JP2004036876A

JP2004036876A - 差動構体

Info

Publication number: JP2004036876A
Application number: JP2003018881A
Authority: JP
Inventors: Georg Kwoka; ゲオルグ　クヴォッカ
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-02-05
Also published as: US20030158012A1; DE10203294A1

Abstract

【課題】良好な制動性能を特徴付ける差動構体を提案する。
【解決手段】差動駆動装置１３、差動速度感知ロック手段２３およびブレーキ構体１１を含んでいる、幾つかのアクスルによって駆動される車両のとくに１本のアクスル用の、差動構体６，７に関する。差動駆動装置１３は、その中に支持される駆動ジャーナル、および駆動に関連して、前記駆動ジャーナルに接続されかつ前記ハウジング１０内に回転可能に支持されるキャリヤ、そして前記キャリヤとともに回転しかつその中に回転可能に支持される差動ギヤ２０，２０’、ならびに前記差動ギヤ２０，２０’に係合する２つのアクスル軸ギヤ１９，１９’を備えている。前記差動速度感知ロック手段２３は２つのアクスル軸ギヤ間の回転速度を適合させるのに役立つ。ブレーキ構体１１は前記ハウジング１０内に配置されかつ前記ハウジング１０に対して前記アクスル軸ギヤ１９，１９’の回転運動を制動するのに役立つ。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動ラインの１部を形成しかつ例えば、カーブの内側上の車輪とカーブの外側上の車輪との間の、一方のアクスルの車輪の異なる回転運動を補償する、とくに車両の被動アクスル用の、差動構体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の被動アクスル用の従来の差動構体は知られており、差動駆動装置の出力軸と駆動装置に関連してそれに接続された側軸との間には、ホ差動駆動装置の次にディスクブレーキが配置されている。前記ディスクブレーキは各々それぞれの出力軸に堅固に接続されるブレーキディスクおよび差動駆動装置のハウジングに取着される可動のブレーキ顎部を供えたキャリパを含んでいる。側軸ごとに、その側軸に駆動可能に接続されるそれぞれの車輪を制動するのに役立つ１枚のブレーキディスクが設けられる。ジェイ・ラインペル（Ｊ．Ｒｅｉｍｐｅｌｌ）著、「ファールヴェルクテクニック（Ｆａｈｒｗｅｒｋｔｅｃｈｎｉｋ）１」、第５版、フォーゲル出版（Ｖｏｇｅｌ−Ｖｅｒｌａｇ）、ｐ３６３、図３．４，１３ａ
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、本発明の目的は、より簡単に設計されかつ同時に、良好な制動性能を特徴付ける差動構体を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、−ハウジング、その中に支持される駆動ジャーナル、および前記駆動ジャーナルと駆動係合されかつ前記ハウジング内に回転可能に支持されるキャリヤ、そして前記キャリヤとともに回転しかつその中に回転可能に支持される差動ギヤ、ならびに前記差動ギヤに係合する２つのアクスル軸ギヤを備えた差動駆動装置、
−前記２つのアクスル軸ギヤ間の回転速度差動装置を調整するための差動速度感知ロック手段、ならびに、
−前記ハウジング内に配置されかつ前記ハウジングに対して前記キャリヤの回転運動を制動するのに役立つブレーキ構体を含んでいる、とくに複数の被動アクスルを有する車両の１本の被動アクスル用の、差動構体を設けることによって達成される。
【０００５】
かかる差動装置は、単一のブレーキ構体のみが両方のアクスル軸ギヤを制動するのに必要とされることによって好都合である。この方法において、部品の数を減少し、重量を省きかつ製造コストを減少することができる。差動速度感知ロック手段はアクスル軸ギヤ間の回転速度の相対的なずれがロック手段に係合させ、かくして速度調整、すなち、速度差動減少を補強することによってキャリヤの制動の方法が両方のアクスル軸ギヤに影響を及ぼすことを補償する。
【０００６】
