht differentiell, sondern drehen sich mit der gleichen Drehzahl. Andererseits wird, wenn es eine Differenz zwischen der Drehzahl des Eingabezahnrads und der Drehzahl des Ausgabezahnrads gibt, der vorstehend beschriebene Eingriffszustand, der aufgrund des Einflusses zwischen den Zahnrädern an der Eingabezahnradseite und den Zahnrädern an der Ausgabezahnradseite eingerichtet wird, aufgehoben und überträgt der Differentialdrehmechanismus ein Drehmoment gemäß dem „ersten Übersetzungsverhältnis“ und dem „zweiten Übersetzungsverhältnis“ entsprechend. Daher drehen sich das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad entsprechend, so dass sich das Ausgabezahnrad in der entgegengesetzten Richtung relativ zu dem Eingabezahnrad dreht. Des Weiteren drehen sich das Ausgabezahnrad und der Träger in entgegengesetzten Richtungen. Als Ergebnis drehen sich die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle entsprechend, derart, dass eine der Antriebswellen sich in der entgegengesetzten Richtung mit Bezug auf die andere Antriebswelle dreht. Insbesondere drehen sich die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle relativ zueinander in den entgegengesetzten Drehrichtungen, während sie differentiell drehen. Daher wird das Antriebsdrehmoment, das von einer Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) zu dem Drehmomenteingabebauteil aufgebracht wird, zu der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle verteilt. Zu der gleichen Zeit wird eine Differenz bei der Drehzahl zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle aufgenommen (aufgefangen, gedämpft). Somit kann gemäß dieser Offenbarung die Fahrzeugdifferentialvorrichtung, die eine kompakte Größe (Baugröße) und eine einfache Struktur hat, konstruiert (bereitgestellt) werden mittels der zwei Gruppen von einfachen Planetengetriebemechanismen (Differentialdrehmechanismus), wie vorstehend beschrieben ist.
In der Fahrzeugdifferentialvorrichtung dieser Offenbarung kann, wenn z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads bezeichnet, z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads bezeichnet, z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads bezeichnet, die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads, die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads, die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads entsprechend so festgelegt sein, dass das Verhältnis 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) = -1 erfüllt ist. Der Term „1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄)“ in der Gleichung des Verhältnisses, der die Zähnezahl jedes Zahnrads betrifft, ist der reziproke Wert des Verhältnisses der Drehzahl des Eingabezahnrads zu der Drehzahl des Trägers und ist das Untersetzungsverhältnis (Drehzahlreduktionsverhältnis) des Differentialdrehmechanismus, das die Drehrichtung berücksichtigt (das negative Vorzeichen, das bei dem Untersetzungsverhältnis aufgeführt ist, bedeutet, dass die Drehrichtung des Trägers umgekehrt zu der des Eingabezahnrads ist). Daher drehen, wenn das Untersetzungsverhältnis des Differentialdrehmechanismus „-1“ ist und die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle sich differentiell drehen, die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle relativ zueinander mit gleicher Drehzahl in den entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß ist es mit der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung möglich, ein Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil aufgebracht wird, gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle zu verteilen und zu übertragen, während eine Differentialdrehung zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle zugelassen wird.
Ferner kann, in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung, wenn z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads bezeichnet, z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads bezeichnet, z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads bezeichnet, die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads, die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads, die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads entsprechend so festgelegt sein, dass das Verhältnis -2 < 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) < -1 erfüllt ist. In dem Fall eines Differentialdrehmechanismus, der einen allgemeinen Planetengetriebemechanismus verwendet, ist die Magnitude (der Absolutwert) des Untersetzungsverhältnisses (Drehzahlreduktionsverhältnisses), das festgelegt werden kann, ungefähr „3“ bei einem Minimum. Andererseits sind bei der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads, die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads, die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads geeignet eingestellt und festgelegt, so dass das Übersetzungsverhältnis (Drehzahlreduktionsverhältnis) innerhalb des Werts von ungefähr „1“ bis „2“ festgelegt werden kann. Somit kann die Fahrzeugdifferentialvorrichtung mit einem hohen Freiheitsgrad beim Festlegen des Drehmomentverteilungsverhältnisses konstruiert werden.
In der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung können zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen konstruiert sein, in denen das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad Sonnenzahnräder (ein erstes Sonnenzahnrad und ein zweites Sonnenzahnrad) in der Form von Außenzahnrädern (Zahnrädern mit Außenverzahnungen) sind und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad Planetenzahnräder (ein erstes Ritzel und ein zweites Ritzel) sind, die entlang den Außenumfängen des Eingabezahnrads und des Ausgabezahnrads entsprechend umlaufen. Diese zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen bilden den Differentialdrehmechanismus. In diesem Fall hat jede der zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen eine einfache Struktur, die kein Hohlzahnrad verwendet. Somit kann gemäß der Offenbarung die Fahrzeugdifferentialvorrichtung, die eine kompakte Größe (Baugröße) und eine einfache Struktur hat, durch Verwendung der zwei Gruppen von einfachen Planetengetriebemechanismen (Differentialdrehmechanismus) konstruiert werden.
Ferner kann in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung, wie vorstehend erwähnt ist, wenn das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad jeweils durch das erste Sonnenzahnrad und das zweite Sonnenzahnrad in der Form von Außenzahnrädern vorgesehen sind, der Außendurchmesser des ersten Sonnenzahnrads (Eingabezahnrads) größer festgelegt sein als der des zweiten Sonnenzahnrads (Ausgabezahnrads). Daher kann der Durchmesser des ersten Sonnenzahnrads, das ein Eingabeelement ist und erforderlich ist, um eine größere Festigkeit zu haben, erhöht (vergrößert) werden. Als Ergebnis kann eine ausreichende Festigkeit des ersten Sonnenzahnrads sichergestellt werden. Demgemäß kann der Differentialdrehmechanismus mit einer kleinen Baugröße gestaltet sein, und folglich kann die Größe (Baugröße) der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung reduziert werden.
In der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann, wie vorstehend erwähnt ist, wenn das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad jeweils durch das erste Sonnenzahnrad und das zweite Sonnenzahnrad in der Form von Außenzahnrädern vorgesehen sind und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad jeweils durch das erste Ritzel und das zweite Ritzel in der Form von Außenzahnrädern vorgesehen sind, zumindest ein Zahnradpaar des Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads und des ersten Ritzels und des Zahnradpaares des zweiten Sonnenzahnrads und des zweiten Ritzels durch Schrägzahnräder (Schrägverzahnungszahnräder) ausgebildet sein. Mit den Schrägzahnrädern (Schrägverzahnungszahnrädern), die somit verwendet werden, wird, wenn ein Drehmoment auf das Paar Zahnräder aufgebracht wird, eine Axialkraft beziehungsweise Drängkraft (Kraft, die in der Richtung der Drehachse wirkt) gemeinsam mit dem Drehmoment erzeugt. Daher kann die Differentialbegrenzung bei der Fahrzeugdifferentialvorrichtung angewandt werden mittels eines Reibungsgleitwiderstands, der an Endflächen der Zahnräder in Erwiderung auf die Axialkraft erzeugt wird. Demgemäß kann die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die Differentialbegrenzungsfunktion einer sogenannten Drehmomentmessart ausüben.
Ferner können in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen konstruiert sein, in denen das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad jeweils durch Hohlzahnräder in der Form von Innenzahnrädern (Zahnrädern mit Innenverzahnung) vorgesehen sind, und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad jeweils durch Planetenzahnräder (Ritzel) vorgesehen sind, die entlang den Innenumfängen des Eingabezahnrads und des Ausgabezahnrads umlaufen. Dann bilden die zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen den Differentialdrehmechanismus. In diesem Fall hat jede der zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen eine einfache Struktur, die kein Sonnenzahnrad verwendet. Somit kann gemäß der Offenbarung die Fahrzeugdifferentialvorrichtung, die eine kompakte Größe (Baugröße) hat und eine einfache Struktur aufweist, konstruiert werden durch Verwendung der zwei Gruppen von einfachen Planetengetriebemechanismen (Differentialdrehmechanismus).
Ferner können in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung zwei Gruppen von eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen konstruiert sein, in denen das Eingabezahnrad durch das Hohlzahnrad in der Form des Innenzahnrads vorgesehen ist und das Ausgabezahnrad durch das Sonnenzahnrad in der Form des Außenzahnrads vorgesehen ist, während das erste Zahnrad durch das Planetenzahnrad vorgesehen ist, das entlang des Innenumfangs des Eingabezahnrads umläuft, und das zweite Zahnrad durch das Planetenzahnrad vorgesehen ist, das entlang des Außenumfangs des Außenzahnrads umläuft. Dann bilden die zwei Gruppen der eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen den Differentialdrehmechanismus. Der eingeschriebene Planetengetriebemechanismus hat eine einfache Struktur, der keine Ritzel verwendet. Somit kann gemäß der Offenbarung die Fahrzeugdifferentialvorrichtung, deren Größe (Baugröße) kompakt ist und eine einfache Struktur hat, konstruiert werden durch Verwendung der zwei Gruppen von einfachen eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen (Differentialdrehmechanismus).
Ferner können in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle seitlich nebeneinander in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sein. Somit werden die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle als Achsen verwendet, die ein Drehmoment zu den Antriebsrädern übertragen, oder sind die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle mit den Achsen der rechten und linken Antriebsräder verbunden, um die Differentialvorrichtung für die rechten und linken Antriebsräder des Fahrzeugs vorzusehen. Demgemäß kann die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung eine Differentialvorrichtung für die rechten und linken Antriebsräder vorsehen, deren Größe (Baugröße) kompakt ist und eine einfache Struktur hat, und kann sie einfach in dem Fahrzeug installiert werden.
Ferner können in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle in Längsrichtung nebeneinander in der gesamten Längsrichtung (oder der Längsrichtung) des Fahrzeugs angeordnet sein. Daher werden die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle als Antriebswellen verwendet, die ein Drehmoment zu den Antriebsrädern übertragen, um ein sogenanntes Mittendifferential eines Vierradantriebsfahrzeugs vorzusehen. Somit kann die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung das Mittendifferential für die vorderen und hinteren Antriebsräder vorsehen, deren Größe (Baugröße) kompakt ist und eine einfache Struktur aufweist, und kann sie einfach in dem Vierradantriebsfahrzeug installiert werden.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann mit dem Steuerungsstellglied kombiniert werden, um eine Drehmomentvektoringvorrichtung vorzusehen. Durch Übertragen eines Steuerungsdrehmoments, das durch das Steuerungsstellglied erzeugt wird, zu dem Drehmomenteingabebauteil ist es möglich, das Steuerungsdrehmoment zu dem Ausgabezahnrad, das heißt zu der ersten Antriebswelle, und dem Träger, das heißt, der zweiten Antriebswelle zu verteilen und zu übertragen. Das Steuerungsdrehmoment, das zu dem Ausgabezahnrad und dem Träger übertragen wird, bewirkt, dass sich das Ausgabezahnrad und der Träger in entgegengesetzten Richtungen drehen. Demgemäß kann durch die Steuerung des Steuerungsdrehmoments des Steuerungsstellglieds die Verteilung oder ein Verteilungsverhältnis des Antriebsdrehmoments, das von der Leistungsquelle zu der ersten Antriebswelle übertragen wird, und des Antriebsdrehmoments, das von der Leistungsquelle zu der zweiten Antriebswelle übertragen wird, positiv gesteuert werden. Insbesondere kann ein Drehmomentvektoring an den rechten und linken Antriebsrädern oder den vorderen und hinteren Antriebsrädern zum Beispiel ausgeführt werden. Demgemäß kann mit der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die Drehmomentvektoringvorrichtung, deren Größe (Baugröße) kompakt ist und eine einfache Struktur aufweist, konstruiert werden.
Wenn die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung mit dem Steuerungsstellglied kombiniert wird, um die Drehmomentvektoringvorrichtung vorzusehen, kann, wie vorstehend beschrieben ist, der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus und der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus zum Bereitstellen einer sogenannten Nebendrehung (Mitdrehung) des Steuerungsstellglieds vorgesehen werden. In der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung drehen sich, wenn das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad sich mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung drehen, das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und der Träger zusätzlich zu dem oder anstelle des Eingabezahnrad/s und des Ausgabezahnrad/s als eine Einheit. Insbesondere dreht sich der Differentialdrehmechanismus als eine Einheit. Zu derselben Zeit drehen sich der Drehzahlerhöhungsträger des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus und der Drehzahlreduzierträger des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung. In diesem Fall funktioniert (wirkt) der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus als ein Drehzahlerhöhungsmechanismus, der die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads relativ zu der Drehzahl des Drehzahlerhöhungsträgers bei einer Bedingung (einem Zustand), bei der (in dem) eine Drehung des Drehzahlerhöhungssonnenzahnrads gestoppt ist/wird. Andererseits funktioniert (wirkt) der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus als ein Drehzahlreduzierungsmechanismus, der die Drehzahl des Drehzahlreduzierungsträgers relativ zu der des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads reduziert. Die Drehzahl des Drehzahlerhöhungsträgers ist gleich wie die des Drehzahlreduzierungsträgers. Ferner sind das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad und das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad miteinander verbunden, so dass die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads gleich ist wie die des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads. Daher ist der Absolutwert des Drehzahlerhöhungsverhältnisses des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus gleich wie der Absolutwert des Drehzahlreduktionsverhältnisses des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus. In diesem Fall wird, da die Drehzahl des Drehzahlerhöhungssonnenzahnrads des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus gleich ist wie „0“, die Drehzahl des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus auf „0“ oder eine Drehzahl um „0“ reduziert relativ zu der Drehzahl des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads oder des Drehzahlreduzierungsträgers gemäß dem Übersetzungsverhältnis des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus. In diesem Fall sind das Übersetzungsverhältnis des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus und das Übersetzungsverhältnis des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus derart festgelegt, dass sie zueinander gleich groß sind, so dass die Drehzahl des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads gleich null gemacht werden kann. Demgemäß kann, wenn das Eingabezahnrad und das Ausgabezahnrad sich mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung drehen, wie vorstehend erwähnt ist, und der Differentialdrehmechanismus sich als eine Einheit dreht, die Drehzahl der Steuerungsdrehmomentausgabewelle, die mit dem Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad verbunden ist, gleich null gemacht werden oder im Wesentlichen auf null gebracht werden. Insbesondere kann eine Mitdrehung des Steuerungsstellglieds begrenzt oder verhindert werden. Demgemäß ist es mit der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung möglich, eine Drehung des Steuerungsstellglieds zu unterdrücken und die Leistungsübertragungseffizienz (Antriebskraftübertragungseffizienz) der Fahrzeugdifferentialvorrichtung zu verbessern. Folglich kann die Energieeffizienz des Fahrzeugs, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung gemeinsam mit dem Steuerungsstellglied installiert ist, verbessert werden.
Die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung kann mit dem Antriebsmotor und dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus und dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus kombiniert werden, um eine Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) vorzusehen, die als eine Antriebskraftquelle des Fahrzeugs dient. In diesem Gesichtspunkt sind die Fahrzeugdifferentialvorrichtung, der Antriebsmotor, der erste Drehzahlreduktionsmechanismus und der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus alle auf derselben Drehachse angeordnet. Daher ist die Antriebskrafteinheit (Leistungseinheit) mit einer gleichachsigen Struktur, in der die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung vorgesehen ist, konstruiert. Zu dieser Zeit ist die Fahrzeugdifferentialvorrichtung bahnaufwärtig jedes Drehzahlreduktionsmechanismus angeordnet. Insbesondere ist die Fahrzeugdifferentialvorrichtung zwischen dem Antriebsmotor und dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus und dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus angeordnet. Als Ergebnis wird ein Antriebsdrehmoment, das durch den ersten Drehzahlreduktionsmechanismus und den zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus nicht verstärkt worden ist, auf die Fahrzeugdifferentialvorrichtung aufgebracht. Daher ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass die Größe (Baugröße) der Fahrzeugdifferentialvorrichtung erhöht (vergrößert) ist. Demgemäß kann mit der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die Antriebskrafteinheit der gleichachsigen Struktur, deren Größe (Baugröße) kompakt ist und die eine einfache Struktur aufweist, konstruiert werden.
Wenn die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung mit dem Antriebsmotor und dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus und dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus kooperiert (zusammenwirkt), wie vorstehend erwähnt ist, um die Antriebskrafteinheit mit der gleichachsigen Struktur vorzusehen, kann der Antriebsmotor mit einem Rotor mit einer hohlen Struktur verwendet werden. Dann ist der Differentialdrehmechanismus in einem hohlen Abschnitt des Rotors angeordnet. Insbesondere ist der Differentialdrehmechanismus in dem Rotor des Antriebsmotors aufgenommen. Daher kann die gesamte Länge der Antriebskrafteinheit gemessen in der Richtung der Drehachse verkürzt werden verglichen zu der Anordnung, in der der Antriebsmotor und der Differentialdrehmechanismus hintereinander in der Richtung der Drehachse angeordnet sind. Demgemäß kann mit der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung die Antriebskrafteinheit, die weiterhin hinsichtlich ihrer Größe (Baugröße) kompakt ist und weiterhin eine einfache Struktur aufweist und die reduzierte (verkürzte) Gesamtlänge in der Richtung der Drehachse hat, konstruiert werden.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und gewerbliche Besonderheiten von beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche beziehungsweise ähnliche Elemente bezeichnen und in denen Folgendes gezeigt ist:

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung dieser Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung eine Art (Bauart) ist, in der zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen mit jeweils einem Sonnenzahnrad und Ritzeln einen „Differentialdrehmechanismus“ bilden, um ein „offenes Differential“ vorzusehen;
2 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Art (Bauart), die in 1 gezeigt ist, mit einem „Steuerungsstellglied“ kombiniert ist, um einen „Differentialmechanismus für die rechten und linken Räder“ mit einer Drehmomentvektoringfunktion vorzusehen;
3 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 1 gezeigt ist, mit einem „Antriebsmotor“ und einem „Bremsmechanismus“ kombiniert ist, um eine „Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit)“ mit der Drehmomentvektoringfunktion vorzusehen;
4 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 1 gezeigt ist, mit einem „Antriebsmotor“ und einem „Steuerungsstellglied“ kombiniert ist, um eine „Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) mit einer gleichachsigen Struktur (ein Mittendifferential, das mit einem Antriebsmotor integriert ist)“ mit der Drehmomentvektoringfunktion vorzusehen;
5 ist eine Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die „Leistungseinheit mit der gleichachsigen Struktur“, die in 4 gezeigt ist, mit einer „elektromagnetischen Bremse“ als das „Steuerungsstellglied“ vorgesehen ist;
6 ist eine Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die „Leistungseinheit mit der gleichachsigen Struktur“, die in 4 gezeigt ist, mit einer „elektrischen Bremse“ als das „Steuerungsstellglied“ vorgesehen ist;
7 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 1 gezeigt ist, mit einem „Antriebsmotor“ und einem „Drehzahlreduktionsmechanismus (Untersetzungsmechanismus)“ kombiniert ist, um eine „Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) mit einer gleichachsigen Struktur“ vorzusehen;
8 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 1 gezeigt ist, mit einem „Antriebsmotor mit einem hohlen Rotor“ und einem „Drehzahlreduktionsmechanismus (Untersetzungsmechanismus)“ kombiniert ist, um eine „Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) mit einer gleichachsigen Struktur“ vorzusehen;
9 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem ein „Differentialgehäuse“ von der Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 1 gezeigt ist, weggelassen ist, um ein „offenes Differential“ vorzusehen;
10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung eine Art (Bauart) ist, in der zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen mit jeweils einem Hohlzahnrad und Ritzeln einen „Differentialdrehmechanismus“ bilden, um ein „offenes Differential“ vorzusehen;
11 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung eine Art (Bauart) ist, in der zwei Gruppen von eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen einen „Differentialdrehmechanismus“ bilden, um ein „offenes Differential“ vorzusehen;
12 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 11 gezeigt ist, ein „Mittendifferential“ vorsieht; und
13 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Offenbarung darstellt und ein Ausführungsbeispiel zeigt, in dem die Fahrzeugdifferentialvorrichtung der Bauart, die in 11 gezeigt ist, mit einem „Steuerungsstellglied“ kombiniert ist, um einen „Differentialmechanismus für die rechten und linken Räder“ mit der Drehmomentvektoringfunktion vorzusehen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Einige Ausführungsbeispiele dieser Offenbarung sind nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsbeispiele, die nachstehend angezeigt sind, sind lediglich Beispiele, in denen die Offenbarung ausgeführt und angewandt wird und sie sind nicht beabsichtigt, um die Offenbarung zu beschränken.