本発明の好適な実施の形態によれば、ブレーキ構体はハウジング内に配置される。これは、ハウジング内で、ブレーキ構体が外部の影響から保護されるために好都合である。ブレーキ構体に埃が入るのを阻止しかつ急激な磨耗およびブレーキ性能の減少に至るのを阻止することができる。代替の実施の形態によれば、ブレーキ構体はハウジングの外部に配置されかつ駆動ジャーナルに作用する。この装置の利点は設計を簡単化しかつブレーキ構体についての保守作業を容易にすることである。
【０００７】
差動速度の関数として制御されるロック手段は、駆動軸間の速度差が車両の加速および制動の両方で補償されることを確実にし；かかる速度差は、例えば、地面に対する車輪での異なる摩擦条件の結果として、発生し得る。この方法において、１本のアクスルの２つの車輪が異なる速度で回転する場合にブレーキ構体によって発生される制動トルクは路面に対して良好な付着値を特徴とするその特定の車輪に伝達される。差動構体のロック手段は、好ましくは、ビスコ−ロック（登録商標）カップリングの形で設けられ、ロック作用は粘性媒体によって側軸の異なる回転速度の関数として発生される。代替の実施の形態によれば、ロック手段は粘性カップリングの形で設けられる。両方の実施の形態において、ロック手段は好ましくは、キャリヤとアクスル軸ギヤの一方との間で有効である。代替的に、それらは２つのアクスル軸ギヤ間に有効に配置され得る。
【０００８】
本発明の好適な実施の形態によれば、ブレーキ構体は、第１の実施の形態において、駆動ジャーナルにまたは第２の実施の形態によればキャリヤに固定される回転部材を含み、かつ前記ハウジングに取着される固定部材を含んでいる。これは、ブレーキ構体が両方のアクスル軸ギヤに作用する制動力を発生し、その結果一方のブレーキ構体のみが１本のアクスルに関して要求されることによって好都合である。本発明のさらに他の実施の形態において、ブレーキ構体の回転部材はブレーキディスクの形でそしてブレーキ構体の固定部材は可動顎部ブロックを含むキャリパの形で設けられる。しかしながら、他の型のブレーキ構体も、また、例えば、ハウジングと駆動ジャーナルまたはキャリヤとの間で有効であるドラムブレーキまたはベルトブレーキの形において考え得る。
【０００９】
ブレーキ構体が駆動ジャーナルに作用する実施の形態の場合において、ブレーキディスクは駆動ジャーナル上に軸方向に位置決めされそしてキャリパはハウジングに接続される。
【００１０】
キャリヤに作用するブレーキ構体を備えた実施の形態の第１の変形例では駆動ジャーナルに駆動係合されるリングギヤが設けられ、そのさいブレーキ構体の回転部材はリングギヤに隣接する領域においてキャリヤに固定される。この方法において、キャリヤ、リングギヤとブレーキディスクとの間に共通の接続手段を使用することができる。
【００１１】
第２の変形例によれば、キャリヤが駆動ジャーナルと駆動係合されるリングギヤを含みそしてブレーキ構体の回転部材およびリングギヤが軸線垂直であるように位置決めされかつアクスル軸ギヤに対して実質上対称的に延びる中心平面の異なる側でキャリヤに固定されることが提案される。この実施の形態は、一方でブレーキ構体がかつ他方でリングギヤが質量の好都合な分布を保証する方法においてキャリヤに配置されるために好都合である。
【００１２】
上述した実施の形態の両方、すなわち、駆動ジャーナルに取着されたブレーキディスクを有する実施の形態、およびキャリヤに取着されたブレーキディスクを有する実施の形態は、ブレーキによって発生される制動力が、トルクの流れの方向において、トルクが２本の側軸に分配される前にそれぞれの構成要素に作用することを保証する。結果として、１つのブレーキのみが２本のアクスル軸を遅延するために両方の場合に要求される。
【００１３】
上述した目的の解決は、さらに、駆動源、少なくとも第１の被動アクスル、および被動アクスルを駆動するための駆動ラインの１部分でありそして
−ハウジング、その中に支持される駆動ジャーナル、および前記駆動ジャーナルと駆動係合されかつ前記ハウジング内に回転可能に支持されるキャリヤ、そして前記キャリヤとともに回転しかつその中に回転可能に支持される差動ギヤ、ならびに前記差動ギヤに係合する２つのアクスル軸ギヤを備えた差動駆動装置、
−前記２つのアクスル軸ギヤ間の回転速度差動装置を調整するための差動速度感知ロック手段、ならびに、
−前記ハウジング内に配置されかつ前記ハウジングに対して前記キャリヤの回転運動を制動するのに役立つブレーキ構体である少なくとも１つの差動構体を備えた車両を設けることに存する。
【００１４】