Ein Beispiel einer Fahrzeugdifferentialvorrichtung, bei der die Offenbarung angewandt wird, ist in 1 dargestellt. Eine Differentialvorrichtung D gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung (Antriebskraftübertragungsvorrichtung), die gestaltet ist, um zwei Antriebswellen, die auf derselben Achse angeordnet sind, in entgegengesetzten Richtungen zu drehen, um eine Differentialdrehung zuzulassen, und weist zwei Hauptdrehwellen, das heißt eine erste Antriebswelle 1 und eine zweite Antriebswelle 2, einen Differentialdrehmechanismus 3 und ein Drehmomenteingabebauteil 4 auf. Die Differentialvorrichtung D, die in 1 gezeigt ist, ist in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) installiert (eingebaut) und bildet einen Differentialmechanismus 5 (ein sogenanntes „offenes Differential“) für rechte und linke Antriebsräder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs.
Die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sind auf derselben Achse gegenüberliegend zueinander angeordnet, derart, dass sie relativ zueinander drehen können. Insbesondere sind die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 beide auf einer Drehachse AL angeordnet. Die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sind durch ein Gehäuse 6 der Differentialvorrichtung D über jeweilige Lager drehbar gestützt. Das Gehäuse 6 dient ferner als ein Gehäuse des Differentialmechanismus 5 oder ist mit einem Gehäuse des Differentialmechanismus 5 integriert. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, ist ein Ende (ein rechter Endabschnitt in 1) der ersten Antriebswelle 1 durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Eines der rechten und linken Antriebsräder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs ist mit einem vorstehenden distalen Ende (einem linken Endabschnitt in 1) der ersten Antriebswelle 1 verbunden. Ein Ende (ein linker Endabschnitt in 1) der zweiten Antriebswelle 2 ist durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Das andere Antriebsrad (nicht gezeigt) ist mit einem vorstehenden distalen Ende (einem rechten Endabschnitt in 1) der zweiten Antriebswelle 2 verbunden.
Der Differentialdrehmechanismus 3 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Differentialdrehmechanismus 3 lässt eine Differentialdrehung zwischen der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 zu. Der Differentialdrehmechanismus 3 weist prinzipiell ein Eingabezahnrad 7, ein Ausgabezahnrad 8, erste Zahnräder 9, zweite Zahnräder 10 und einen Träger 11 als Hauptelemente auf.
Das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 sind hintereinander (insbesondere nebeneinander in der Richtung der Drehachse AL) auf derselben Drehachse AL angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, sind das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 in dieser Reihenfolge angeordnet aus Sicht von der linken Seite in 1. Das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 können relativ zueinander drehen. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, hat das Eingabezahnrad 7 eine Drehwelle 7a in der Form einer hohlen Welle und sind eine Drehwelle 8a des Ausgabezahnrads 8 und die erste Antriebswelle 1 in einem hohlen Abschnitt der Drehwelle 7a angeordnet. Wie nachstehend beschrieben ist, drehen sich die Drehwelle 8a und die erste Antriebswelle 1 als eine Einheit. Die Drehwelle 7a kann relativ zu der Drehwelle 8a und der ersten Antriebswelle 1 drehen. Somit drehen sich das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 relativ zueinander.
Die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 ist mit einem Differentialhohlzahnrad 13 über ein Differentialgehäuse 12 verbunden. Das Differentialgehäuse 12 ist ein gehäuseartiges Drehbauteil, das den Differentialdrehmechanismus 3 abdeckt. Das Differentialgehäuse 12 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Wie nachstehend beschrieben ist, ist das Differentialhohlzahnrad 13 ein Drehbauteil korrespondierend zu dem Drehmomenteingabebauteil 4 des Ausführungsbeispiels der Offenbarung. Das Differentialhohlzahnrad 13 ist an dem Außenumfang des Differentialgehäuses 12 ausgebildet. Das Differentialgehäuse 12 und das Differentialhohlzahnrad 13 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich das Eingabezahnrad 7 und das Differentialhohlzahnrad 13, das heißt das Drehmomenteingabebauteil 4, als eine Einheit. Das Eingabezahnrad 7, das Differentialgehäuse 12 und das Differentialhohlzahnrad 13 sind durch das Gehäuse 6 über ein Lager 14 gestützt. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das Eingabezahnrad 7 ein erstes Sonnenzahnrad 15 in der Form eines „Außenzahnrads (Zahnrads mit Außenverzahnung)“ und kämmt mit den ersten Zahnrädern 9 (das heißt, ersten Ritzeln 18, die nachstehend beschrieben sind).
Die Drehwelle 8a des Ausgabezahnrads 8 ist mit der ersten Antriebswelle 1 verbunden oder ist einstückig mit der ersten Antriebswelle 1 ausgebildet. Die Drehwelle 8a und die erste Antriebswelle 1 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich das Ausgabezahnrad 8 und die erste Antriebswelle 1 als eine Einheit. Das Ausgabezahnrad 8 und die erste Drehwelle 1 sind durch das Gehäuse 6 über ein Lager 16 gestützt. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das Ausgabezahnrad 8 ein zweites Sonnenzahnrad 17 in der Form eines „Außenzahnrads (Zahnrads mit Außenverzahnung)“ und kämmt mit den zweiten Zahnrädern 10 (das heißt, zweiten Ritzeln 19, die nachstehend beschrieben sind).
Die ersten Zahnräder 9 und die zweiten Zahnräder 10 sind hintereinander auf derselben Achse (insbesondere nebeneinander in der Richtung der Drehachse AL) angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, sind die ersten Zahnräder 9 und die zweiten Zahnräder 10 in dieser Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 1 angeordnet. Die ersten Zahnräder 9 und die zweiten Zahnräder 10 drehen sich drehen sich als eine Einheit. Wie nachstehend beschrieben ist, sind die ersten Zahnräder 9 und die zweiten Zahnräder 10 durch den Träger 11 derart gestützt, dass sie sich um deren Achse drehen können und um die Drehachse AL umlaufen können. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, sind die ersten Zahnräder 9 die ersten Ritzel 18 in der Form eines „Außenzahnrads“ mit kleinem Durchmesser und kämmen mit dem Eingabezahnrad 7 oder dem ersten Sonnenzahnrad 15. Das zweite Zahnrad 10 ist das zweite Ritzel 19 in der Form eines „Außenzahnrads“ mit kleinem Durchmesser und kämmt mit dem Ausgabezahnrad 8 oder dem zweiten Sonnenzahnrad 17.
Der Träger 11 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Träger 11 ist durch die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) über ein Lager 20 gestützt. Der Träger 11 und die Drehwelle 7a können relativ zueinander drehen. Demgemäß drehen sich der Träger 11 und das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15) und das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) relativ zueinander. Der Träger 11 stützt die ersten Ritzel 18 und die zweiten Ritzel 19 derart, dass die ersten und zweiten Ritzel 18, 19 sich um deren Achse drehen können und um die Drehachse AL umlaufen können. Insbesondere hat in dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, der Träger 11 Ritzelwellen 11a und einen Plattenabschnitt 11b. Das erste Ritzel 18 und das zweite Ritzel 19 sind einstückig an der korrespondierenden Ritzelwelle 11a montiert. Die Ritzelwelle 11a, das erste Ritzel 18 und das zweite Ritzel 19 drehen sich als eine Einheit. Der Plattenabschnitt 11b stützt die Ritzelwellen 11a drehbar. Der Plattenabschnitt 11b ist mit der zweiten Antriebswelle 2 verbunden. Der Plattenabschnitt 11b und die zweite Antriebswelle 2 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich der Träger 11 und die zweite Antriebswelle 2 als eine Einheit.
Zwei oder mehr Gruppen (nachstehend als „Planetengruppen“ bezeichnet) des ersten Ritzels 18, des zweiten Ritzels 19 und der Ritzelwelle 11a, die durch den Träger 11 gestützt ist, sind auf dem Umlaufweg (kreisförmigen Orbit) der „Planetengruppen“ vorgesehen. In 1 sind zwei „Planetengruppen“ gegenüberliegend zueinander in einer radialen Richtung des Umlaufwegs angeordnet.
Das Drehmomenteingabebauteil 4 erhält ein Antriebsdrehmoment von einer Leistungsquelle (Antriebskraftquelle). In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das Differentialhohlzahnrad 13 als das Drehmomenteingabebauteil 4 vorgesehen. Die Leistungsquelle ist zum Beispiel eine Brennkraftmaschine oder ein Antriebsmotor oder eine Bremsvorrichtung und erzeugt ein positives oder negatives Antriebsdrehmoment, wie zum Beispiel ein Drehmoment, das das Fahrzeug beschleunigt oder ein Drehmoment, das das Fahrzeug bremst.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das Differentialhohlzahnrad 13 ein Kegelzahnrad mit großem Durchmesser und kämmt mit einem Antriebsritzel 22, das an einem distalen Ende einer Antriebswelle 21 (einem unteren Endabschnitt der Antriebswelle 21 in 1) eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Das Antriebsritzel 22 ist ein Kegelzahnrad, das einen kleineren Durchmesser und eine kleinere Zähnezahl hat als die des Differentialhohlzahnrads 13. Somit bilden das Antriebsritzel 22 und das Differentialhohlzahnrad 13 ein finales Reduktionsgetriebe (finales Getriebe) des Fahrzeugs. Der andere Endabschnitt (nicht gezeigt) der Antriebswelle 21 ist mit der Leistungsquelle des Fahrzeugs verbunden. Insbesondere ist der Differentialdrehmechanismus 3 mit der Leistungsquelle über das Differentialhohlzahnrad 13 und die Antriebswelle 21 verbunden.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung prinzipiell die erste Antriebswelle 1, die zweite Antriebswelle 2, den Differentialdrehmechanismus 3 und das Drehmomenteingabebauteil 4 auf. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, sieht die Differentialvorrichtung D den Differentialmechanismus 5 (das offene Differential) für die rechten und linken Antriebsräder des Fahrzeugs vor. Der Differentialdrehmechanismus 3 als ein Hauptelement der Differentialvorrichtung D weist prinzipiell insgesamt vier Arten von Zahnrädern, das heißt das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15), das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17), die ersten Zahnräder 9 (die ersten Ritzel 18) und die zweiten Zahnräder 10 (die zweiten Ritzel 19), und den Träger 11 auf. Die ersten Zahnräder 9 und die zweiten Zahnräder 10, die mit dem Eingabezahnrad 7 und dem Ausgabezahnrad 8 jeweils kämmen, laufen um die Drehachse AL um. Insbesondere ist jedes der ersten Zahnräder 9 und der zweiten Zahnräder 10 ein sogenanntes Planetenzahnrad eines Planetengetriebemechanismus. Somit weist die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung im Wesentlichen zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die sich den Träger 11 teilen, oder einen zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus auf, in dem zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen kombiniert sind. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, ist die Differentialvorrichtung D durch zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen gebildet, die keine „Hohlzahnräder“ verwenden. Somit hat der Planetengetriebemechanismus, der in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, eine einfachere Struktur verglichen zu einem allgemeinen Planetengetriebemechanismus, der drei Drehelemente, das heißt, ein „Sonnenzahnrad“, ein „Hohlzahnrad“ und „Ritzel“ aufweist.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung drehen sich, wenn die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich mit gleicher Geschwindigkeit (derselben Drehzahl) in derselben Richtung drehen, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 und der Differentialdrehmechanismus 3 als eine Einheit. In diesem Fall wird das Antriebsdrehmoment gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 verteilt und übertragen. Andererseits drehen sich, wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle 1 sich von der der zweiten Antriebswelle 2 unterscheidet, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen, um eine Differentialdrehung auszuführen.
Dazu sind in der Differentialvorrichtung D das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingabezahnrad 7 und dem ersten Zahnrad 9 und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ausgabezahnrad 8 und dem zweiten Zahnrad 10 zueinander unterschiedlich festgelegt. In diesem Ausführungsbeispiel der Offenbarung bezeichnet z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads 9, bezeichnet z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads 10, während z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads 7 bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads 8 bezeichnet. Ferner ist das Verhältnis der Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 zu der Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 als das Übersetzungsverhältnis (das erste Übersetzungsverhältnis) u₁ zwischen dem ersten Zahnrad 9 und dem Eingabezahnrad 7 bezeichnet und ist das Verhältnis der Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 zu der Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 als das Übersetzungsverhältnis (das zweite Übersetzungsverhältnis) u₂ zwischen dem zweiten Zahnrad 10 und dem Ausgabezahnrad 8 bezeichnet.
Zum Beispiel ist die Differentialvorrichtung D derart gestaltet, dass die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18) „17“ beträgt und die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19) „18“ beträgt, während die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) „51“ beträgt und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) „27“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 1 angezeigt ist. In diesem Fall sind das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ jeweils wie folgt ausgedrückt. $u_{1} = z_{1} {/z}_{3} = 17 / 51 \approx 0,333$
$u_{2} = z_{2} {/z}_{4} = 18 / 24 \approx 0,666$
Das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ sind zueinander nicht gleich, sondern unterscheiden sich voneinander.
In der Differentialvorrichtung D, die wie vorstehend beschrieben konstruiert ist, wird das Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil 4 (das Differentialhohlzahnrad 13) aufgebracht wird, zu dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Sonnenzahnrad 15) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Sonnenzahnrad 17) verteilt und übertragen. Zu dieser Zeit drehen sich, wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle 1 und die der zweiten Antriebswelle 2 zueinander gleich sind, das Ausgabezahnrad 8 (das erste Sonnenzahnrad 17) und der Träger 11 als eine Einheit.
Insbesondere drehen sich, wenn das Antriebsdrehmoment auf das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15) aufgebracht wird, das erste Zahnrad 9 (das erste Ritzel 18) und das zweite Zahnrad 10 (das zweite Ritzel 19). Zu dieser Zeit neigt, da das erste Übersetzungsverhältnis u₁ zwischen dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Ritzel 18) und dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Sonnenzahnrad 15) kleiner ist als das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ zwischen dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Ritzel 19) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Sonnenzahnrad 17), das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15) dazu, sich mit einer geringeren Drehzahl (Geschwindigkeit) zu drehen als das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17). Andererseits neigt das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) dazu, sich mit einer höheren Geschwindigkeit (Drehzahl) zu drehen als das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15). Daher neigen das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15) und das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) dazu, sich relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen zu drehen. Insbesondere wird ein Drehmoment in entgegengesetzten Richtungen auf einen Kämmabschnitt des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18) und des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) und einen Kämmabschnitt des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19) und des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) aufgebracht. Jedoch drehen sich das erste Zahnrad 9 (das erste Ritzel 18) und das zweite Zahnrad 10 (das zweite Ritzel 19) tatsächlich als eine Einheit. Daher beeinflussen sich die jeweiligen Kämmabschnitte untereinander. Als Ergebnis ist der Differentialdrehmechanismus 3 der Differentialvorrichtung D als ein Ganzes in einen im Wesentlichen Eingriffszustand gestellt und dreht sich als eine Einheit. Insbesondere sind das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15), das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) und der Träger 11 in einer Einheit integriert und drehen sich als eine Einheit. Demgemäß führen die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 keine Differentialdrehung aus, sondern drehen sich als eine Einheit.
Andererseits wird, wenn es eine Differenz zwischen der Drehzahl der ersten Antriebswelle 1 und der der zweiten Antriebswelle 2 gibt, insbesondere wenn das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) und der Träger 11 sich differentiell drehen, der im Wesentlichen Eingriffszustand der Differentialvorrichtung D aufgrund der Beeinflussung der jeweiligen Kämmabschnitte aufgehoben. Daher wird das Antriebsdrehmoment über einen Leistungsübertragungsweg (Antriebskraftübertragungsweg) von dem Drehmomenteingabebauteil 4 (dem Differentialhohlzahnrad 13) zu dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Sonnenzahnrad 17) und einen Leistungsübertragungsweg (Antriebskraftübertragungsweg) von dem Drehmomenteingabebauteil 4 (dem Differentialhohlzahnrad 13) zu dem Träger 11 entsprechend übertragen, während das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) und der Träger 11 eine Differentialdrehung ausführen. In diesem Fall drehen sich das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) und der Träger 11 differentiell gemäß dem Untersetzungsverhältnis (dem Drehzahlreduktionsverhältnis) des zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus, der den Differentialdrehmechanismus 3 bildet, wie vorstehend beschrieben ist.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung sind die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18), die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19), die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) jeweils derart festgelegt, dass das nachstehende Verhältnis erfüllt ist. $1 / (1 - z_{3} {/z}_{1} \times z_{2} {/z}_{4}) = - 1$
Bezüglich des vorstehenden Beispiels ist, wenn die jeweiligen Zähnezahlen z₁, z₂, z₃, z₄ die numerischen Werte sind, die in Klammern in 1 angezeigt sind, $1 / (1 - z_{3} {/z}_{1} \times z_{2} {/z}_{4}) = 1 / {1 - (51 / 17) \times (18 / 27)} = - 1$
und die vorstehende Gleichung, die das Verhältnis wiedergibt, erfüllt.
Der Term „1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄)“ in der vorstehenden Gleichung ist der Reziprokwert des Verhältnisses der Drehzahl des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) zu dem des Trägers 11 und gibt das Drehzahlreduktionsverhältnis des Differentialdrehmechanismus 3 (des zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus) wieder, der die Drehrichtung berücksichtigt (was bedeutet, dass die Drehrichtung des Trägers 11 entgegengesetzt zu der des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) ist, wenn ein negatives Vorzeichen bei dem Drehzahlreduktionsverhältnis angegeben wird). Somit dreht sich, da das Drehzahlreduktionsverhältnis des Differentialdrehmechanismus 3 „-1“ beträgt, der Träger 11 mit derselben Drehzahl in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Sonnenzahnrad 15) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Sonnenzahnrad 17), wenn die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich differentiell drehen. Insbesondere drehen sich die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 relativ zueinander mit gleicher Drehzahl in den entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß kann mit der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung das Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil 4 (das Differentialhohlzahnrad 13) aufgebracht wird, gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 verteilt und übertragen werden, während es zugelassen wird, dass sich die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 differentiell drehen.
Somit weist die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung im Wesentlichen zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen oder einen zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus als einen Hauptabschnitt auf und wird betrieben, um ein Antriebsdrehmoment, das von der Leistungsquelle erhalten wird, zu der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 zu verteilen und zu übertragen. Ferner lässt die Differentialvorrichtung D eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 zu und nimmt eine Differenz bezüglich der Drehzahl zwischen der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 auf. Demgemäß sieht die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung den Differentialmechanismus 5 (das offene Differential) vor, dessen Baugröße kompakt ist und der eine einfache Struktur hat.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung sind, wenn das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 jeweils durch das erste Sonnenzahnrad 15 und das zweite Sonnenzahnrad 17 in der Form von „Außenzahnrädern“ vorgesehen sind, wie in 1 gezeigt ist, die Außendurchmesser des ersten Sonnenzahnrads 15 und des zweiten Sonnenzahnrads 17 so festgelegt, dass der Außendurchmesser des ersten Sonnenzahnrads 15 größer ist als der des zweiten Sonnenzahnrads 17. Somit kann der Durchmesser des ersten Sonnenzahnrads 15, das ein Eingabeelement ist und erforderlich ist, um eine größere Festigkeit zu haben, groß gemacht werden. Als Ergebnis kann eine ausreichende Festigkeit des ersten Sonnenzahnrads 15 sichergestellt werden. Demgemäß kann der Differentialdrehmechanismus 3 mit einer kleinen Baugröße gestaltet sein und folglich kann die Baugröße der Differentialvorrichtung D gemäß diesem Ausführungsbeispiel reduziert werden.
Ferner ist in der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung zumindest ein Zahnradpaar eines Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads 15 und des ersten Ritzels 18 und eines Zahnradpaares des zweiten Sonnenzahnrads 17 und des zweiten Ritzels 19 durch Schrägzahnräder (Schrägverzahnungszahnräder) ausgebildet. Mit den Schrägzahnräder (Schrägverzahnungszahnräder)n, die somit verwendet werden, wird, wenn ein Drehmoment auf das Zahnradpaar aufgebracht wird, eine Axialkraft (Kraft in der Richtung der Drehachse) gemäß dem Drehmoment erzeugt. Somit kann eine Differentialbegrenzung bei der Differentialvorrichtung D mittels eines Reibungsgleitwiderstands ausgeübt werden, der an Endflächen der Zahnräder in Erwiderung auf die Axialkraft erzeugt wird. Demgemäß kann die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung mit einer sogenannten drehmomentempfindlichen Differentialbegrenzungsfunktion vorgesehen sein.
Ferner können in der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18), die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19), die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) so festgelegt sein, dass das Verhältnis -2 < 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) < -1, erfüllt ist. Zum Beispiel ist, wenn die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18) „17“ beträgt, die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19) „15“ beträgt, die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) „51“ beträgt und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) „18“ beträgt, $1 / (1 - z_{3} {/z}_{1} \times z_{2} {/z}_{4}) = 1 / {1 - (51 / 17) \times (15 / 18)} = - 1,5$
und das vorstehende Verhältnis erfüllt. In dem Fall eines Differentialdrehmechanismus, der einen herkömmlichen, allgemeinen Planetengetriebemechanismus verwendet, ist die kleinste Magnitude (Absolutwert) des Drehzahlreduktionsverhältnisses, das festgelegt werden kann, ungefähr „3“. Andererseits sind mit der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads, die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads, die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads geeignet eingestellt und festgelegt wie in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel, so dass das Drehzahlreduktionsverhältnis innerhalb des Bereichs von ungefähr „1“ bis ungefähr „2“ festgelegt werden kann. Somit kann die Differentialvorrichtung D mit einem hohen Freiheitsgrad beim Festlegen des Drehmomentverteilungsverhältnisses konstruiert werden.
2 bis 13 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Differentialvorrichtungen D, bei denen diese Offenbarung angewandt wird. In den Differentialvorrichtungen D, die nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben sind, bezeichnen dieselben Bezugszeichen, wie jene, die in 1 und vorhergehenden Zeichnungen verwendet werden, Bauteile, Komponenten und dergleichen mit denselben Gestaltungen oder Funktionen wie jene der Differentialvorrichtung D, die in 1 und den vorhergehenden Zeichnungen gezeigt sind.
Die Differentialvorrichtung D gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung ist mit einem Stellglied (oder einer Leistungsquelle (Antriebskraftquelle)) kombiniert, das ein Steuerungsdrehmoment zum differentiellen Drehen des Differentialdrehmechanismus 3 erzeugt, wie vorstehend beschrieben ist, um einen Differentialmechanismus (das heißt eine Drehmomentvektoringvorrichtung) mit einer Drehmomentvektoringfunktion vorzusehen. Die Differentialvorrichtung D, die in 2 gezeigt ist, bildet einen Differentialmechanismus 30 für ein Fahrzeug mit einer Drehmomentvektoringfunktion, der durch Kombinieren der Differentialvorrichtung D, die in 1 gezeigt ist, mit einem „Steuerungsstellglied“ erhalten wird. Insbesondere kann die Differentialvorrichtung D mit dem „Steuerungsstellglied“ vorgesehen sein.
Insbesondere ist in dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, ein Steuerungsmotor 31 als das „Steuerungsstellglied“ vorgesehen. Der Steuerungsmotor 31 ist ein Elektromotor, der sich von der Leistungsquelle unterscheidet, die ein Antriebsdrehmoment erzeugt, und erzeugt ein Steuerungsdrehmoment zum Steuern eines Differentialzustands zwischen der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2. Der Steuerungsmotor 31 ist zum Beispiel ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart oder ein Induktionsmotor. Der Steuerungsmotor 31 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Insbesondere sind der Steuerungsmotor 31, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 und der Differentialdrehmechanismus 3 auf derselben Achse angeordnet.
Der Steuerungsmotor 31 hat eine Drehwelle eines Rotors 31a, insbesondere eine Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b, die das Steuerungsdrehmoment erzeugt. Die Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b ist antriebskraftübertragbar mit dem Differentialdrehmechanismus 3 verbunden. In der Differentialvorrichtung D, die in 2 gezeigt ist, ist ein Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 zwischen dem Steuerungsmotor 31 und dem Differentialdrehmechanismus 3 und der zweiten Antriebswelle 2 vorgesehen. Insbesondere ist der Steuerungsmotor 31 mit dem Differentialdrehmechanismus 3 und der zweiten Antriebswelle 2 über den Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 verbunden.
Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 ist auf der Grundlage eines eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus konstruiert. Insbesondere hat der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 ein Sonnenzahnrad 32a, ein Planetenzahnrad 32b, einen Umlaufstützträger 32c und eine Ausgabeplatte 32d.
Das Sonnenzahnrad 32a ist ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ und ist als ein Reaktionskraftelement des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 (des eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus) mit dem Differentialdrehmechanismus 3 über das Drehmomenteingabebauteil 4 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, sind das Sonnenzahnrad 32a und das Eingabezahnrad 7 (das erste Sonnenzahnrad 15) des Differentialdrehmechanismus 3 über das Differentialgehäuse 12 und das Differentialhohlzahnrad 13 (das Drehmomenteingabebauteil 4) verbunden. Das Sonnenzahnrad 32a dreht sich als eine Einheit mit dem Differentialhohlzahnrad 13 (dem Drehmomenteingabebauteil 4) und dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Sonnenzahnrad 15).
Das Planetenzahnrad 32b ist ein Hohlzahnrad in der Form eines „Innenzahnrads (Zahnrads mit Innenverzahnung)“ und läuft um das Sonnenzahnrad 32a, insbesondere um die Drehachse AL um, während es mit dem Sonnenzahnrad 32a kämmt. Das Planetenzahnrad 32b überträgt ein Drehmoment zu der Ausgabeplatte 32d, die nachstehend beschrieben ist, als ein Ausgabeelement des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 (des eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus).
Der Umlaufstützträger 32c hat einen Exzenterflansch 32e, der mit Bezug auf die Drehachse AL gemäß dem Umlaufweg des Planetenzahnrads 32b exzentrisch ist. Der Umlaufstützträger 32c stützt das Planetenzahnrad 32b mit dem Exzenterflansch 32e über ein Lager 33. Mit dieser Anordnung stützt der Umlaufstützträger 32c einen Umlauf des Planetenzahnrads 32b. Zu der gleichen Zeit ist der Umlaufstützträger 32c, der als ein Eingabeelement des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 (des eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus) dient, mit der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b des Steuerungsmotors 31 verbunden. Der Umlaufstützträger 32c dreht sich als eine Einheit mit der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b, und ein Steuerungsdrehmoment wird von dem Steuerungsmotor 31 auf den Umlaufstützträger 32c aufgebracht.
Die Ausgabeplatte 32d ist mit der zweiten Antriebswelle 2 verbunden. Die Ausgabeplatte 32d und die zweite Antriebswelle 2 drehen sich als eine Einheit. Die Ausgabeplatte 32d wandelt eine Umlaufbewegung des Planetenzahnrads 32b in eine Drehbewegung der zweiten Antriebswelle 2 mittels eines Reaktionskraftstifts 32f, der an dem Planetenzahnrad 32b angebracht ist, und eines Reaktionskraftlochs 32g, das in der Ausgabeplatte 32d ausgebildet ist, um. Dann überträgt die Ausgabeplatte 32d ein Drehmoment zwischen dem Planetenzahnrad 32b und der zweiten Antriebswelle 2.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, sind das Sonnenzahnrad 32a und das Planetenzahnrad 32b des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 beide durch Zahnräder (das heißt Zykloidzahnräder) mit einem Zykloidzahnprofil ausgebildet. Dann ist der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 derart gestaltet, dass die Zähnezahl des Sonnenzahnrads 32a „30“ beträgt und die Zähnezahl des Planetenzahnrads 32b „31“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 2 angezeigt ist. Durch Verwendung der Zykloidzahnräder ist eine Differenz „1“ bei der Zähnezahl zwischen dem Sonnenzahnrad 32a und dem Planetenzahnrad 32b vorgesehen. Mit der Differenz der Zähnezahl zwischen dem Sonnenzahnrad 32a und dem Planetenzahnrad 32b von „1“ ist das Drehzahlreduktionsverhältnis des eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus mit dem Sonnenzahnrad 32a und dem Planetenzahnrad 32b gleich wie die Zähnezahl des Planetenzahnrads 32b. Demgemäß beträgt das Drehzahlreduktionsverhältnis des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 „31“. Somit wird ein relativ großes Drehzahlreduktionsverhältnis erhalten verglichen zu einem üblichen allgemeinen Planetengetriebemechanismus, der ein Drehzahlreduktionsverhältnis von ungefähr „4“ bis „10“ vorsehen kann.
Somit sieht der Differentialmechanismus 30, der in 2 gezeigt ist, die „Drehmomentvektoringvorrichtung“ durch Kombinieren des Differentialdrehmechanismus 3 mit dem Steuerungsmotor 31 vor. In dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, kann das Steuerungsdrehmoment, das durch den Steuerungsmotor 31 erzeugt wird, durch den Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 verstärkt werden und zu der zweiten Antriebswelle 2 übertragen werden. Durch einen Betrieb des Differentialdrehmechanismus 3 dreht das Steuerungsdrehmoment, das zu der zweiten Antriebswelle 2 übertragen wird, die zweite Antriebswelle 2 und dreht ferner die erste Antriebswelle 1 relativ zu der zweiten Antriebswelle 2 in der Drehrichtung entgegengesetzt zu der der zweiten Antriebswelle 2. Insbesondere wird es zugelassen, dass die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich in die entgegengesetzten Richtungen drehen. Somit ist es möglich, die Verteilung oder das Verteilungsverhältnis des Antriebsdrehmoments, das von der Leistungsquelle zu der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 übertragen wird, durch Steuern des Steuerungsdrehmoments des Steuerungsmotors 31 positiv zu steuern. Insbesondere kann ein Drehmomentvektoring an den rechten und linken Antriebsrädern ausgeführt werden, mit denen die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 entsprechend verbunden sind.
Ferner weist der Differentialmechanismus 30, der in 2 gezeigt ist, den Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 32 in der Form des „eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus“ auf, wie vorstehend beschrieben ist, und kann ein relativ großes Drehzahlreduktionsverhältnis zwischen dem Steuerungsmotor 31 und dem Differentialdrehmechanismus 3 festgelegt werden. Daher kann das Steuerungsdrehmoment des Steuerungsmotors 31 mit einem relativ großen Verstärkungsfaktor verstärkt werden und kann die Größe (Baugröße) des Steuerungsmotors 31 demgemäß reduziert werden. Somit kann die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung den Differentialmechanismus 30 bilden, dessen Baugröße kompakt ist und der eine einfache Struktur hat und die Funktion des Drehmomentvektoring hat.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, sieht einen Differentialmechanismus für ein Fahrzeug mit der Drehmomentvektoringfunktion durch Kombinieren der Differentialvorrichtung D, die in 1 gezeigt ist, mit einem „Steuerungsstellglied“ vor. Ferner wirkt die Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, mit einer Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) zusammen, um eine Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) 40 mit der Drehmomentvektoringfunktion vorzusehen.
Ähnlich wie der Differentialmechanismus 30, der in 2 gezeigt ist, ist die Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, mit dem Steuerungsmotor 31 als das „Steuerungsstellglied“ vorgesehen. In der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, ist ein Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 zwischen dem Steuerungsmotor 31 und dem Differentialdrehmechanismus 3 und der zweiten Antriebswelle 2 vorgesehen. Insbesondere ist der Steuerungsmotor 31 mit dem Differentialdrehmechanismus 3 und der zweiten Antriebswelle 2 über den Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 verbunden.
Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 verstärkt ein Steuerungsdrehmoment, das durch den Steuerungsmotor 31 erzeugt wird, und überträgt das Drehmoment zu der zweiten Antriebswelle 2. Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41, der eine Art eines „zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus“ ist, weist ein erstes Sonnenzahnrad 41a, ein zweites Sonnenzahnrad 41b, erste Ritzel 41c, zweite Ritzel 41d und einen Träger 41e auf.
Das erste Sonnenzahnrad 41a ist auf der Drehachse AL angeordnet. Das erste Sonnenzahnrad 41a ist ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ und ist an einem Endabschnitt (an der rechten Seite in 3) einer Sonnenzahnradwelle 41f mit einer hohlen Form montiert. Das erste Sonnenzahnrad 41a und die Sonnenzahnradwelle 41f drehen sich als eine Einheit. Die Sonnenzahnradwelle 41f ist an der radial äußeren Seite der zweiten Antriebswelle 2 derart angeordnet, dass die Sonnenzahnradwelle 41f sich relativ zu der zweiten Antriebswelle 2 drehen kann. Der andere Endabschnitt (an der linken Seite in 3) der Sonnenzahnradwelle 41f ist mit dem Differentialgehäuse 12 des Differentialdrehmechanismus 3 verbunden. Die Sonnenzahnradwelle 41f und das Differentialgehäuse 12 drehen sich als eine Einheit.
Das zweite Sonnenzahnrad 41b ist auf der Drehachse AL angeordnet. Das zweite Sonnenzahnrad 41b ist ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ und ist an dem Außenumfang der zweiten Antriebswelle 2 montiert. Das zweite Sonnenzahnrad 41b und die zweite Antriebswelle 2 drehen sich als eine Einheit. Das erste Sonnenzahnrad 41a und das zweite Sonnenzahnrad 41b drehen sich relativ zueinander.
Das erste Ritzel 41c ist ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ mit dem kleineren Durchmesser als das erste Sonnenzahnrad 41a und kämmt mit dem ersten Sonnenzahnrad 41a. Das zweite Ritzel 41d ist ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ mit dem kleineren Durchmesser als das zweite Sonnenzahnrad 41b und kämmt mit dem zweiten Sonnenzahnrad 41b. Das erste Ritzel 41c und das zweite Ritzel 41d drehen sich als eine Einheit. Wie nachstehend beschrieben ist, sind das erste Ritzel 41c und das zweite Ritzel 41d durch den Träger 41e derart gestützt, dass sie sich jeweils um deren Achsen drehen können und sie ferner um die Drehachse AL umlaufen können. Demgemäß drehen sich das erste Ritzel 41c und das zweite Ritzel 41d als eine Einheit in der Selbstdrehrichtung (das heißt, der Richtung, in der sich das erste Ritzel 41c und das zweite Ritzel 41d jeweils um deren Achsen drehen).
Der Träger 41e ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Träger 41e ist durch die Sonnenzahnradwelle 41f und das Gehäuse 6 über ein Lager 42 und ein Lager 43 gestützt. Ferner ist der Träger 41e durch die Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b des Steuerungsmotors 31 über ein Lager 44 gestützt. Demgemäß drehen sich der Träger 41e und die Sonnenzahnradwelle 41f und der Träger 41e und die Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b relativ zueinander. Der Träger 41e stützt die ersten Ritzel 41c und die zweiten Ritzel 41d derart, dass die Ritzel 41c, 41d sich um deren Achsen jeweils drehen und um die Drehachse AL umlaufen können. Dann wird ein Steuerungsdrehmoment des Steuerungsmotors 31 auf Ritzelwellen 41g des Träger 41e über einen Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 aufgebracht, der nachstehend beschrieben ist. Insbesondere sind die ersten Ritzel 41c und die zweiten Ritzel 41d beide durch die korrespondierenden Ritzelwellen 41g des Trägers 41e gestützt.
Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 dient zum Verstärken eines Steuerungsdrehmoments, das durch den Steuerungsmotor 31 erzeugt wird, und das „Drehzahlreduktionsverhältnis (Untersetzungsverhältnis)“ dieses Mechanismus 41 ist bevorzugt auf das größtmögliche Verhältnis festgelegt. Dazu steuert der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 das Übersetzungsverhältnis u₁₁ des Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads 41a und des ersten Ritzels 41c derart, dass es sich von dem Übersetzungsverhältnis u₁₂ des Zahnradpaares des zweiten Sonnenzahnrads 41b und des zweiten Ritzels 41d unterscheidet. Mit dieser Anordnung ist der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 gestaltet, um die Drehzahl des zweiten Sonnenzahnrads 41b relativ zu der Drehzahl des Trägers 41e zu reduzieren.