駆動ジャーナルは駆動源に接続されかつアクスル軸ギヤは第１の被動アクスルの側軸に接続される。差動構体は上で述べられたようなすべての考え得る実施の形態の形で設けられ得る。上述した車両の利点は、被動アクスルが、力の流れの方向において、力が側軸に分配される前に駆動ジャーナル上にまたはキャリヤ上に作用する単一のブレーキ構体のみを必要とするということである。結果として、部品の数を減少しかつ重量を省くことができる。
【００１５】
本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、車両は、さらに、第２の被動アクスルおよびこの第２の被動アクスルを駆動するための第２の駆動ラインの１部分を形成する第２の差動構体を含んでいる。前記差動構体は、また、上述した実施の形態のいずれか１つの形において設けられ得る。
【００１６】
好適な実施の形態を以下で図面を参照して説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は第１の（後方）アクスル１および第２の（前方）アクスル２を備えた４輪駆動の車両の駆動ラインを示す概略図である。手動のギヤボックス３６およびディストリビュータボックス３９を備えたエンジン３５を含んでいる駆動源３は、第１の多部材駆動ライン４を介して、第１のアクスル１を駆動し、かつ第２の駆動ライン５を介して、第２の駆動ライン５を駆動する。２つの駆動ライン４，５は駆動源３に一定に接続される。
【００１８】
カーブにおいてまたは１本のアクスルの２つの車輪間の車輪スリップの場合に生じる異なる回転速度を補償することができるように、各アクスルは、２つを示しており、その１つが図２ないし図４に各々より詳細に説明される差動構体を備えている。第１の駆動ライン４は後輪８，８’の異なる回転速度を補償するための第１の差動構体６を含み、そして第２の駆動ライン５は前輪９，９’の異なる回転速度を補償するための第２の差動構体７を含んでいる。後輪８，８’は、駆動に関連して、２本の後方側軸３７，３７’を介して第１の差動構体６に接続され、そして前輪９，９’は、２本の後方側軸３８，３８’を介して第２の差動構体７に接続されている。
【００１９】
図２はかかる差動構体６の第１の実施の形態を示している。この差動構体６はハウジング１０および前記ハウジング１０内に配置されたキャリヤ１２、ならびにハウジング１０の外部に取着されるディスクブレーキ１１を備えた差動駆動装置１３を含んでいる。キャリヤ１２は２つの突起３１，３１’を備えそれによって軸線Ａのまわりに２つのベアリング３２，３２’を介してハウジング１０内に回転可能に支持される。キャリヤ１２はカップ形状でありかつ１側で、カバー１５が取着されるフランジ１４を含んでいる。
【００２０】
さらに、フランジ１４は軸線Ａのまわりにキャリヤ１２を回転駆動するのに役立つリングギヤ１６に接続される。リングギヤ１６は差動構体６の駆動ジャーナル１８に接続されるベベルギヤ１７によって回転駆動される。駆動ジャーナル１８は転動接触ベアリング３４によってハウジング１０の軸線Ｂ上に回転可能に支持され、軸線Ｂは軸線Ａ上に垂直に位置決めされる。
【００２１】
キャリヤ１２には、差動ギヤ２０，２０’に係合する２つの同軸に配置されたアクスル軸ギヤ１９，１９’が軸線Ａ上に回転可能に配置されている。差動ギヤ２０，２０’は軸線Ａに対して垂直に軸２１上に回転可能に配置されている。アクスル軸ギヤ１９，１９’は各々車輪を駆動するための２本の側軸（詳細には示してない）を回転固定の方法において接続するのに役立つ内歯２２，２２’を備えた孔を含んでいる。
【００２２】
さらに、キャリヤ１２は剪断ポンプ２４、ピストン２５および摩擦板構体２６を含みそしてキャリヤ１２とアクスル軸ギヤ１９，１９’の一方との間に作用するビスコ−ロック（Ｖｉｓｃｏ−Ｌｏｋ：登録商標）カップリング２３を包含している。アクスル軸ギヤ１９，１９’間に速度差が存在するならば、剪断ポンプ２４は、粘性流体によって、速度差により増加しかつピストン２５を介して、摩擦板カップリング２６を負荷する圧力を発生する。この方法において−アクスル軸ギヤ１９，１９’の一方が他方より早く回転する場合に−より遅いかまたは静止のアクスル軸ギヤが制動されかつビスコ−ロックカップリング２３に引き起こされているトルク発生の結果として駆動される。
【００２３】
差動構体６の１部分を形成するディスクブレーキ１１はブレーキディスク２８およびブレーキ顎部３０，３０’を備えたキャリパ２９を含んでいる。ブレーキディスク２８は作動構体６の駆動ジャーナル１８と強固に接続されている。このキャリパ２９はキャリヤ３３によってハウジング１０に固定される。ブレーキディスク２８が作動されるとき、ブレーキ顎部３０，３０’は両側からブレーキディスク２８に対して押圧されその結果として駆動ジャーナル１８において制動モーメントが発生されかつキャリヤ１２を介して側軸かつ最後に車輪に伝達される。