Zum Beispiel beträgt in dem Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, die Zähnezahl des ersten Ritzels 41c „17“ und beträgt die Zähnezahl des zweiten Ritzels 41d „18“, während die Zähnezahl des ersten Sonnenzahnrads 41a „40“ beträgt und die Zähnezahl des zweiten Sonnenzahnrads 41b „39“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 3 angezeigt ist. In diesem Fall wird das Übersetzungsverhältnis u₁₁ wie folgt erhalten. $u_{11} = 17 / 40 = 0,425$
Ähnlich wird das Übersetzungsverhältnis u₁₂ wie folgt erhalten. $u_{12} = 18 / 39 \approx 0,462$
Somit ist die Zähnezahl des ersten Sonnenzahnrads 41a festgelegt, um sich von der des zweiten Sonnenzahnrads 41b zu unterscheiden, und ist die Zähnezahl des ersten Ritzels 41c festgelegt, um sich von der des zweiten Ritzels 41d zu unterscheiden, so dass das Übersetzungsverhältnis u₁₁ und das Übersetzungsverhältnis u₁₂ sich voneinander unterscheiden.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, wird das Drehzahlreduktionsverhältnis R des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 wie folgt erhalten. $R = | 1 / {1 - (40 / 17) \times (18 / 39)} | \approx 12$
Somit kann ein relativ großes Drehzahlreduktionsverhältnis erhalten werden verglichen zu dem Drehzahlreduktionsverhältnis von ungefähr 4 bis ungefähr 10, das durch einen üblichen allgemeinen Planetengetriebemechanismus vorgesehen werden kann. Das Drehzahlreduktionsverhältnis R ist als „R=12“ in Klammern in 3 angezeigt.
Somit reduziert der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 die Drehzahl der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b des Steuerungsmotors 31, um das Steuerungsdrehmoment zu verstärken. Der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41, der eine Art eines zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus ist, kann ein relativ großes Drehzahlreduktionsverhältnis einrichten verglichen zu einem Drehzahlreduktionsmechanismus, der einen allgemeinen Planetengetriebemechanismus verwendet. Daher können die Größe (Baugröße) und das Gewicht des Steuerungsmotors 31 reduziert werden aufgrund des großen Drehzahlreduzierungseffekts des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41, insbesondere aufgrund des großen Drehmomentverstärkungseffekts auf das Steuerungsdrehmoment des Steuerungsmotors 31. Demgemäß kann die physikalische Größe der Differentialvorrichtung D reduziert werden und folglich können die Leichtigkeit und die Effizienz, mit denen die Differentialvorrichtung D in dem Fahrzeug installiert wird, verbessert werden.
Des Weiteren ist die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung mit einem Mechanismus zum Dämpfen einer (Mit-)Drehung des Steuerungsmotors 31 vorgesehen, wenn der Steuerungsmotor 31 für einen Drehmomentvektoring vorgesehen ist, wie vorstehend beschrieben ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, dreht sich, wenn die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung drehen, die Differentialvorrichtung D (insbesondere der Differentialdrehmechanismus 3) gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung auch als eine Einheit mit der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2. In diesem Fall kann, wenn der Steuerungsmotor 31 sich auch dreht, die Leistungsübertragungseffizienz (der Antriebskraftübertragungswirkungsgrad) der Differentialvorrichtung D verschlechtert sein. Somit ist die Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, mit einem Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 und einem Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 vorgesehen, um eine Drehung (Nebendrehung) des Steuerungsmotors 31 zu vermeiden oder zu dämpfen (zu begrenzen). Insbesondere kann in einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung die Differentialvorrichtung D mit dem Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 und dem Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 vorgesehen sein.
Der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 ist zwischen dem Steuerungsmotor 31 und dem Träger 41e des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 angeordnet und dient zum Verstärken eines Steuerungsdrehmoments, das durch den Steuerungsmotor 31 erzeugt wird, und zum Übertragen des Drehmoments zu dem Träger 41e. Ferner wirkt (arbeitet, funktioniert) der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 als ein Drehzahlreduktionsmechanismus zum Reduzieren der Drehzahl des Trägers 41e relativ zu der der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b des Steuerungsmotors 31, wenn sich das Differentialhohlzahnrad 13, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 als eine Einheit drehen.
Ferner ist der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 auf derselben Achse wie die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2, insbesondere auf der Drehachse AL angeordnet. Der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 ist ein Planetengetriebemechanismus mit einem einzelnen Ritzel und hat ein Sonnenzahnrad, ein Hohlzahnrad und einen Träger. In dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung werden das Sonnenzahnrad, das Hohlzahnrad und der Träger des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 als ein Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad 45a, ein Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b beziehungsweise als ein Drehzahlreduzierungsträger 45c bezeichnet, um sie von jeweiligen Drehelementen von weiteren Planetengetriebemechanismen zu unterscheiden.
Das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad 45a ist in einem radial äußeren Abschnitt einer hohlen Drehwelle ausgebildet und ist durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad 45a ist mit der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b des Steuerungsmotors 31 verbunden. Das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad 45a und die Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b drehen sich als eine Einheit.
Das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b ist ein „Innenzahnrad (Zahnrad mit Innenverzahnung)“, das mit Planetenzahnrädern 45d des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 kämmt, und ist durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b ist mit einem Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b eines Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 verbunden, der nachstehend beschrieben ist. Das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b und das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b drehen sich als eine Einheit.
Der Drehzahlreduzierungsträger 45c stützt die Planetenzahnräder 45d derart, dass sie sich jeweils um deren Achsen drehen und umlaufen können. Der Drehzahlreduzierungsträger 45c dient ferner als der Träger 41e des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41, und der Drehzahlreduzierungsträger 45c und der Träger 41e des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 drehen sich als eine Einheit. Wie nachstehend beschrieben ist, wird, wenn das Differentialhohlzahnrad 13, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich als eine Einheit drehen, die Drehzahl des Drehzahlreduzierungsträgers 45c relativ zu der des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads 45b reduziert.
Demgemäß dient, wenn das Steuerungsdrehmoment von der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b zu dem Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 übertragen wird und sich das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad 45a dreht, das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b als ein Reaktionskraftelement und wird die Drehzahl des Drehzahlreduzierungsträgers 45c relativ zu der des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads 45a reduziert. Insbesondere wirkt (arbeitet, funktioniert) der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 als ein Drehzahlreduktionsgetriebemechanismus des Steuerungsmotors 31. Demgemäß verstärkt der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45, der zwischen dem Steuerungsmotor 31 und dem Träger 41e angeordnet ist, das Steuerungsdrehmoment, das durch den Steuerungsmotor 31 erzeugt wird, und überträgt es zu dem Träger 41e.
In der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, beträgt die Zähnezahl des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads 45a in dem Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 „24“ und beträgt die Zähnezahl des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads 45b „60“, während die Zähnezahl des Planetenzahnrads 45d „18“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 3 angezeigt ist. Daher beträgt das Drehzahlreduktionsverhältnis des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 „3,5“. Demgemäß wird das wesentliche Drehzahlreduktionsverhältnis R' des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41, der das Drehzahlreduktionsverhältnis des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 berücksichtigt, als R' = 12x3,5 = 42 ausgedrückt, da das Drehzahlreduktionsverhältnis R des vorstehend beschriebenen Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 „12“ beträgt. Aufgrund der Drehzahlreduzierungsfunktion des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 wird das weiter erhöhte Drehzahlreduktionsverhältnis R' erhalten.
Andererseits ist der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 auf derselben Achse der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2 insbesondere auf der Drehachse AL angeordnet. Der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 ist ein Planetengetriebemechanismus mit einzelnem Ritzel und hat ein Sonnenzahnrad, ein Hohlzahnrad und einen Träger. In dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung sind das Sonnenzahnrad, das Hohlzahnrad und der Träger des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 nachstehend jeweils als ein Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad 46a, ein Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b und ein Drehzahlerhöhungsträger 46c bezeichnet, um sie von jeweiligen Drehelementen weiterer Planetengetriebemechanismen zu unterscheiden.
Das Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad 46a ist in einem radial äußeren Abschnitt eines hohlen Wellenbauteils ausgebildet und ist nicht drehbar fixiert. Zum Beispiel ist das Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad 46a an einem Flanschabschnitt (nicht gezeigt), der einstückig mit dem Gehäuse 6 ausgebildet ist, angebracht.
Das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b ist ein „Innenzahnrad (Zahnrad mit Innenverzahnung)“, das mit Planetenzahnrädern 46d des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 kämmt, und ist durch das Gehäuse 6 gemeinsam mit dem Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 drehbar gestützt. Das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b ist mit dem Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b verbunden. Oder das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b ist einstückig mit dem Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b ausgebildet. Das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b und das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b drehen sich als eine Einheit. Wenn der Drehzahlerhöhungsträger 46c gedreht wird, wird die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads 46b erhöht relativ zu der des Drehzahlerhöhungsträgers 46c.
Der Drehzahlerhöhungsträger 46c stützt die Planetenzahnräder 46d derart, dass sie sich jeweils um deren Achsen drehen und umlaufen können. Der Drehzahlerhöhungsträger 46c ist mit dem Differentialhohlzahnrad 13, dem Sonnenzahnrad 15 des Differentialdrehmechanismus 3 und dem ersten Sonnenzahnrad 41a des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41 verbunden. Der Drehzahlerhöhungsträger 46c dreht sich als eine Einheit mit dem Differentialhohlzahnrad 13, dem ersten Sonnenzahnrad 15 und dem ersten Sonnenzahnrad 41a.
Demgemäß dient, wenn das Antriebsdrehmoment von dem Differentialhohlzahnrad 13 zum Drehen des Drehzahlerhöhungsträgers 46c übertragen wird, das Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad 46a als ein Reaktionskraftelement und wirkt (arbeitet, funktioniert) der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 als ein Drehzahlerhöhungsmechanismus, der die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads 46b relativ zu der des Drehzahlerhöhungsträgers 46c erhöht.
In der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, beträgt die Zähnezahl des Drehzahlerhöhungssonnenzahnrads 46a in dem Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 „24“ und beträgt die Zähnezahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads 46b „60“, während die Zähnezahl des Planetenzahnrads 46d „18“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 3 angezeigt ist. Insbesondere sind die Zähnezahl des Drehzahlerhöhungssonnenzahnrads 46a, die Zähnezahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads 46b und die Zähnezahl des Planetenzahnrads 46d jeweils gleich wie die Zähnezahl des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads 45a, die Zähnezahl des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads 45b und die Zähnezahl des Planetenzahnrads 45d in dem Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45. Demgemäß ist das Übersetzungsverhältnis (oder das Drehzahlübertragungsverhältnis oder Drehzahlverhältnis) des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 gleich wie das des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45.
Wenn die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung drehen, dreht sich die gesamte Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung als eine Einheit. Zu der gleichen Zeit drehen sich der Drehzahlerhöhungsträger 46c des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 und der Drehzahlreduzierungsträger 45c des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung. In diesem Fall funktioniert der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 als ein Drehzahlerhöhungsmechanismus, der die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads 46b relativ zu der des Drehzahlerhöhungsträgers 46c erhöht, in einem Zustand, in dem eine Drehung des Drehzahlerhöhungssonnenzahnrads 46a gestoppt ist. Andererseits funktioniert der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 als ein Drehzahlreduktionsmechanismus, der die Drehzahl des Drehzahlreduzierungsträgers 45c relativ zu der des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads 45b reduziert. Die Drehzahl des Drehzahlerhöhungsträgers 46c ist gleich wie die des Drehzahlreduzierungsträgers 45c. Ferner ist, da das Drehzahlerhöhungshohlzahnrad 46b mit dem Drehzahlreduzierungshohlzahnrad 45b verbunden ist, die Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads 46b gleich wie die des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads 45b. Daher ist der Absolutwert des Drehzahlerhöhungsverhältnisses des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 gleich wie der Absolutwert des Drehzahlreduktionsverhältnisses des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45. In diesem Fall wird, da die Drehzahl des Drehzahlerhöhungssonnenzahnrads 46a „0“ beträgt, in dem Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45 die Drehzahl des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads 45a auf „0“ oder eine Drehzahl von ungefähr „0“ reduziert relativ zu der des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads 45b gemäß dem Übersetzungsverhältnis des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45. In der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, ist das Übersetzungsverhältnis des Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus 46 gleich wie das des Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus 45; daher ist die Drehzahl des Drehzahlreduzierungssonnenzahnrads 45a gleich wie „0“. Demgemäß ist, wenn die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sich mit gleicher Drehzahl in derselben Richtung drehen und die Differentialvorrichtung D auch als eine Einheit sich dreht, die Drehzahl der Steuerungsdrehmomentausgabewelle 31b des Steuerungsmotors 31, der mit dem Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad 45a verbunden ist, gleich wie „0“. Insbesondere wird eine (Mit-)Drehung des Steuerungsmotors 31 gedämpft (beschränkt, unterdrückt) oder verhindert.
Demgemäß kann mit der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, eine Drehung des Steuerungsmotors 31, der ein Steuerungsdrehmoment erzeugt, begrenzt werden und kann die Leistungsübertragungseffizienz (Antriebskraftübertragungseffizienz) der Leistungseinheit 40 verbessert werden. Folglich kann die Energieeffizienz des Fahrzeugs, in dem die Leistungseinheit 40 installiert ist, verbessert werden. Ferner kann, da eine Drehung des Steuerungsmotors 31 begrenzt wird, wenn das Fahrzeug schnell beschleunigt oder schnell verzögert wird, während es geradeausfährt, zum Beispiel ein Einfluss des Trägheitsdrehmoments des Steuerungsmotors 31 aufgehoben (beseitigt) werden. Somit ist es nicht erforderlich, eine Steuerung des Drehmoments, die das Trägheitsdrehmoment, das auftreten würde, wenn der Steuerungsmotor 31 sich mitdreht, reduziert oder aufhebt, separat auszuführen, und kann die Last der Vorrichtung, die den Steuerungsmotor 31 steuert, reduziert werden. Folglich kann die Steuerbarkeit in der Drehmomentvektoringsteuerung durch die Leistungseinheit 40 und den Steuerungsmotor 31 verbessert werden.
In der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, sind ein Antriebsmotor 47 und ein Bremsmechanismus 48 als Leistungsquellen (Antriebskraftquellen) vorgesehen. Insbesondere ist ein Ausgabewelle 47a des Antriebsmotors 47 mit einem Endabschnitt (an der rechten Seite in 3) einer Leistungswelle (Antriebskraftwelle) 49 verbunden. Der Antriebsmotor 47 erzeugt ein Antriebsdrehmoment, das das Fahrzeug beschleunigt, oder ein regeneratives Drehmoment, das das Fahrzeug bremst. Der Antriebsmotor 47 ist zum Beispiel ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart oder ein Induktionsmotor. Eine Drehwelle 48a des Bremsmechanismus 48 ist mit dem anderen Endabschnitt (an der linken Seite in 3) der Leistungswelle 49 verbunden. Der Bremsmechanismus 48 erzeugt ein Bremsdrehmoment als ein sogenanntes negatives Antriebsdrehmoment. Der Bremsmechanismus 48 ist zum Beispiel eine elektromagnetische Bremse einer Erregungsbetriebsbauart, die ein Drehbauteil durch Verwendung einer magnetischen Anziehungskraft, die durch eine Erregung erzeugt wird, bremst, oder eine elektrische Bremse, die eine Reibungsbremskraft mittels eines Spindelmechanismus, der durch einen elektrischen Motor angetrieben wird, erzeugt, oder eine regenerative Bremse, die ein Drehbauteil mittels einer Widerstandskraft bremst, die erzeugt wird, wenn eine Leistung durch einen Motor erzeugt wird. Somit ist in der Differentialvorrichtung D, die in 3 gezeigt ist, ein Motor mit einer Bremsfunktion als eine Leistungsquelle an einem Differentialmechanismus montiert, um eine Einheit vorzusehen.
Ein Ritzel 50 ist an einem zentralen Abschnitt der Leistungswelle 49 montiert. Das Ritzel 50 und die Leistungswelle 49 drehen sich als eine Einheit. Das Ritzel 50 kämmt mit einem Gegenzahnrad 51. Das Gegenzahnrad 51 ist drehbar durch das Gehäuse 6 gestützt. Ferner kämmt das Gegenzahnrad 51 mit einem Differentialhohlzahnrad 52, das heißt dem Drehmomenteingabebauteil 4. Das Differentialhohlzahnrad 52 ist an dem Außenumfang des Differentialgehäuses 12 ausgebildet. Das Differentialgehäuse 12 und das Differentialhohlzahnrad 52 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß dreht sich das Differentialhohlzahnrad 52 als eine Einheit mit dem ersten Sonnenzahnrad 15 des Differentialdrehmechanismus 3 und dem ersten Sonnenzahnrad 41a des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41.
Das Gegenzahnrad 51 hat einen größeren Durchmesser und eine größere Zähnezahl als das Ritzel 50. Daher bildet ein Zahnradpaar des Ritzels 50 und des Gegenzahnrads 51 einen Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus aus, der die Drehzahl des Differentialhohlzahnrads 52, das heißt des Drehmomenteingabebauteils 4, relativ zu der Drehzahl des Ritzels 50 reduziert. Demgemäß wird das Antriebsdrehmoment der Leistungsquellen (in dem Beispiel, das in 3 gezeigt ist, des Antriebsmotors 47 und des Bremsmechanismus 48), die auf die Leistungswelle 49 aufgebracht werden, durch den Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus, wie vorstehend beschrieben ist, verstärkt und wird zu der Differentialvorrichtung D übertragen.
Somit kann die Leistungseinheit 40 mit der Funktion des Drehmomentvektorings durch Zusammenbauen des Antriebsmotors 47 und des Bremsmechanismus 48 einstückig mit der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung konstruiert sein. Bei dieser Verbindung kann die Differentialvorrichtung D des Ausführungsbeispiels nur mit dem Antriebsmotor 47 als eine Leistungsquelle zusammengebaut sein. In diesem Fall kann eine Motorantriebseinheit (nicht gezeigt) mit der Funktion des Drehmomentvektorings konstruiert sein. Alternativ kann die Differentialvorrichtung D nur mit dem Bremsmechanismus 48 als eine Leistungsquelle zusammengebaut sein. In diesem Fall kann eine Bremseinheit (nicht gezeigt) mit der Funktion des Drehmomentvektorings konstruiert sein.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 4 gezeigt ist, ist in einem Vierradantriebsfahrzeug einzubauen und bildet einen sogenannten Mittendifferentialmechanismus 60. Insbesondere sind in der Differentialvorrichtung D, die in 4 gezeigt ist, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 auf derselben Achse derart angeordnet, dass sie in Längsrichtung gegenüberliegend zueinander in der gesamten Längsrichtung (der seitlichen Richtung in 4) des Fahrzeugs (nicht gezeigt) angeordnet sind.
Die Differentialvorrichtung D, die in 4 gezeigt ist, weist einen Antriebsmotor 61 als eine Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) auf. Der Antriebsmotor 61 ist zum Beispiel ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart oder ein Induktionsmotor. Der Antriebsmotor 61 ist einstückig auf derselben Achse wie die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 nämlich auf der Drehachse AL angeordnet. Der Antriebsmotor 61 erzeugt ein Antriebsdrehmoment zum Antreiben oder Bremsen der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2.