【００２４】
接続されたブレーキディスク２８を備えたかかる差動構体６の利点は、両方のアクスル軸ギヤ１９，１９’かつしたがって両方の側軸を遅延するために１つのブレーキのみが要求されるということである。図２による差動構体の変形例（より詳細には示してない）によれば、ディスクブレーキは、また、ハウジング１０内に配置されることができ、その場合に、ディスクブレーキが機能することを保証するために、ブレーキライニングが、潤滑浴におけると同様に、十分な制動モーメントを発生するためにブレーキディスクに対して十分に高い摩擦力を発生する湿式のブレーキライニングでなければならない。ハウジング１０内には、差動構体６が作動しているとき可動部品を潤滑しかつ冷却するための潤滑剤（より詳細には示してない）が設けられる。
【００２５】
図３および図４は差動構体６の第２および第３の実施の形態を示している。設計に関連して、これらの変形例は、これによってその説明が参照される図２による差動構体に実質上対応している。同一の構成要素は同一の参照番号が付与されかつ図２に示された構成要素から異なって配置されるすべての構成要素は指数２および３を備えた参照番号になっている。
【００２６】
図３および図４による差動構体６はキャリヤ１２に直接作用するディスクブレーキ１１_２，１１_３を含んでいる。ディスクブレーキ１１_２，１１_３は各々キャリヤ１２に堅固に接続されるブレーキディスク２８_２，２８_３、ならびにハウジング１に堅固に接続される２つのブレーキ顎部３０_２，３０_２；３０_３，３０_３を備えたキャリパ２９_２，２９_３を含んでいる。
【００２７】
ブレーキ顎部３０_２，３０_２；３０_３，３０_３のブレーキライニングは差動構体６の潤滑浴におけると同様に、十分な制動モーメントを発生するためにブレーキディスクに対して十分に高い摩擦力を発生する湿式のブレーキライニングの形において設けられる。図３による変形例において、ディスクブレーキ１１_２はリングギヤ１６に隣接するように配置されかつ共通の固定手段によってカバー１５に取着される。
【００２８】
図４による変形例はディスクブレーキ１１_２がリングギヤ１６に対向のキャリヤ１２の側に固定されることによって特徴付けられる。一方でディスクブレーキ１１_２がかつ他方でリングギヤ１６が、軸線垂直の方法において、差動ギヤ２０，２０’に対してほぼ対称的に位置決めされる、中央平面Ｅの異なる側でキャリヤ１２に接続される。
【００２９】
さらに他の変形例（図示せず）によれば、ディスクブレーキは、また、ハウジングの外部に固定されかつキャリヤの２つの突起の一方に作用することができる。この実施の形態はより保守がし易いために好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による差動構体を有する車両の駆動装置を示す概略図である。
【図２】本発明の差動構体の第１の実施の形態を長手方向の半分の断面において示す断面図である。
【図３】本発明の差動構体の第２の実施の形態を長手方向の半分の断面において示す断面図である。
【図４】本発明の差動構体の第３の実施の形態を長手方向の半分の断面において示す断面図である。
【符号の説明】
１　第１アクスル
２　第２アクスル
３　駆動源
４　駆動ライン
５　駆動ライン
６　差動構体
７　差動構体
８，８’　車輪
９，９’　車輪
１０　ハウジング
１１，１１_２，１１_３ブレーキ構体／ディスクブレーキ
１２　　キャリヤ
１３　差動装置
１４　フランジ
１５　カバー
１６　リングギヤ
１７　ベベルギヤ
１８　駆動ジャーナル
１９，１９’　アクスル軸ギヤ
２０，２０’　差動ギヤ
２１　軸
２２，２２’　内歯
２３　ロック手段／粘性カップリング
２４　剪断ポンプ
２５　ピストン
２６　摩擦板構体
２８，２８_２，２８_３　回転部材／ブレーキディスク
２９，手２９_２，２９_３固定部材／キャリパ
３０，３０’　ブレーキ顎部
３１，３１’　突起
３２，３２’　ベアリング
３３　キャリヤ
３４　転動接触ベアリング
３５　エンジン
３６　ギヤボックス
３７，３７’　後方側軸
３８，３８’　前方側軸
３９　ディストリビュータボックス
Ａ　軸線
Ｂ　軸線

Claims

とくに車両の被駆動アクスル用の、差動構体において、