Der Antriebsmotor 61 hat einen Rotor 61a und eine Rotorwelle 61b, die den Rotor 61a drehbar stützt. Die Rotorwelle 61b ist drehbar durch ein Gehäuse 62 gestützt. Das Gehäuse 62 dient als ein Gehäuse des Antriebsmotors 61, ein Gehäuse der Differentialvorrichtung D und ein Gehäuse des Steuerungsmotors 31. Die Rotorwelle 61b ist eine hohle Welle, und die erste Antriebswelle 1 ist in einem hohlen Abschnitt der Rotorwelle 61b angeordnet. Die Rotorwelle 61b und die erste Antriebswelle 1 drehen sich relativ zueinander. Die Rotorwelle 61b ist mit dem Drehmomenteingabebauteil 4 des Differentialdrehmechanismus 3 über einen Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, korrespondiert ein Differentialgehäuse 64 des Differentialdrehmechanismus 3 zu dem Drehmomenteingabebauteil 4. Das Differentialgehäuse 64 dreht sich als eine Einheit mit dem Eingabezahnrad 7, das heißt mit dem ersten Sonnenzahnrad 15 des Differentialdrehmechanismus 3, und dem ersten Sonnenzahnrad 41a des Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung 41.
Der Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 verstärkt ein Antriebsdrehmoment, das durch den Antriebsmotor 61 erzeugt wird, und überträgt es zu dem Drehmomenteingabebauteil 4 des Differentialdrehmechanismus 3, das heißt zu dem Differentialgehäuse 64. Der Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 ist ein Planetengetriebemechanismus mit einzelnem Ritzel mit einen Sonnenzahnrad 63a, einem Hohlzahnrad 63b und einem Träger 63c.
Das Sonnenzahnrad 63a ist in einem radial äußeren Abschnitt einer hohlen Drehwelle ausgebildet und ist mit der Rotorwelle 61b des Antriebsmotors 61 verbunden. Zum Beispiel ist die hohle Welle, die einstückig mit dem Sonnenzahnrad 63a ausgebildet ist, mit der Rotorwelle 61b verbunden. Oder ist das Sonnenzahnrad 63a an einem distalen Endabschnitt der Rotorwelle 61b einstückig ausgebildet. Demgemäß drehen sich das Sonnenzahnrad 63a und die Rotorwelle 61b als eine Einheit. Das Hohlzahnrad 63b ist ein „Innenzahnrad (Zahnrad mit Innenverzahnung)“, das mit Planetenzahnrädern 63d des Planetengetriebemechanismus kämmt, der den Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 bildet. Das Hohlzahnrad 63b ist nicht drehbar an einer Innenwand des Gehäuses 62 fixiert. Der Träger 63c stützt die Planetenzahnräder 63d derart, dass sie sich jeweils um deren Achsen drehen und umlaufen. Der Träger 63c ist mit dem Differentialgehäuse 64 verbunden. Der Träger 63c und das Differentialgehäuse 64 drehen sich als eine Einheit.
In dem Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 dient, wenn ein Antriebsdrehmoment, das durch den Antriebsmotor 61 erzeugt wird, zu dem Sonnenzahnrad 63a übertragen wird, das Hohlzahnrad 63b als ein Reaktionskraftelement und wird die Drehzahl des Trägers 63c, der mit dem Differentialgehäuse 64 verbunden ist, relativ zu der Drehzahl des Sonnenzahnrads 63a reduziert. Insbesondere verstärkt der Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 das Antriebsdrehmoment, das durch den Antriebsmotor 61 erzeugt wird, und überträgt es zu dem Drehmomenteingabebauteil 4 des Differentialdrehmechanismus 3. Somit sieht der Drehzahlreduzierungsgetriebemechanismus 63 ein finales Reduktionsgetriebe (finales Getriebe) des Fahrzeugs vor.
Somit wird die Differentialvorrichtung D, die in 4 gezeigt ist, verwendet, um den Mittendifferentialmechanismus 60 vorzusehen, der den Antriebsmotor 61 als die Leistungsquelle auf derselben Achse aufnimmt. Dann kann der Mittendifferentialmechanismus 60 mit der einachsigen Struktur, die in 4 gezeigt ist, als eine Leistungseinheit in dem Vierradantriebsfahrzeug installiert sein. Insbesondere ist es durch Verwenden der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung möglich, eine kompakte Leistungseinheit mit sowohl der Funktion des Mittendifferentialmechanismus 60 als auch der Funktion des Drehmomentvektorings vorzusehen.
In der Differentialvorrichtung D gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung kann ein Bremsmechanismus, der ein Steuerungsdrehmoment erzeugt, das heißt ein Drehmoment, das das Drehmomenteingabebauteil 4 der Differentialvorrichtung D bremst, zusätzlich zu dem Steuerungsmotor 31, wie vorstehend beschrieben ist, verwendet werden. Zum Beispiel kann, wie in 5 gezeigt ist, eine elektromagnetische Bremse 70 einer Erregungsbetriebsbauart als der Bremsmechanismus verwendet werden, der ein Bremsdrehmoment erzeugt. Die elektromagnetische Bremse 70 bremst ein Eingabedrehelement der Differentialvorrichtung D mittels einer magnetischen Anziehungskraft, die durch ein Erregen einer Spule 71 erzeugt wird. Alternativ kann, wie in 6 gezeigt ist, eine elektrische Bremse 80, die eine Reibungsbremskraft mittels eines Spindelmechanismus 82, der durch einen Elektromotor 81 angetrieben wird, erzeugt, verwendet werden.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 7 gezeigt ist, ist in einem Fahrzeug zu installieren als eine Leistungsquelle (Antriebskraftquelle), die ein Antriebsdrehmoment zu den rechten und linken Antriebsrädern erzeugt, und eine Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) 90 mit einer sogenannten einachsigen Struktur bildet. Insbesondere sind in der Differentialvorrichtung D, die in 7 gezeigt ist, die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 auf derselben Achse derart angeordnet, dass sie seitlich gegenüberliegend zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung (der seitlichen Richtung in 7) des Fahrzeugs angeordnet sind.
Die Leistungseinheit 90 weist einen Antriebsmotor 91 als eine Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) auf. Der Antriebsmotor 91 ist zum Beispiel ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart oder ein Induktionsmotor. Der Antriebsmotor 91 ist einstückig auf derselben Achse wie die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 insbesondere auf der Drehachse AL angeordnet. Der Antriebsmotor 91 erzeugt ein Antriebsdrehmoment, das die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 antreibt oder bremst.
Der Antriebsmotor 91 hat einen Rotor 91a und eine Rotorwelle 91b, die den Rotor 91a drehbar stützt. Die Rotorwelle 91b ist drehbar durch ein Gehäuse 92 gestützt. Das Gehäuse 92 dient als ein Gehäuse des Antriebsmotors 91, ein Gehäuse der Differentialvorrichtung D und Gehäusen eines ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und eines zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94, die nachstehend beschrieben sind. Die Rotorwelle 91b ist eine hohle Welle, und die erste Antriebswelle 1 ist in einem hohlen Abschnitt der Rotorwelle 91b angeordnet. Die Rotorwelle 91b und die erste Antriebswelle 1 drehen sich relativ zueinander. Die Rotorwelle 91b ist mit dem Drehmomenteingabebauteil 4 des Differentialdrehmechanismus 3 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel, das in 7 gezeigt ist, korrespondiert die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) in dem Differentialdrehmechanismus 3 zu dem Drehmomenteingabebauteil 4. Demgemäß drehen sich die Rotorwelle 91b und das erste Sonnenzahnrad 15 als eine Einheit.
Des Weiteren ist die Differentialvorrichtung D, die in 7 gezeigt ist, mit dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 vorgesehen. Der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 ist auf der Drehachse AL zwischen der ersten Antriebswelle 1 und einer Achse, die mit einem der rechten und linken Antriebsräder (nicht gezeigt) aus Sicht in der Fahrzeugbreitenrichtung verbunden ist, angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 7 gezeigt ist, ist der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 zwischen der ersten Antriebswelle 1 und einer ersten Achse 95 angeordnet, die mit dem linken Antriebsrad (auf der linken Seite in 7) in der Fahrzeugbreitenrichtung verbunden ist. Der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 ist auf der Drehachse AL zwischen der zweiten Antriebswelle 2 und einer Achse, die mit dem anderen der rechten und linken Antriebsräder (nicht gezeigt) in der Fahrzeugbreitenrichtung verbunden ist, angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 7 gezeigt ist, ist der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 zwischen der zweiten Antriebswelle 2 und einer zweiten Achse 96, die mit dem rechten Antriebsrad (auf der rechten Seite in 7) in der Fahrzeugbreitenrichtung verbunden ist, angeordnet. Somit sind der Differentialdrehmechanismus 3, der Antriebsmotor 91, der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 alle auf der Drehachse AL angeordnet.
Der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 verstärkt ein Drehmoment der ersten Antriebswelle 1 und überträgt es zu der ersten Achse 95. Der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 ist ein Planetengetriebemechanismus mit einzelnem Ritzel mit einem Sonnenzahnrad 93a, einem Hohlzahnrad 93b und einem Träger 93c. Das Sonnenzahnrad 93a ist an einem distalen Ende der ersten Antriebswelle 1 an einem Endabschnitt (linken Endabschnitt in 7) der ersten Antriebswelle 1 entgegengesetzt zu der Seite ausgebildet, an der das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Sonnenzahnrad 17) ausgebildet ist. Das Sonnenzahnrad 93a dreht sich als eine Einheit mit der ersten Antriebswelle 1. Das Hohlzahnrad 93b ist ein „Innenzahnrad (Zahnrad mit Innenverzahnung)“, das mit Planetenzahnrädern 93d des Planetengetriebemechanismus kämmt, der den ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 bildet. Das Hohlzahnrad 93b ist nicht drehbar an einer Innenwand des Gehäuses 92 fixiert. Der Träger 93c stützt die Planetenzahnräder 93d derart, dass sie sich jeweils um deren Achsen drehen und umlau- fen. Der Träger 93c ist mit der ersten Achse 95 verbunden. Der Träger 93c und die erste Achse 95 drehen sich als eine Einheit.
In dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 dient, wenn das Drehmoment der ersten Antriebswelle 1 zu dem Sonnenzahnrad 93a übertragen wird, das Hohlzahnrad 93b als ein Reaktionskraftelement und wird die Drehzahl des Trägers 93c, der mit der ersten Achse 95 verbunden ist, relativ zu der Drehzahl des Sonnenzahnrads 93a reduziert. Insbesondere verstärkt der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 das Drehmoment der ersten Antriebswelle 1 und überträgt es zu der ersten Achse 95 und dem korrespondierenden Antriebsrad.
Andererseits verstärkt der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 ein Drehmoment der zweiten Antriebswelle 2 und überträgt es zu der zweiten Achse 96. Der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 ist ein Planetengetriebemechanismus mit einzelnem Ritzel mit einem Sonnenzahnrad 94a, einem Hohlzahnrad 94b und einem Träger 94c. Das Sonnenzahnrad 94a ist an einem distalen Ende der zweiten Antriebswelle 2 an einem Endabschnitt (rechten Endabschnitt in 7) der zweiten Antriebswelle 2 entgegengesetzt zu der Seite ausgebildet, an der der Träger 11 ausgebildet ist. Das Sonnenzahnrad 94a und die zweite Antriebswelle 2 drehen sich als eine Einheit. Das Hohlzahnrad 94b ist ein „Innenzahnrad (Zahnrad mit Innenverzahnung)“, das mit Planetenzahnrädern 94d des Planetengetriebemechanismus kämmt, der den zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 bildet. Das Hohlzahnrad 94b ist nicht drehbar an einer Innenwand des Gehäuses 92 fixiert. Der Träger 94c stützt die Planetenzahnräder 94d derart, dass sie sich jeweils um deren Achsen drehen und umlaufen können. Der Träger 94c ist mit der zweiten Achse 96 verbunden. Der Träger 94c und die Achse 96 drehen sich als eine Einheit.
In dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 dient, wenn das Drehmoment der zweiten Antriebswelle 2 zu dem Sonnenzahnrad 94a übertragen wird, das Hohlzahnrad 94b als ein Reaktionskraftelement und wird die Drehzahl des Trägers 94c, der mit der zweiten Achse 96 verbunden ist, relativ zu der Drehzahl des Sonnenzahnrads 94a reduziert. Insbesondere verstärkt der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 das Drehmoment der zweiten Antriebswelle 2 und überträgt es zu der zweiten Achse 96 und dem korrespondierenden Antriebsrad.
Somit ist die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung mit dem Antriebsmotor 91 und dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 kombiniert, um eine Leistungseinheit vorzusehen, die als eine Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs dient. Die Differentialvorrichtung D, der Antriebsmotor 91, der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 sind alle auf derselben Drehachse AL angeordnet. Somit ist die Leistungseinheit mit der gleichachsigen Struktur, in der die Differentialvorrichtung D des Ausführungsbeispiels aufgenommen ist, konstruiert. In diesem Fall ist die Differentialvorrichtung D an der bahnaufwärtigen Seite jedes Drehzahlreduktionsmechanismus 93, 94 angeordnet. Insbesondere ist die Differentialvorrichtung D zwischen dem Antriebsmotor 91 und dem ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und dem zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 angeordnet. Als Ergebnis wird das Drehmoment, das durch den ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und den zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 nicht verstärkt worden ist, auf die Differentialvorrichtung D aufgebracht. Daher kann die Last, die auf die Differentialvorrichtung D aufgebracht wird, reduziert werden und ist es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass die Größe (Baugröße) der Differentialvorrichtung D erhöht (vergrößert) ist. Somit kann die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung die Leistungseinheit 90 der gleichachsigen Struktur vorsehen, deren Baugröße kompakt ist und die eine einfache Struktur hat.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 8 gezeigt ist, bildet eine Leistungseinheit (Antriebskrafteinheit) 100 mit einer gleichachsigen Struktur gleich wie die Leistungseinheit 90, die in 7 gezeigt ist. In der Leistungseinheit 100 wird ein „Antriebsmotor mit hohlem Rotor“ verwendet, um die physikalische Größe gemessen in der Richtung der Drehachse AL zu reduzieren. In der Differentialvorrichtung D, die in 8 gezeigt ist, sind die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 auf derselben Achse angeordnet, um in seitlicher Richtung zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung (der seitlichen Richtung in 8) gegenüberliegend zu sein.
Die Leistungseinheit 100 weist einen Antriebsmotor 101 als eine Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) auf. Die Leistungseinheit 100 weist ferner den ersten Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und den zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus 94 auf. In der Leistungseinheit 100 sind auch der Differentialdrehmechanismus 3, der Antriebsmotor 101, der erste Drehzahlreduktionsmechanismus 93 und der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus 94 alle auf der Drehachse AL wie in der Leistungseinheit 90, die in 7 gezeigt ist, angeordnet.
Der Antriebsmotor 101 ist zum Beispiel ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart oder ein Induktionsmotor. Insbesondere verwendet der Antriebsmotor 101 einen Rotor 101a mit einer hohlen Struktur, wie nachstehend beschrieben ist; daher kann ein sogenannter kernloser Motor, in dem ein Eisenkern des Rotors 101a entfernt ist, angewandt werden. Der Antriebsmotor 101 hat den Rotor 101a und eine Rotorwelle 101b, die den Rotor 101a drehbar stützt.
Der Rotor 101a hat eine hohle Struktur und hat einen Raum in seinem hohlen Abschnitt. Der Differentialdrehmechanismus 3 ist in dem hohlen Abschnitt des Rotors 101a angeordnet. Insbesondere ist der Differentialdrehmechanismus 3 in dem Rotor 101a des Antriebsmotors 101 mit der hohlen Struktur aufgenommen.
Die Rotorwelle 101b ist drehbar durch das Gehäuse 92 gestützt. Die Rotorwelle 101b ist eine hohle Welle, und die erste Antriebswelle 1 und die zweite Antriebswelle 2 sind in ihrem hohlen Abschnitt angeordnet. Die Rotorwelle 101b dreht sich relativ zu der ersten Antriebswelle 1 und der zweiten Antriebswelle 2. Die Rotorwelle 101b ist mit dem Drehmomenteingabebauteil 4 des Differentialdrehmechanismus 3 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel, das in 8 gezeigt ist, korrespondiert die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) in dem Differentialdrehmechanismus 3 zu dem Drehmomenteingabebauteil 4. Demgemäß drehen sich die Rotorwelle 101b und das erste Sonnenzahnrad 15 als eine Einheit.
Somit wird in der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung der Antriebsmotor 101 mit dem Rotor 101a der hohlen Struktur verwendet. Dann wird der Differentialdrehmechanismus 3 in dem hohlen Abschnitt des Rotors 101a angeordnet. Insbesondere ist der Differentialdrehmechanismus 3 in dem Rotor 101a des Antriebsmotors 101 aufgenommen. Somit kann die gesamte Länge der Leistungseinheit 100 gemessen in der Richtung der Drehachse AL reduziert werden verglichen zu der Anordnung, in der der Antriebsmotor 91 und der Differentialdrehmechanismus 3 hintereinander (nebeneinander) in der Richtung der Drehachse AL wie in der Leistungseinheit 90, die zum Beispiel in 7 gezeigt ist, angeordnet sind. Somit kann die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung die Leistungseinheit 100 der gleichachsigen Struktur vorsehen, die eine weiterhin kompakte Größe (Baugröße) hat und eine weiterhin einfache Struktur aufweist und die reduzierte Gesamtlänge in der Richtung der Drehachse AL hat.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 9 gezeigt ist, verwendet einen Differentialdrehmechanismus 111, bei dem ein „Differentialgehäuse“ zur Vereinfachung weggelassen ist, um einen Differentialmechanismus 110 (ein offenes Differential) für ein Fahrzeug vorzusehen.
Der Differentialdrehmechanismus 111 ist derart gestaltet, dass das Differentialgehäuse 12 des Differentialdrehmechanismus 3 weggelassen ist, wie vorstehend beschrieben ist. Daher ist der Differentialdrehmechanismus 111 mit einer Eingabeplatte 112 vorgesehen. Die Eingabeplatte 112 ist ein flanschartiges Drehbauteil und ist an dem Außenumfang der Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) angebracht. Die Eingabeplatte 112 und die Drehwelle 7a drehen sich als eine Einheit. Dann ist das Differentialhohlzahnrad 13 an einem radial äußeren Abschnitt der Eingabeplatte 112 angebracht. Die Eingabeplatte 112 und das Differentialhohlzahnrad 13 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß ist in dem Ausführungsbeispiel, das in 9 gezeigt ist, die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) mit dem Differentialhohlzahnrad 13 oder dem Drehmomenteingabebauteil 4 über die Eingabeplatte 112 verbunden.
In der Differentialvorrichtung D, die in 9 gezeigt ist, ist ebenfalls das erste Übersetzungsverhältnis u₁ zwischen dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Sonnenzahnrad 15) und dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Ritzel 18) festgelegt, um sich von dem zweiten Übersetzungsverhältnis u₂ zwischen dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Sonnenzahnrad 17) und dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Ritzel 19) zu unterscheiden.