−ハウジング（１０）と、その中に支持される駆動ジャーナル（１８）と、および前記駆動ジャーナルと駆動係合されかつ前記ハウジング内に回転可能に支持されるキャリヤ（１２）と、そして前記キャリヤ（１２）とともに回転しかつその中に回転可能に支持される差動ギヤ（２０，２０’）と、ならびに前記差動ギヤ（２０，２０’）に係合する２つのアクスル軸ギヤ（１９，１９’）とを備えた差動駆動装置（１３）と、
−前記２つのアクスル軸ギヤ（１９，１９’）間の回転速度差動装置を調整するための差動速度感知ロック手段（２３）と、ならびに、
−前記ハウジング内に配置されかつ前記ハウジング（１０）に対して前記キャリヤ（１２）の回転運動を制動するのに役立つブレーキ構体（１１）とを含むことを特徴とする差動構体。
前記ブレーキ構体（１１）が前記ハウジング（１０）の外側に配置されかつ前記駆動ジャーナル（１８）にまたは前記キャリヤの突起（３１，３１’）に作用することを特徴とする請求項１に記載の差動構体。
前記ブレーキ構体（１１_２，１１_３）が前記ハウジング（１０）内に配置されかつ前記駆動ジャーナル（１８）にまたは前記キャリヤ（１２）に直接作用することを特徴とする請求項１に記載の差動構体。
前記ブレーキ構体（１１）が前記駆動ジャーナル（１８）にまたは前記キャリヤ（１２）に固定される回転部材（２８）ならびに前記ハウジング（１０）に取着される固定部材（２９）を含んでいることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の差動構体。
前記ブレーキ構体（１１）の前記回転部材（２８）がブレーキディスクの形で設けられかつ前記ブレーキ構体（１１）の前記固定部材（２９）が可動のブレーキ顎部（３０，３０’）を保持するキャリパの形で設けられることを特徴とする請求項４に記載の差動構体。
前記ブレーキディスクが前記駆動ジャーナル（１８）上に同軸的に位置決めされかつ前記キャリパが前記ハウジング（１０）に接続されることを特徴とする請求項５に記載の差動構体。
前記キャリヤ（１２）が前記駆動ジャーナル（１８）と駆動係合されるリングギヤ（１６）を含みそして前記ブレーキ構体（１１）の前記回転部材（２８）が前記キャリヤ（１２）において前記リングギヤ（１６）の次に固定されることを特徴とする請求項４または５に記載の差動構体。
前記キャリヤ（１２）が前記駆動ジャーナル（１８）と駆動係合されるリングギヤ（１６）を含みそして前記ブレーキ構体（１１）の前記回転部材（２８）および前記リングギヤ（１６）が中心平面（Ｅ）の異なる側で前記キャリヤ（１２）に固定されることを特徴とする請求項４または５に記載の差動構体。
前記ロック手段（２３）がビスコ−ロック（登録商標）カップリングの形で設けられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の差動構体。
前記ロック手段（２３）が粘性カップリングの形で設けられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の差動構体。
前記ロック手段（２３）が前記キャリヤ（１２）と前記アクスル軸ギヤ（１９，１９’）の一方との間で有効であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の差動構体。
駆動源（３）、少なくとも第１の被動アクスル（１）、および請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の少なくとも１つの差動構体（６）を有する車両において、前記少なくとも１つの差動構体（６）の前記駆動ジャーナル（１８）が前記駆動源（３）に接続されそして前記差動装置（６）の前記アクスル軸ギヤ（１９，１９’）が前記第１の被動アクスル（１）の側軸に接続されることを特徴とする車両。
第２被動アクスル（２）および請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の第２の差動構体（７）を有し、前記第２の差動構体（７）の前記駆動ジャーナルが前記駆動源（３）に接続されそして前記差動装置（７）の前記アクスル軸ギヤ（１９，１９’）が前記第１の被動アクスル（２）の側軸に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の車両。
前記駆動ジャーナル（１８）が前記駆動源（３）の出力軸に各々一定に接続されることを特徴とする請求項１３に記載の車両。