Zum Beispiel ist die Differentialvorrichtung D derart gestaltet, dass die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18) „4“ beträgt und die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19) „6“ beträgt, während die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 7) „8“ beträgt und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) „6“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 9 angezeigt ist. In diesem Fall werden das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ wie folgt erhalten. $u_{1} = z_{1} {/z}_{3} = 4 / 8 = 0,5$
$u_{2} = z_{2} {/z}_{4} = 6 / 6 = 1,0$
Somit sind das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ zueinander nicht gleich, sondern unterscheiden sich voneinander.
In der Differentialvorrichtung D, die in 9 gezeigt ist, sind die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 18), die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 19), die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Sonnenzahnrads 15) und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Sonnenzahnrads 17) so festgelegt, dass das Verhältnis 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) = -1, erfüllt ist. Wenn die Zähnezahlen z₁, z₂, z₃, z₄ der jeweiligen Zahnräder die numerischen Werte, die in Klammern in 9 angezeigt sind, wie in dem vorstehenden Beispiel haben, ist $1 / (1 - z_{3} {/z}_{1} \times z_{2} {/z}_{4}) = 1 / {1 - (8 / 4) \times (6 / 6)} = - 1$
und das vorstehende Verhältnis erfüllt.
Somit nimmt die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung den Differentialdrehmechanismus 111 auf, bei dem das „Differentialgehäuse“ zur Vereinfachung weggelassen ist, um den Differentialmechanismus 110 vorzusehen. Wenn eine Last, die auf die Differentialvorrichtung D aufgebracht wird, zum Beispiel klein ist, wird der Differentialdrehmechanismus 111, der wie vorstehend beschrieben vereinfacht ist, angewandt, um den Differentialmechanismus 110 vorzusehen, dessen Größe kompakt ist und der eine einfache Struktur aufweist.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 10 gezeigt ist, verwendet zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die jeweils ein „Hohlzahnrad“ und „Ritzel (Planetenzahnräder)“ aufweisen, um einen Differentialmechanismus 120 (ein offenes Differential) für ein Fahrzeug vorzusehen. Die Differentialvorrichtung D, die in 10 gezeigt ist, weist zwei Hauptdrehwellen, das heißt eine erste Antriebswelle 121 und eine zweite Antriebswelle 122, einen Differentialdrehmechanismus 123 und ein Drehmomenteingabebauteil 124 auf.
Die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 sind auf derselben Achse gegenüberliegend zueinander angeordnet und sind relativ zueinander drehbar. Insbesondere sind die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 beide auf der Drehachse AL angeordnet. Jede der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 ist durch das Gehäuse 6 der Differentialvorrichtung D über ein Lager (nicht gezeigt) drehbar gestützt. In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, sind die zweite Antriebswelle 122 und die erste Antriebswelle 121 in dieser Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 10 angeordnet. Demgemäß ist die erste Antriebswelle 121 an einem Ende (einem linken Endabschnitt in 10) durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Eines der rechten und linken Antriebsräder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs ist mit einem vorstehenden distalen Ende (einem rechten Endabschnitt in 10) der ersten Antriebswelle 121 verbunden. Die zweite Antriebswelle 122 ist an einem Ende (einem rechten Endabschnitt in 10) durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Das andere Antriebsrad (nicht gezeigt) ist mit einem vorstehenden distalen Ende (einem linken Endabschnitt in 10) der zweiten Antriebswelle 122 verbunden.
Der Differentialdrehmechanismus 123 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Differentialdrehmechanismus 123 lässt eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 zu. Der Differentialdrehmechanismus 123 ist durch das Eingabezahnrad 7, das Ausgabezahnrad 8, die ersten Zahnräder 9, die zweiten Zahnräder 10 und den Träger 11 als Hauptelemente ähnlich wie der Differentialdrehmechanismus 3, der vorstehend beschrieben ist, ausgebildet.
Das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 sind hintereinander (insbesondere nebeneinander in der Richtung der Drehachse AL angeordnet) auf derselben Drehachse AL angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, sind das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 in der Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 10 angeordnet.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, ist das Eingabezahnrad 7 ein erstes Hohlzahnrad 125 in der Form eines „Innenzahnrads (Zahnrads mit Innenverzahnung)“ und kämmt mit den ersten Zahnrädern 9 (das heißt, den ersten Ritzeln 129, die nachstehend beschrieben sind). Ferner ist das Ausgabezahnrad 8 ein zweites Hohlzahnrad 126 in der Form eines „Innenzahnrads (Zahnrads mit Innenverzahnung)“ und kämmt mit den zweiten Zahnrädern 10 (das heißt, den zweiten Ritzeln 130, die nachstehend beschrieben sind).
Das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125) und das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) können relativ zueinander drehen. In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, ist die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) eine hohle Welle und ist die zweite Antriebswelle 122 in einem hohlen Abschnitt der Drehwelle 7a angeordnet. Demgemäß können die Drehwelle 7a und die zweite Antriebswelle 122 relativ zueinander drehen.
Die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) ist mit dem Differentialhohlzahnrad 13 über eine Eingabeplatte 127 verbunden. Die Eingabeplatte 127 ist ein flanschartiges Drehbauteil und ist an dem Außenumfang der Drehwelle 7a angebracht. Die Eingabeplatte 127 und die Drehwelle 7a drehen sich als eine Einheit. Dann ist das Differentialhohlzahnrad 13 an dem Außenumfang der Eingabeplatte 127 angebracht. Die Eingabeplatte 127 und das Differentialhohlzahnrad 13 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß ist in dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) mit dem Differentialhohlzahnrad 13, das heißt dem Drehmomenteingabebauteil 124, über die Eingabeplatte 127 verbunden.
Die Drehwelle 8a des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Hohlzahnrads 126) ist mit der ersten Antriebswelle 121 verbunden. Oder die Drehwelle 8a ist einstückig mit der ersten Antriebswelle 121 ausgebildet. Die Drehwelle 8a und die erste Antriebswelle 121 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) und die erste Antriebswelle 121 als eine Einheit. Das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) und die erste Antriebswelle 121 sind durch das Gehäuse 6 über ein Lager 128 gestützt.
Das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 sind hintereinander (insbesondere nebeneinander in der Richtung der Drehachse AL angeordnet) auf derselben Achse angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, sind das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 in dieser Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 10 angeordnet. Das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 drehen sich als eine Einheit. Wie nachstehend beschrieben ist, sind die ersten Zahnräder 9 und die zweiten Zahnräder 10 durch den Träger 11 derart gestützt, dass sie sich um deren Achse drehen können und auch um die Drehachse AL umlaufen können.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, ist das erste Zahnrad 9 ein erstes Ritzel 129 in der Form eines „Außenzahnrads (Zahnrads mit Außenverzahnung)“ mit kleinem Durchmesser und kämmt mit dem Eingabezahnrad 7, das heißt mit dem ersten Hohlzahnrad 125. Ferner ist das zweite Zahnrad 10 ein zweites Ritzel 130 in der Form eines „Außenzahnrads (Zahnrads mit Außenverzahnung)“ mit kleinem Durchmesser und kämmt mit dem Ausgabezahnrad 8, das heißt mit dem zweiten Hohlzahnrad 126.
Der Träger 11 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Träger 11 ist durch die Drehwelle 8a des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Hohlzahnrads 126) über ein Lager 131 gestützt. Der Träger 11 und die Drehwelle 8a können relativ zueinander drehen. Demgemäß drehen sich der Träger 11 und das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125) und das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) relativ zueinander. Der Träger 11 stützt die ersten Ritzel 129 und die zweiten Ritzel 130 derart, dass sich die Ritzel 129, 130 jeweils um deren Achsen drehen können und um die Drehachse AL umlaufen können. Insbesondere hat in dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, der Träger 11 Ritzelwellen 11a und einen Plattenabschnitt 11b. Die ersten Ritzel 129 und die zweiten Ritzel 130 sind einstückig an den Ritzelwellen 11a montiert. Die Ritzelwelle 11a, das erste Ritzel 129 und das zweite Ritzel 130 drehen sich als eine Einheit. Der Plattenabschnitt 11b stützt drehbar die Ritzelwellen 11a. Der Plattenabschnitt 11b ist mit der zweiten Antriebswelle 122 verbunden. Der Plattenabschnitt 11b und die zweite Antriebswelle 122 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich der Träger 11 und die zweite Antriebswelle 122 als eine Einheit.
Zwei oder mehrere Gruppen (nachstehend auch als „Planetengruppen“ bezeichnet) des ersten Ritzels 129, des zweiten Ritzels 130 und der Ritzelwelle 11a, die durch den Träger 11 gestützt ist, sind auf dem Umlaufweg (kreisförmigen Weg) der „Planetengruppen“ vorgesehen. In 10 sind zwei „Planetengruppen“ gegenüberliegend zueinander in einer radialen Richtung des Umlaufwegs angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist in dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, die Differentialvorrichtung D die erste Antriebswelle 121, die zweite Antriebswelle 122, den Differentialdrehmechanismus 123 und das Drehmomenteingabebauteil 124 auf. Die Differentialvorrichtung D, die in 10 gezeigt ist, bildet einen Differentialmechanismus 120 (ein offenes Differential) für die rechten und linken Antriebsräder des Fahrzeugs. Der Differentialdrehmechanismus 123 weist als ein Hauptelement der Differentialvorrichtung D insgesamt vier Arten von Zahnrädern, das heißt das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125), das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126), die ersten Zahnräder 9 (die ersten Ritzel 129) und die zweiten Zahnräder 10 (die zweiten Ritzel 130), und den Träger 11 auf. Die ersten Zahnräder 9 (die ersten Ritzel 129) und die zweiten Zahnräder 10 (die zweiten Ritzel 130), die mit dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Hohlzahnrad 125) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Hohlzahnrad 126) jeweils kämmen, laufen um die Drehachse AL um. Insbesondere sind alle von den ersten Zahnrädern 9 (den ersten Ritzeln 129) und den zweiten Zahnrädern 10 (den zweiten Ritzeln 130) sogenannte Planetenzahnräder der Planetengetriebemechanismen. Die Differentialvorrichtung D gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Offenbarung weist im Wesentlichen zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die sich den Träger 11 teilen, oder einen zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus auf, in dem zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die sich den Träger 11 teilen, kombiniert sind. In dem Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, bildet die Differentialvorrichtung D zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen, die keine „Sonnenzahnräder“ verwenden. Somit hat der Planetengetriebemechanismus dieses Ausführungsbeispiels eine einfachere Struktur verglichen zu einem allgemeinen Planetengetriebemechanismus, der drei Drehelemente „Sonnenzahnrad“, „Hohlzahnrad“ und „Ritzel“ aufweist.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung drehen sich, wenn die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 sich mit gleicher Geschwindigkeit (der gleichen Drehzahl) in der derselben Richtung drehen, die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 und der Differentialdrehmechanismus 123 als eine Einheit. In diesem Fall wird das Antriebsdrehmoment gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 verteilt und übertragen. Andererseits drehen sich, wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle 121 sich von der Drehzahl der zweiten Antriebswelle 122 unterscheidet, die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen, um eine Differentialdrehung auszuführen.
Dazu ist in der Differentialvorrichtung D das erste Übersetzungsverhältnis u₁ zwischen dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Hohlzahnrad 125) und dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Ritzel 129) festgelegt, um sich von dem zweiten Übersetzungsverhältnis u₂ zwischen dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Hohlzahnrad 126) und dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Ritzel 130) zu unterscheiden.
Zum Beispiel ist die Differentialvorrichtung D derart gestaltet, dass die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 129) „17“ beträgt und die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 130) „20“ beträgt, während die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) „85“ beträgt und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Hohlzahnrads 126) „50“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 10 angezeigt ist. In diesem Fall werden das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ wie folgt erhalten. $u_{1} = z_{1} / z_{3} = 17 / 85 = 0,2$
$u_{2} = z_{2} / z_{4} = 20 / 50 = 0,4$
Somit sind das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ zueinander nicht gleich, sondern unterscheiden sich voneinander.
In der Differentialvorrichtung D, die wie vorstehend beschrieben konstruiert ist, wird das Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil 124 (das Differentialhohlzahnrad 13) aufgebracht wird, zu dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Hohlzahnrad 125) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Hohlzahnrad 126) verteilt und übertragen. Zu dieser Zeit drehen sich, wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle 121 gleich ist wie die der zweiten Antriebswelle 122, das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) und der Träger 11 als eine Einheit.
Insbesondere drehen sich, wenn das Antriebsdrehmoment auf das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125) aufgebracht wird, die ersten Zahnräder 9 (die ersten Ritzel 129) und die zweiten Zahnräder 10 (die zweiten Ritzel 130). Zu dieser Zeit neigt, da das erste Übersetzungsverhältnis u₁ zwischen dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Ritzel 129) und dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Hohlzahnrad 125) kleiner ist als das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ zwischen dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Ritzel 130) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Hohlzahnrad 126), das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125) zu einer Drehung mit einer geringeren Drehzahl (Geschwindigkeit) als das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126). Andererseits neigt das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) zu einer Drehung mit einer höheren Geschwindigkeit (Drehzahl) als das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125). Daher neigen sich das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125) und das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) zu Drehungen in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander. Insbesondere wirkt ein Drehmoment in entgegengesetzten Richtungen auf einen jeweiligen Kämmabschnitt des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 129) und des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) und auf einen jeweiligen Kämmabschnitt des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 130) und des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Hohlzahnrads 126). Jedoch drehen sich tatsächlich das erste Zahnrad 9 (das erste Ritzel 129) und das zweite Zahnrad 10 (das zweite Ritzel 130) als eine Einheit. Daher beeinflussen sich die Kämmabschnitte untereinander. Als Ergebnis ist der Differentialdrehmechanismus 123 der Differentialvorrichtung D als Ganzes in einem im Wesentlichen Eingriffszustand und dreht sich als eine Einheit. Insbesondere drehen sich das Eingabezahnrad 7 (das erste Hohlzahnrad 125), das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) als auch der Träger 11 als eine Einheit. Demgemäß drehen sich die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 als eine Einheit, ohne dass eine Differentialdrehung ausgeführt wird.
Andererseits ist, wenn es eine Differenz zwischen der Drehzahl der ersten Antriebswelle 121 und der der zweiten Antriebswelle 122 gibt, insbesondere wenn das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) und der Träger 11 eine Differentialdrehung ausführen, die Differentialvorrichtung D nicht länger in dem im Wesentlichen Eingriffszustand, der durch den Einfluss (die Beeinflussung) der Kämmabschnitte eingerichtet ist. Daher wird das Antriebsdrehmoment über einen Leistungsübertragungsweg (Antriebskraftübertragungsweg) von dem Drehmomenteingabebauteil 124 (dem Differentialhohlzahnrad 13) zu dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Hohlzahnrad 126) und einem Leistungsübertragungsweg (Antriebskraftübertragungsweg) von dem Drehmomenteingabebauteil 124 (dem Differentialhohlzahnrad 13) zu dem Träger 11 entsprechend übertragen, während zugelassen wird, dass sich das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) und der Träger 11 differentiell drehen. In diesem Fall drehen sich das Ausgabezahnrad 8 (das zweite Hohlzahnrad 126) und der Träger 11 differentiell gemäß dem Übersetzungsverhältnis (Drehzahlreduktionsverhältnis) des zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus, der den Differentialdrehmechanismus 123 vorsieht, wie vorstehend beschrieben ist.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung sind die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Ritzels 129), die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Ritzels 130), die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des zweiten Hohlzahnrads 126) so festgelegt, dass das nachstehende Verhältnis erfüllt ist. $1 (1 - z_{3} / z_{1} \times z_{2} / z_{4}) = - 1$
Wenn die jeweiligen Zähnezahlen z₁, z₂, z₃, z₄ numerische Werte sind, die in Klammern in 10 wie in dem vorstehenden Beispiel angezeigt sind, gilt $1 / (1 - z_{3} {/z}_{1} \times z_{2} {/z}_{4}) = 1 / {1 - (85 / 17) \times (20 / 50)} = - 1$
und ist das vorstehende Verhältnis erfüllt.
Der Term ,,1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄)" in der vorstehenden Gleichung ist der Reziprokwert des Verhältnisses der Drehzahl des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) zu dem des Trägers 11, und ist das Drehzahlreduktionsverhältnis des Differentialdrehmechanismus 123 (des zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus), das die Drehrichtung berücksichtigt (das Drehzahlreduktionsverhältnis, das das negative Vorzeichen hat, das bedeutet, dass die Drehrichtung des Trägers 11 entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Eingabezahnrads 7 (des ersten Hohlzahnrads 125) ist). Somit dreht, da das Drehzahlreduktionsverhältnis des Differentialdrehmechanismus 123 „-1“ beträgt, der Träger 11 mit der gleichen Drehzahl in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Eingabezahnrad 7 (dem ersten Hohlzahnrad 125) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem zweiten Hohlzahnrad 126), wenn sich die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 differentiell drehen. Insbesondere drehen sich die erste Antriebswelle 121 und die zweite Antriebswelle 122 mit gleicher Drehzahl relativ zueinander in den entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß ist es mit der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung möglich, das Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil 124 (das Differentialhohlzahnrad 13) aufgebracht wird, zu der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 gleichmäßig zu verteilen und zu übertragen, während eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 zugelassen wird.
Somit hat die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung einen prinzipiellen Abschnitt, der im Wesentlichen durch zwei Gruppen von Planetengetriebemechanismen oder durch einen zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus gebildet ist, und verteilt und überträgt das Antriebsdrehmoment, das von der Leistungsquelle aufgebracht wird, zu der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122. Zu der gleichen Zeit lässt die Differentialvorrichtung D eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 zu und nimmt eine Differenz bei der Drehzahl zwischen der ersten Antriebswelle 121 und der zweiten Antriebswelle 122 auf. Demgemäß sieht die Differentialvorrichtung D dieses Ausführungsbeispiels den Differentialmechanismus 120 (ein offenes Differential) vor, dessen Baugröße kompakt ist und der eine einfache Struktur aufweist.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 11 gezeigt ist, verwendet zwei Gruppen von eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen, die jeweils ein „Hohlzahnrad“, ein „Sonnenzahnrad“ und ein „Planetenzahnrad“ aufweisen, um einen Differentialmechanismus 140 (ein offenes Differential) für ein Fahrzeug vorzusehen. Die Differentialvorrichtung D, die in 11 gezeigt ist, weist zwei Hauptdrehwellen, das heißt eine erste Antriebswelle 141 und eine zweite Antriebswelle 142, einen Differentialdrehmechanismus 143 und ein Drehmomenteingabebauteil 144 auf.
Die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 sind auf derselben Achse gegenüberliegend zueinander angeordnet und drehen sich relativ zueinander. Insbesondere sind die erste Antriebswelle 141 als auch die zweite Antriebswelle 142 auf derselben Drehachse AL angeordnet. Jede von der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 ist durch das Gehäuse 6 der Differentialvorrichtung D über ein Lager drehbar gestützt. In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, sind die zweite Antriebswelle 142 und die erste Antriebswelle 141 in dieser Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 11 angeordnet. Demgemäß ist die erste Antriebswelle 141 an einem Ende (einem linken Endabschnitt in 11) durch das Gehäuse 6 drehbar gestützt. Eines von den rechten und linken Antriebsrädern (nicht gezeigt) des Fahrzeugs ist mit einem vorstehenden distalen Ende (einem rechten Endabschnitt in 11) der ersten Antriebswelle 141 verbunden. Die zweite Antriebswelle 142 ist drehbar an einem Ende (einem rechten Endabschnitt in 11) durch das Gehäuse 6 gestützt. Das andere Antriebsrad (nicht gezeigt) ist mit einem vorstehenden distalen Ende (einem linken Endabschnitt in 11) der zweiten Antriebswelle 142 verbunden.
Der Differentialdrehmechanismus 143 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Differentialdrehmechanismus 143 lässt eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 zu. Ähnlich wie der vorstehende Differentialdrehmechanismus 3 weist der Differentialdrehmechanismus 143 das Eingabezahnrad 7, das Ausgabezahnrad 8, das erste Zahnrad 9, das zweite Zahnrad 10 und einen Träger 145 als Hauptelemente auf.
Das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 sind hintereinander auf derselben Drehachse AL angeordnet (insbesondere nebeneinander in der Richtung der Drehachse AL angeordnet). In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, sind das Eingabezahnrad 7 und das Ausgabezahnrad 8 in dieser Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 11 angeordnet.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, ist das Eingabezahnrad 7 ein Eingabehohlzahnrad 146 in der Form eines „Innenzahnrads (Zahnrads mit Innenverzahnung)“ und kämmt mit dem ersten Zahnrad 9 (das heißt, einem ersten Planetenzahnrad 150, das nachstehend beschrieben ist). Ferner ist das Ausgabezahnrad 8 ein Ausgabesonnenzahnrad 147 in der Form eines „Außenzahnrads (Zahnrads mit Außenverzahnung)“ und kämmt mit dem zweiten Zahnrad 10 (das heißt, einem zweiten Planetenzahnrad 151, das nachstehend beschrieben ist).
Das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) und das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) können relativ zueinander drehen. In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, ist das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) mit einem Differentialhohlzahnrad 148 verbunden. Das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) und das Differentialhohlzahnrad 148 drehen sich als eine Einheit. Das Differentialhohlzahnrad 148 ist ein Kegelzahnrad mit großem Durchmesser gleich wie das vorstehende Differentialhohlzahnrad 13 und kämmt mit dem Antriebsritzel 22, das an einem distalen Ende der Antriebswelle 21 (einem unteren Endabschnitt der Antriebswelle 21, die in 11 gezeigt ist) des Fahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Somit dient das Differentialhohlzahnrad 148 als das Drehmomenteingabebauteil 144, auf das ein Antriebsdrehmoment von einer Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) aufgebracht wird.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, ist die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des Eingabehohlzahnrads 146) und des Differentialhohlzahnrads 148 eine hohle Welle und ist die zweite Antriebswelle 142 in einem hohlen Abschnitt der Drehwelle 7a angeordnet. Demgemäß können sich die Drehwelle 7a und die zweite Antriebswelle 142 relativ zueinander drehen.
Die Drehwelle 8a des Ausgabezahnrads 8 (des Ausgabesonnenzahnrads 147) ist mit der ersten Antriebswelle 141 verbunden. Oder die Drehwelle 8a ist einstückig mit der ersten Antriebswelle 141 ausgebildet. Die Drehwelle 8a und die erste Antriebswelle 141 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) und die erste Antriebswelle 141 als eine Einheit. Das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) und die erste Antriebswelle 141 sind durch das Gehäuse 6 über ein Lager 149 gestützt.
Das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 sind hintereinander auf derselben Achse angeordnet (insbesondere nebeneinander in der Richtung der Drehachse AL angeordnet). In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, sind das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 in dieser Reihenfolge aus Sicht von der linken Seite in 11 angeordnet. Das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 drehen sich als eine Einheit. Wie nachstehend beschrieben ist, sind das erste Zahnrad 9 und das zweite Zahnrad 10 durch den Träger 145 derart gestützt, dass sie sich um ihre Achsen drehen können und um die Drehachse AL umlaufen können.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, ist das erste Zahnrad 9 das erste Planetenzahnrad 150 in der Form eines „Außenzahnrads (Zahnrads mit Außenverzahnung)“ und kämmt mit dem Eingabezahnrad 7, das heißt mit dem Eingabehohlzahnrad 146. Ferner ist das zweite Zahnrad 10 das zweite Planetenzahnrad 151 in der Form eines „Innenzahnrads (Zahnrads mit Innenverzahnung)“ und kämmt mit dem Ausgabezahnrad 8, das heißt mit dem Ausgabesonnenzahnrad 147. Das erste Planetenzahnrad 150 und das zweite Planetenzahnrad 151 sind einstückig ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, ist der Innendurchmesser des zweiten Planetenzahnrads 151 größer als der Außendurchmesser des ersten Planetenzahnrads 150. Das erste Planetenzahnrad 150 ist mit einem Armabschnitt 151a verbunden, der in einem radial inneren Abschnitt des zweiten Planetenzahnrads 151 ausgebildet ist. Alternativ ist das erste Planetenzahnrad 150 einstückig mit dem Armabschnitt 151a des zweiten Planetenzahnrads 151 ausgebildet. Demgemäß drehen sich das erste Planetenzahnrad 150 und das zweite Planetenzahnrad 151 als eine Einheit.
Der Träger 145 ist auf der Drehachse AL angeordnet. Der Träger 145 ist durch die Drehwelle 7a des Eingabezahnrads 7 (des Eingabehohlzahnrads 146) und des Differentialhohlzahnrads 148 über ein Lager 152 gestützt. Der Träger 145 und die Drehwelle 7a können relativ zueinander drehen. Demgemäß drehen sich der Träger 145, das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) und das Differentialhohlzahnrad 148 und das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) relativ zueinander.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, hat der Träger 145 einen Plattenabschnitt 145a und eine Planetenwelle 145b. Der Plattenabschnitt 145a ist mit der zweiten Antriebswelle 142 verbunden. Der Plattenabschnitt 145a und die zweite Antriebswelle 142 drehen sich als eine Einheit. Demgemäß drehen sich der Träger 145 und die zweite Antriebswelle 142 als eine Einheit. Die Planetenwelle 145b ist ein zylindrisches Wellenbauteil und ist an dem Plattenabschnitt 145a an einer Position angebracht, die radial außerhalb des Plattenabschnitts 145a von der Drehachse AL außermittig ist. Die Planetenwelle 145b ist in einem Drehachsenloch 150a des ersten Planetenzahnrads 150 und des zweiten Planetenzahnrads 151 über ein Lager 153 eingepasst. Die Planetenwelle 145b dreht sich relativ zu dem ersten Planetenzahnrad 150 und dem zweiten Planetenzahnrad 151. Demgemäß stützt der Träger 145 das erste Planetenzahnrad 150 und das zweite Planetenzahnrad 151 derart, dass sie sich um deren Achsen jeweils drehen können und um die Drehachse AL umlaufen können.
Der Außendurchmesser des ersten Planetenzahnrads 150 ist kleiner als der Innendurchmesser des Eingabehohlzahnrads 146. Ferner ist die Außenzähnezahl des ersten Planetenzahnrads 150 kleiner als die Innenzähnezahl des Eingabehohlzahnrads 146. Daher läuft das erste Planetenzahnrad 150 entlang des Innenumfangs des Eingabehohlzahnrads 146 um, während es mit dem Eingabehohlzahnrad 146 kämmt. Somit bilden das Eingabehohlzahnrad 146 und das erste Planetenzahnrad 150 einen sogenannten „eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus“.
Der Innendurchmesser des zweiten Planetenzahnrads 151 ist größer als der Außendurchmesser des Ausgabesonnenzahnrads 147. Ferner ist die Innenzähnezahl des zweiten Planetenzahnrads 151 größer als die Außenzähnezahl des Ausgabesonnenzahnrads 147. Daher läuft das zweite Planetenzahnrad 151 entlang des Außenumfangs des Ausgabesonnenzahnrads 147 um, während es mit dem Ausgabesonnenzahnrad 147 kämmt. Somit bilden das Ausgabesonnenzahnrad 147 und das zweite Planetenzahnrad 151 einen sogenannten „eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus“.
Somit weist der Differentialdrehmechanismus 143 als ein Hauptelement der Differentialvorrichtung D, die in 11 gezeigt ist, insgesamt vier Zahnräder, das heißt das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146), das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147), das erste Zahnrad 9 (das erste Planetenzahnrad 150) und das zweite Zahnrad 10 (das zweite Planetenzahnrad 151), und den Träger 145 auf. Die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung ist durch zwei Gruppen von „eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen“ gebildet, die sich den Träger 145 teilen. Insbesondere ist in dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, die Differentialvorrichtung D durch zwei Gruppen von „eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen“ gebildet, die keine „Ritzel“ verwenden. Der eingeschriebene Planetengetriebemechanismus hat eine einfachere Struktur verglichen zu einem allgemeinen Planetengetriebemechanismus, der drei Drehelemente, das heißt ein „Sonnenzahnrad“, ein „Hohlzahnrad“ und „Ritzel“, aufweist.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung drehen sich, wenn die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 sich mit gleicher Geschwindigkeit (der gleichen Drehzahl) in derselben Richtung drehen, die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 als eine Einheit mit dem Differentialdrehmechanismus 143. In diesem Fall wird das Antriebsdrehmoment gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 verteilt und übertragen. Andererseits drehen sich, wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle 141 sich von der der zweiten Antriebswelle 142 unterscheidet, die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen, um eine Differentialdrehung auszuführen.
Dazu ist in der Differentialvorrichtung D das erste Übersetzungsverhältnis u₁ zwischen dem Eingabezahnrad 7 (dem Eingabehohlzahnrad 146) und dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Planetenzahnrad 150) festgelegt, um sich von dem zweiten Übersetzungsverhältnis u₂ zwischen dem Ausgabezahnrad 8 (dem Ausgabesonnenzahnrad 147) und dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Planetenzahnrad 151) zu unterscheiden.
Zum Beispiel ist die Differentialvorrichtung D derart gestaltet, dass die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Planetenzahnrads 150) „10“ beträgt und die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Planetenzahnrads 151) „16“ beträgt, während die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des Eingabehohlzahnrads 146) „15“ beträgt und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des Ausgabesonnenzahnrads 147) „12“ beträgt, wie durch numerische Werte in Klammern in 11 angezeigt ist. In dem Fall des Ausführungsbeispiels, das in 11 gezeigt ist, werden das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ wie folgt erhalten. $u_{1} = z_{1} {/z}_{3} = 10 / 15 \approx 0,666$
$u_{2} = z_{4} / z_{2} = 12 / 16 = 0,75$
Das erste Übersetzungsverhältnis u₁ und das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ sind nicht zueinander gleich, sondern unterscheiden sich voneinander.
In der Differentialvorrichtung D, die wie vorstehend beschrieben konstruiert ist, wird das Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil 144 (das Differentialhohlzahnrad 148) aufgebracht wird, zu dem Eingabezahnrad 7 (dem Eingabehohlzahnrad 146) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem Ausgabesonnenzahnrad 147) verteilt und übertragen. Wenn die Drehzahl der ersten Antriebswelle 141 gleich ist wie die der zweiten Antriebswelle 142, drehen sich das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) und der Träger 145 als eine Einheit.
Insbesondere drehen sich, wenn das Antriebsdrehmoment auf das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) aufgebracht wird, das erste Zahnrad 9 (das erste Planetenzahnrad 150) und das zweite Zahnrad 10 (das zweite Planetenzahnrad 151). Zu dieser Zeit neigt, da das erste Übersetzungsverhältnis u₁ zwischen dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Planetenzahnrad 150) und dem Eingabezahnrad 7 (dem Eingabehohlzahnrad 146) kleiner ist als das zweite Übersetzungsverhältnis u₂ zwischen dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Planetenzahnrad 151) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem Ausgabesonnenzahnrad 147), das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) zu einer Drehung mit einer niedrigeren Geschwindigkeit (Drehzahl) als das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147). Andererseits neigt das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) zu einer Drehung mit einer höheren Geschwindigkeit (Drehzahl) als das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146). Daher neigen das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146) und das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) zu Relativdrehungen zueinander in entgegengesetzten Richtungen. Insbesondere wird ein Drehmoment in entgegengesetzten Richtungen auf einen Kämmabschnitt zwischen dem ersten Zahnrad 9 (dem ersten Planetenzahnrad 150) und dem Eingabezahnrad 7 (dem Eingabehohlzahnrad 146) und einem Kämmabschnitt zwischen dem zweiten Zahnrad 10 (dem zweiten Planetenzahnrad 151) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem Ausgabesonnenzahnrad 147) aufgebracht. Jedoch drehen sich tatsächlich das erste Zahnrad 9 (das erste Planetenzahnrad 150) und das zweite Zahnrad 10 (das zweite Planetenzahnrad 151) als eine Einheit. Daher beeinflussen sich die jeweiligen Kämmabschnitte untereinander. Als Ergebnis ist der Differentialdrehmechanismus 143 der Differentialvorrichtung D als Ganzes in einem im Wesentlichen Eingriffszustand und dreht sich als eine Einheit. Insbesondere drehen sich das Eingabezahnrad 7 (das Eingabehohlzahnrad 146), das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) und der Träger 145 als eine Einheit. Demgemäß drehen sich die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 als eine Einheit, ohne dass eine Differentialdrehung ausgeführt wird.
Andererseits wird, wenn es eine Differenz bei der Drehzahl zwischen der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 gibt, insbesondere wenn das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) und der Träger 145 differentiell drehen, die Differentialvorrichtung D von dem im Wesentlichen Eingriffszustand freigegeben, der durch die Beeinflussung der jeweiligen Eingriffsabschnitte eingerichtet ist. Daher wird das Antriebsdrehmoment über einen Leistungsübertragungsweg (Antriebskraftübertragungsweg) von dem Drehmomenteingabebauteil 144 (dem Differentialhohlzahnrad 148) zu dem Ausgabezahnrad 8 (dem Ausgabesonnenzahnrad 147) und einen Leistungsübertragungsweg (Antriebskraftübertragungsweg) von dem Drehmomenteingabebauteil 144 (dem Differentialhohlzahnrad 148) zu dem Träger 145 entsprechend übertragen, während eine Differentialdrehung des Ausgabezahnrads 8 (des Ausgabesonnenzahnrads 147) und des Trägers 145 zugelassen wird. In diesem Fall drehen sich das Ausgabezahnrad 8 (das Ausgabesonnenzahnrad 147) und der Träger 145 gemäß dem Übersetzungsverhältnis (Drehzahlreduktionsverhältnis) des zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus (der zwei Gruppen von eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen) differentiell, der den Differentialdrehmechanismus 143 bildet, wie vorstehend beschrieben ist.
In der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung sind die Zähnezahl z₁ des ersten Zahnrads 9 (des ersten Planetenzahnrads 150), die Zähnezahl z₂ des zweiten Zahnrads 10 (des zweiten Planetenzahnrads 151), die Zähnezahl z₃ des Eingabezahnrads 7 (des Eingabehohlzahnrads 146) und die Zähnezahl z₄ des Ausgabezahnrads 8 (des Ausgabesonnenzahnrads 147) so festgelegt, dass das Verhältnis 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) = -1, erfüllt ist. Wenn die jeweiligen Zähnezahlen z₁, z₂, z₃, z₄ numerische Werte sind, wie in Klammern in 11 wie in dem vorstehenden Beispiel angezeigt ist, gilt $1 / (1 - z_{3} / z_{1} \times z_{2} {/z}_{4}) = 1 / {1 - (15 / 10) \times (16 / 12)} = - 1$
und ist das vorstehende Verhältnis erfüllt.
Der Term „1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄)“ in der vorstehenden Gleichung ist der Reziprokwert des Verhältnisses der Drehzahl des Eingabezahnrads 7 (des Eingabehohlzahnrads 146) zu der Drehzahl des Trägers 145 und ist das Drehzahlreduktionsverhältnis des Differentialdrehmechanismus 143 (des zusammengesetzten Planetengetriebemechanismus), der die Drehrichtung berücksichtigt (das Drehzahlreduktionsverhältnis, bei dem das negative Vorzeichen vorgesehen ist, was bedeutet, dass die Drehrichtung des Trägers 145 entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Eingabezahnrads 7 (des Eingabehohlzahnrads 146) ist). Somit dreht sich, da das Drehzahlreduktionsverhältnis des Differentialdrehmechanismus 143 „-1“ beträgt, der Träger 145 mit gleicher Geschwindigkeit (Drehzahl) in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Eingabezahnrad 7 (dem Eingabehohlzahnrad 146) und dem Ausgabezahnrad 8 (dem Ausgabesonnenzahnrad 147), wenn sich die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 differentiell drehen. Insbesondere drehen sich die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 mit gleicher Drehzahl relativ zueinander in den entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß ist es mit der Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung möglich, das Antriebsdrehmoment, das auf das Drehmomenteingabebauteil 144 (das Differentialhohlzahnrad 148) aufgebracht wird, gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 zu verteilen und zu übertragen, während eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 zugelassen wird.
Somit hat die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung einen prinzipiellen Abschnitt, der im Wesentlichen durch zwei Gruppen von eingeschriebenen Planetengetriebemechanismen gebildet ist. Der eingeschriebene Planetengetriebemechanismus hat eine einfache Struktur, die keine Ritzel verwendet. Die Differentialvorrichtung D dieses Ausführungsbeispiels verteilt und überträgt das Antriebsdrehmoment, das von der Leistungsquelle aufgebracht wird, zu der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142. Zu der gleichen Zeit lässt die Differentialvorrichtung D eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 zu und nimmt eine Differenz bei der Drehzahl zwischen der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 auf. Demgemäß sieht die Differentialvorrichtung D des Ausführungsbeispiels den Differentialmechanismus 140 (das offene Differential) vor, dessen Baugröße kompakt ist und der eine einfache Struktur hat.
Die Differentialvorrichtung D gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung kann einen „Mittendifferentialmechanismus“ oder einen „Differentialmechanismus für die rechten und linken Räder“ mit der Funktion des Drehmomentvektorings durch Verwendung des Differentialdrehmechanismus 123, der in 10 gezeigt ist, oder des Differentialdrehmechanismus 143, der in 11 gezeigt ist, zum Beispiel anstelle des Differentialdrehmechanismus 3, wie vorstehend beschrieben ist, vorsehen.
Zum Beispiel verwendet eine Differentialvorrichtung D, die in 12 gezeigt ist, den Differentialdrehmechanismus 143, der in 11 gezeigt ist, um einen Mittendifferentialmechanismus 160 vorzusehen, der in einem Vierradantriebsfahrzeug installiert ist. In dem Ausführungsbeispiel, das in 12 gezeigt ist, sind die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 der Differentialvorrichtung D auf derselben Achse in Längsrichtung gegenüberliegend zueinander in der gesamten Längsrichtung (der Seitenrichtung in 12) des Fahrzeugs (nicht gezeigt) angeordnet. Ferner ist eine Ausgabewelle (Antriebswelle) 161 einer vorgegebenen Leistungsquelle (Antriebskraftquelle) parallel zu der gesamten Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Demgemäß ist die Ausgabewelle 161 parallel zu der ersten Antriebswelle 141 und der zweiten Antriebswelle 142 angeordnet.
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel, das in 12 gezeigt ist, ein Differentialhohlzahnrad 162, das das Drehmomenteingabebauteil 144 ist, ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ mit großem Durchmesser. Das Differentialhohlzahnrad 162 kämmt mit einem Antriebszahnrad 163, das an der Ausgabewelle 161 vorgesehen ist. Das Antriebszahnrad 163 ist ein „Außenzahnrad (Zahnrad mit Außenverzahnung)“ mit einem kleineren Durchmesser als das Differentialhohlzahnrad 162. Demgemäß bilden das Antriebszahnrad 163 und das Differentialhohlzahnrad 162 ein finales Reduktionsgetriebe (finales Getriebe) des Fahrzeugs.
Eine Differentialvorrichtung D, die in 13 gezeigt ist, verwendet den Differentialdrehmechanismus 143, der in 11 gezeigt ist, um einen Differentialmechanismus 170 vorzusehen. In dem Ausführungsbeispiel, das in 13 gezeigt ist, sind die erste Antriebswelle 141 und die zweite Antriebswelle 142 der Differentialvorrichtung D auf derselben Achse in seitlicher Richtung gegenüberliegend zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung (der Seitenrichtung in 13) des Fahrzeugs (nicht gezeigt) angeordnet. Ferner ist der Steuerungsmotor 31 als ein „Steuerungsstellglied“ wie in dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, vorgesehen. Die Differentialvorrichtung D, die in 13 gezeigt ist, sieht einen Differentialmechanismus 170 für ein Fahrzeug mit der Funktion des Drehmomentvektorings durch Kombinieren des Steuerungsmotors 31 mit dem Differentialdrehmechanismus 143 vor.
In jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele sind Lager, die die jeweiligen Wellen und Zahnräder drehbar stützen, Dichtungsbauteile, die das Innere des Gehäuses in einem flüssigkeitsdichten Zustand halten, etc. nicht besonders beschrieben. Jedoch sind die Lager und Dichtungsbauteile angeordnet, wie durch die korrespondierenden Bezugszeichen in jeder der vorhergehenden Zeichnungen angezeigt ist.
Eine Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) weist einen Differentialdrehmechanismus (3) und ein Drehmomenteingabebauteil (4) auf, das ein Antriebsdrehmoment erhält, wobei das Antriebsdrehmoment zu einer ersten Antriebswelle (1) und einer zweiten Antriebswelle (2) verteilt und übertragen wird. Der Differentialdrehmechanismus (3) weist ein Eingabezahnrad (7), das sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil (4) dreht, ein Ausgabezahnrad (8), das sich als eine Einheit mit der ersten Antriebswelle (1) dreht, ein erstes Zahnrad (9) und ein zweites Zahnrad (10), die sich als eine Einheit drehen, und einen Träger (11) auf, der das erste Zahnrad (9) und das zweite Zahnrad (10) stützt, wobei der Träger (11) gestaltet ist, um sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle (2) zu drehen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingabezahnrad (7) und dem ersten Zahnrad (9) unterscheidet sich von dem zwischen dem Ausgabezahnrad (8) und dem zweiten Zahnrad (10). Während einer Differentialdrehung werden die erste Antriebswelle (1) und die zweite Antriebswelle (2) in entgegengesetzten Richtungen gedreht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 20197505 [0002]
JP 20197505 A [0002]
JP 2019007505 A [0002, 0003]
JP 2019 [0003]
JP 7505 A [0003]

Claims

Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D), die Folgendes aufweist: eine erste Antriebswelle (1) und eine zweite Antriebswelle (2), die auf derselben Drehachse (AL) angeordnet sind und relativ zueinander drehbar sind; einen Differentialdrehmechanismus (3, 111, 123, 143), der gestaltet ist, um eine Differentialdrehung der ersten Antriebswelle (1) und der zweiten Antriebswelle (2) zuzulassen; und ein Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144), das auf der Drehachse (AL) angeordnet ist und gestaltet ist, um ein Antriebsdrehmoment von einer vorgegebenen Leistungsquelle zu erhalten, wobei das Antriebsdrehmoment zu der ersten Antriebswelle (1) und der zweiten Antriebswelle (2) in der Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) verteilt und übertragen wird, wobei der Differentialdrehmechanismus (3, 111, 123, 143) ein Eingabezahnrad (7), das auf der Drehachse (AL) angeordnet ist und sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) dreht; ein Ausgabezahnrad (8), das auf der Drehachse (AL) angeordnet ist und sich als eine Einheit mit der ersten Antriebswelle (1) dreht; ein erstes Zahnrad (9) und ein zweites Zahnrad (10), die auf derselben Achse angeordnet sind und sich als eine Einheit drehen; und einen Träger (11) aufweist, der auf der Drehachse (AL) angeordnet ist und das erste Zahnrad (9) und das zweite Zahnrad (10) derart stützt, dass das erste Zahnrad (9) und das zweite Zahnrad (10) um die Achse des ersten Zahnrads (9) und des zweiten Zahnrads (10) drehbar sind und um die Drehachse (AL) umlaufbar sind, wobei der Träger (11) gestaltet ist, um sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle (2) zu drehen, wobei das Eingabezahnrad (7) und das erste Zahnrad (9) miteinander kämmen und das Ausgabezahnrad (8) und das zweite Zahnrad (10) miteinander kämmen, wobei ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingabezahnrad (7) und dem ersten Zahnrad (9) sich von einem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ausgabezahnrad (8) und dem zweiten Zahnrad (10) unterscheidet, wobei, wenn eine Drehzahl der ersten Antriebswelle (1) gleich ist wie eine Drehzahl der zweiten Antriebswelle (2), das Antriebsdrehmoment gleichmäßig zu der ersten Antriebswelle (1) und der zweiten Antriebswelle übertragen wird, und wobei, wenn die erste Antriebswelle (1) und die zweite Antriebswelle (2) eine Differentialdrehung ausführen, die erste Antriebswelle (1) und die zweite Antriebswelle (2) relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 1, wobei, wenn z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads (9) bezeichnet, z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads (10) bezeichnet, z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads (7) bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads (8) bezeichnet, ein Verhältnis, dass 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) = -1, erfüllt ist.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 1, wobei, wenn z₁ die Zähnezahl des ersten Zahnrads (9) bezeichnet, z₂ die Zähnezahl des zweiten Zahnrads (10) bezeichnet, z₃ die Zähnezahl des Eingabezahnrads (7) bezeichnet und z₄ die Zähnezahl des Ausgabezahnrads (8) bezeichnet, ein Verhältnis, dass -2 < 1/(1-z₃/z₁×z₂/z₄) < -1, erfüllt ist.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Eingabezahnrad (7) ein erstes Sonnenzahnrad (15) ist, das ein Außenzahnrad ist; das Ausgabezahnrad (8) ein zweites Sonnenzahnrad (17) ist, das ein Außenzahnrad ist; das erste Zahnrad (9) ein erstes Ritzel (18) ist, das entlang eines Außenumfangs des ersten Sonnenzahnrads (15) umläuft, während es mit dem ersten Sonnenzahnrad (15) kämmt; und das zweite Zahnrad (10) ein zweites Ritzel (19) ist, das entlang eines Außenumfangs des zweiten Sonnenzahnrads (17) umläuft, während es mit dem zweiten Sonnenzahnrad (17) kämmt.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 4, wobei ein Außendurchmesser des ersten Sonnenzahnrads (15) größer ist als ein Außendurchmesser des zweiten Sonnenzahnrads (17).
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 4 oder 5, wobei zumindest ein Zahnradpaar eines ersten Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads (15) und des ersten Ritzels (18) und eines zweiten Zahnradpaares des zweiten Sonnenzahnrads (17) und des zweiten Ritzels (19) ein Paar Schrägzahnräder (Schrägverzahnungszahnräder) aufweist.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Eingabezahnrad (7) ein erstes Hohlzahnrad (125) ist, das ein Innenzahnrad ist; das Ausgabezahnrad (8) ein zweites Hohlzahnrad (126) ist, das ein Innenzahnrad ist; das erste Zahnrad (9) ein erstes Ritzel (129) ist, das ein Außenzahnrad ist, das entlang eines Innenumfangs des ersten Hohlzahnrads (125) umläuft, während es mit dem ersten Hohlzahnrad (125) kämmt; und das zweite Zahnrad (10) ein zweites Ritzel (130) ist, das ein Außenzahnrad ist, das entlang eines Innenumfangs des zweiten Hohlzahnrads (126) umläuft, während es mit dem zweiten Hohlzahnrad (126) kämmt.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Eingabezahnrad (7) ein Eingabehohlzahnrad (146) ist, das ein Innenzahnrad ist; das Ausgabezahnrad (8) ein Ausgabesonnenzahnrad (147) ist, das ein Außenzahnrad ist; das erste Zahnrad (9) ein erstes Planetenzahnrad (150) ist, das ein Außenzahnrad ist, das entlang eines Innenumfangs des Eingabehohlzahnrads (146) umläuft, während es mit dem Eingabehohlzahnrad (146) kämmt; das zweite Zahnrad (10) ein zweites Planetenzahnrad (151) ist, das ein Innenzahnrad ist, das entlang eines Außenumfangs des Ausgabesonnenzahnrads (147) umläuft, während es mit dem Ausgabesonnenzahnrad (147) kämmt; und das erste Planetenzahnrad (150) und das zweite Planetenzahnrad (151) als eine Einheit ausgebildet sind.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) in einem Fahrzeug installiert ist, das rechte und linke Antriebsräder hat, die in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, wobei: die erste Antriebswelle (1, 121, 141) ein Drehmoment zwischen einem der rechten und linken Antriebsräder und dem Ausgabezahnrad (8) überträgt; die zweite Antriebswelle (2, 122, 142) ein Drehmoment zwischen dem anderen der rechten und linken Antriebsräder und dem Träger (11) überträgt; und die erste Antriebswelle (1, 121, 141) und die zweite Antriebswelle (2, 122, 142) gegenüberliegend zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) in einem Vierradantriebsfahrzeug installiert ist, das vordere und hintere Antriebsräder hat, die in einer Gesamtlängsrichtung angeordnet sind, wobei: die erste Antriebswelle (1, 121, 141) ein Drehmoment zwischen einem der vorderen und hinteren Antriebsräder und dem Ausgabezahnrad (8) überträgt; die zweite Antriebswelle (2, 122, 142) ein Drehmoment zwischen dem anderen der vorderen und hinteren Antriebsräder und dem Träger (11) überträgt; und die erste Antriebswelle (1, 121, 141) und die zweite Antriebswelle (2, 122, 142) gegenüberliegend zueinander in der Gesamtlängsrichtung angeordnet sind.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die des Weiteren ein Steuerungsstellglied aufweist, das ein Steuerungsdrehmoment erzeugt, das sich von dem Antriebsdrehmoment unterscheidet, wobei: das Steuerungsstellglied mit dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) und der zweiten Antriebswelle (2) derart verbunden ist, dass eine Leistung zwischen dem Steuerungsstellglied und dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) und der zweiten Antriebswelle (2) übertragbar ist; der Differentialdrehmechanismus (3, 111, 123, 143) das erste Zahnrad (9) und das zweite Zahnrad (10) relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen dreht, wenn das Steuerungsdrehmoment auf die zweite Antriebswelle (2) aufgebracht wird; und eine Verteilung des Antriebsdrehmoments, das von dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) zu der ersten Antriebswelle (1) übertragen wird, und des Antriebsdrehmoments, das von dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) zu der zweiten Antriebswelle (2) übertragen wird, durch Steuern des Steuerungsdrehmoments gesteuert wird.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 11, wobei das Steuerungsstellglied ein Steuerungsmotor (31) oder eine elektromagnetische Bremse (70) einer Erregungsbetriebsbauart oder eine elektrische Bremse (80) ist.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 11 oder 12, die des Weiteren einen Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung (32) aufweist, der zwischen dem Steuerungsstellglied und dem Differentialdrehmechanismus (3) und der zweiten Antriebswelle (2) vorgesehen ist, wobei: der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung (32) ein Sonnenzahnrad (32a), das mit dem Differentialdrehmechanismus (3) über das Drehmomenteingabebauteil (4) verbunden ist, ein Planetenzahnrad (32b), das um die Drehachse (AL) umläuft, während es mit dem Sonnenzahnrad (32a) kämmt, einen Umlaufstützträger (32c), der das Planetenzahnrad (32b) stützt, und eine Ausgabeplatte (32d) aufweist, die mit der zweiten Antriebswelle (2) verbunden ist; der Umlaufstützträger (32c) eine Umlaufbewegung des Planetenzahnrads (32b) stützt und sich als eine Einheit mit einer Steuerungsdrehmomentausgabewelle (31b) dreht, durch die das Steuerungsstellglied das Steuerungsdrehmoment erzeugt; die Ausgabeplatte (32d) die Umlaufbewegung des Planetenzahnrads (32b) in eine Drehbewegung der zweiten Antriebswelle (2) umwandelt; und ein Drehzahlreduktionsverhältnis eines eingeschriebenen Planetengetriebemechanismus, der das Sonnenzahnrad (32a) und das Planetenzahnrad (32b) aufweist, gleich ist wie die Zähnezahl des Planetenzahnrads (32b).
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 11 oder 12, die des Weiteren einen Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus (46), der ein Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad (46a), einen Drehzahlerhöhungsträger (46c) und ein Drehzahlerhöhungshohlzahnrad (46b) hat; und einen Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus (45) aufweist, der ein Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad (45a), einen Drehzahlreduzierungsträger (45c) und ein Drehzahlreduzierungshohlzahnrad (45b) hat, wobei: der Drehzahlerhöhungsplanetengetriebemechanismus (46) und der Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus (45) auf der Drehachse (AL) angeordnet sind; das Drehzahlerhöhungssonnenzahnrad (46a) nicht drehbar fixiert ist; der Drehzahlerhöhungsträger (46c) sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) dreht; eine Drehzahl des Drehzahlerhöhungshohlzahnrads (46b) sich relativ zu einer Drehzahl des Drehzahlerhöhungsträgers (46c) erhöht, wenn sich der Drehzahlerhöhungsträger (46c) dreht; das Drehzahlreduzierungshohlzahnrad (45b) mit dem Drehzahlerhöhungshohlzahnrad (46b) verbunden ist und sich als eine Einheit mit dem Drehzahlerhöhungshohlzahnrad (46b) dreht; eine Drehzahl des Drehzahlreduzierungsträgers (45c) relativ zu einer Drehzahl des Drehzahlreduzierungshohlzahnrads (45b) reduziert wird; und sich das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad (45a) als eine Einheit mit einer Steuerungsdrehmomentausgabewelle (31b) dreht, durch die das Steuerungsstellglied das Steuerungsdrehmoment erzeugt, und sich das Drehzahlreduzierungssonnenzahnrad (45a) relativ zu dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) dreht, wenn sich die erste Antriebswelle (1) und die zweite Antriebswelle (2) mit der gleichen Drehzahl in derselben Richtung drehen, um sich mit dem Drehmomenteingabebauteil (4, 124, 144) mitzudrehen.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 14, die des Weiteren einen Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung (41) aufweist, der zwischen dem Steuerungsstellglied und dem Differentialdrehmechanismus (3) und der zweiten Antriebswelle (2) vorgesehen ist, wobei: der Drehzahlreduktionsmechanismus zur Steuerung (41) ein erstes Sonnenzahnrad (41a), das sich als eine Einheit mit dem Drehmomenteingabebauteil (4) dreht, ein zweites Sonnenzahnrad (41b), das auf der Drehachse (AL) angeordnet ist und sich als eine Einheit mit der zweiten Antriebswelle (2) dreht, ein erstes Ritzel (41c), das mit dem ersten Sonnenzahnrad (41a) kämmt, ein zweites Ritzel (41d), das mit dem zweiten Sonnenzahnrad (41b) kämmt, und einen Träger (41e) aufweist, der auf der Drehachse (AL) angeordnet ist und das erste Ritzel (41c) und das zweite Ritzel (41d) stützt, derart, dass das erste Ritzel (41c) und das zweite Ritzel (41d) jeweils um Achsen des ersten Ritzels (41c) und des zweiten Ritzels (41d) drehbar sind und um die Drehachse (AL) umlaufbar sind; wobei das erste Sonnenzahnrad (41a) und das zweite Sonnenzahnrad (41b) relativ zueinander drehen; das erste Ritzel (41c) und das zweite Ritzel (41d) als eine Einheit in einer Selbstdrehrichtung sich drehen; der Träger (41e) gestaltet ist, um ein Steuerungsdrehmoment des Steuerungsstellglieds über den Drehzahlreduzierungsplanetengetriebemechanismus (45) zu erhalten; und ein Übersetzungsverhältnis (u₁₁) eines Zahnradpaares des ersten Sonnenzahnrads (41a) und des ersten Ritzels (41c) sich von einem Übersetzungsverhältnis (U₁₂) eines Zahnradpaares des zweiten Sonnenzahnrads (41b) und des zweiten Ritzels (41d) unterscheidet.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) in einem Fahrzeug mit rechten und linken Antriebsrädern, die in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, gemeinsam mit einem Antriebsmotor (47, 61, 91, 101) installiert ist, der das Antriebsdrehmoment als die vorgegebene Leistungsquelle erzeugt, wobei die erste Antriebswelle (1) und die zweite Antriebswelle (2) gegenüberliegend zueinander in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, wobei die Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) des Weiteren Folgendes aufweist: einen ersten Drehzahlreduktionsmechanismus (93), der zwischen der ersten Antriebswelle (1, 121, 141) und einer ersten Achse (95) angeordnet ist, mit der eines der rechten und linken Antriebsräder verbunden ist, wobei der erste Drehzahlreduktionsmechanismus (93) gestaltet ist, um ein Drehmoment der ersten Antriebswelle (1, 121, 141) zu verstärken und das Drehmoment zu der ersten Achse (95) zu übertragen; und einen zweiten Drehzahlreduktionsmechanismus (94), der zwischen der zweiten Antriebswelle (2, 122, 142) und einer zweiten Achse (96) angeordnet ist, mit der das andere der rechten und linken Antriebsräder verbunden ist, wobei der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus (94) gestaltet ist, um ein Drehmoment der zweiten Antriebswelle (2, 122, 142) zu verstärken und das Drehmoment zu der zweiten Achse (96) zu übertragen, wobei der Differentialdrehmechanismus (3, 111, 123, 143), der Antriebsmotor (47, 61, 91, 101), der erste Drehzahlreduktionsmechanismus (93) und der zweite Drehzahlreduktionsmechanismus (94) auf der Drehachse (AL) angeordnet sind.
Fahrzeugdifferentialvorrichtung (D) nach Anspruch 16, wobei: der Antriebsmotor (47, 61, 91, 101) einen Rotor mit einer hohlen Struktur hat; und der Differentialdrehmechanismus (3, 111, 123, 143) in einem hohlen Abschnitt des Rotors angeordnet ist, um in dem Antriebsmotor aufgenommen zu sein.