JP2005024096A - 差動駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従動車軸の車輪間でのトルク分配が回転速度条件とは無関係に制御でき、また随意選択的な車軸をそれが必要とされる場合に接続することのできる差動駆動装置を提供する。
【解決手段】 差動駆動装置であって、一つの入力要素Eと、相互に差動効果を構成する三つの出力要素A1,A2,A3を有し、伝達可能な入力トルクと出力要素へ直接伝達可能な各出力トルクとの間に固定比率が存在し、前記出力要素の一つA3を少なくとも一つの継手K1,K2を介して他の二つの出力要素A1,A2へ接続することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は差動駆動装置に係り、より詳しくは一次側従動駆動軸及び随意選択的な従動後輪車軸を有する車両に関する。
独国特許第4418891号明細書により第1と二次側の従動車軸を備える車両用駆動システムは公知であり、この駆動システムはエンジン−ギアボックスと、二つの差動駆動段と二次側の駆動車軸へ通ずる出力端を有する第1の駆動車軸からなる車軸駆動ブロックとで構成されている。第1の差動駆動段はエンジン−ギアボックスが供給するトルクを第1の駆動車軸の第1のドライブシャフトと二次側の差動駆動段との間で分配し、二次側の差動駆動段はその入力トルクを第1の駆動車軸の二次側ドライブシャフトと二次側駆動車軸への出力端との間で分配する。2本の従動車軸間には、流体摩擦継手を効果的に挿入することができる。さらなる差動駆動装置が、従来種の車軸差動装置の形で二次側の駆動車軸内に用いられている。
独国公開特許第10103789号明細書には、一次側従動駆動車軸と随意選択的に駆動される駆動車軸を備えた車両に使用する差動駆動装置が提案されており、この差動駆動装置により随意選択的に駆動可能な駆動車軸を接続或いは接続解除することができ、またこの装置により被接続駆動車軸内で解放差動機能から始まって増大するロック効果を生成することができる。
本発明の目的は、従動車軸の車輪間でのトルク分配が回転速度条件とは無関係に制御でき、また随意選択的な車軸をそれが必要とされる場合に接続することのできる差動駆動装置を提供することにある。
この目的は、一つの入力要素Eと相互に差動効果を構成する三つの出力要素A1,A2,A3を有し、前記入力要素Eを介して導入された入力トルクと前記出力要素へ直接伝達可能な出力トルクの間に固定比率が存在し、前記出力要素のうちの一つA3を少なくとも一つの継手K1,K2を介して他の二つの出力要素A1,A2のそれぞれへ接続することができる差動駆動装置を提供することで達成される。より詳しくは、前記継手を前記第3の出力要素A3の出力トルクを他の二つの出力要素A1,A2へ可変分配できるようにする制御継手としたことを提案するものである。かくして、継手K1,K2の個別結合トルクを可変することで、第1と第2の出力要素A1,A2間の入力トルクの分配だけでなく入力要素Eへ伝達可能な入力トルクもまた可変することができる。
さらに、この目的は、回転自在に支持され回転駆動可能な差動キャリアと、第1の入力要素と第1の出力部を構成する第1部分(第1セット)の出口部と第1部分(第1セット)の第2の出口部とを備える第1の差動駆動装置と、第1部分(第1セット)の第2の出口部を構成する第2の入力要素と第2の出力部を構成する第2部分(第2セット)の第1の出口部と第3の出力部を構成する第2部分(第2セット)の第2の出口部を備える第2の差動駆動装置と、第1の出力部と前記第3の出力部の間で機能する第1の制御継手を備える差動駆動装置を提供することにより達成される。
さらに、第1の差動駆動装置は遊星駆動装置であり、差動キャリアが遊星歯車を回転可能に支持するウェブを形成し、中空歯車が配設してあり、太陽歯車が第1の出力部を形成することを提案するものである。第1の出力部を、第3の出力部に接続する軸が挿通する中空軸とすることは好都合である。
さらに、第2の差動駆動装置は中空歯車を備える遊星駆動装置であり、第3の出力部が遊星歯車を回転可能に支持するウェブを形成しており、太陽歯車が第2の出力部に剛体接続してあることを提案するものである。本実施形態では、第2の出力部が挿通する中空軸に第2の遊星駆動装置のウェブを接続するならば、それは好都合である。二つの差動駆動装置の中空歯車は、互いに接続してある。
第1と第2の出力部の間の対応回転方向を達成するため、第2の差動駆動装置を二重遊星駆動装置とし、第1の遊星歯車を中空歯車に係合させ、第2の遊星歯車を太陽歯車に係合させ、第1と第2の遊星歯車を互いに噛合させることを提案するものである。
第1実施形態により、二つの多板継手を差動キャリアの外部に配置することを提案するものである。他の実施形態では、第1の多板継手を差動キャリアの内部に配置し、第2の多板継手を差動キャリアの外部に配置することが可能である。差動キャリアは通常、差動キャリア用のドライブシャフトの軸受を同時に収容することのできる駆動ハウジング内に支持する。
さらに、多板継手の設定装置をボール傾斜路設定装置の形でもって配設することを提案するものである。この種のボール傾斜路設定装置は、一方を高速回転態様で或いは回転可能に固定された態様で駆動ハウジング内に保持し、他方を回転モータにより一方に対し回転駆動可能とした2枚の円盤を備える。互いに対向配置した円盤面には、一対のボールを収容する円周方向に可変の深さをもった溝が備わる。円盤の一方は駆動ハウジング内に軸方向に支持してあり、他方はハウジング内を軸変位可能に支持してある。回転自在な円盤を高速回転態様或いは回転可能に固定された態様で保持した円盤に対し回転させると、変位可能な円盤はハウジング内に支持した円盤に対し軸方向に変位し、かくして継手を軸方向に作用し、これにより同継手の結合板を併せ押圧し、この継手により互いに接続することのできる二つの駆動部分間でのトルク伝達が可能になる。
原則として、三つの出力部と一つの入力部を備える差動アッセンブリが達成され、ここでは出力部のうちの二つが個別出力軸に、すなわちより具体的にはサイドシャフトへ直接結合される。所定のトルク比率を支えなければならない第3の出力軸を、制御された継手アッセンブリを介して各1本の出力軸へ接続する。差動アッセンブリの幾何構造の枠組内では、継手を介して出力軸へ比率の異なる入力トルクを、すなわちそれらの回転速度とは無関係に伝達することが可能である。出力軸間のトルクの制御分配を、こうして達成してある。差動駆動装置の入力トルクと継手を介して第3の出力軸にて支持するトルクの間には、固定比率が存在する。差動駆動装置の入力トルクは、かくして結合トルクの総和を介して制御することができる。両方の継手は、いわゆる軸−軸アッセンブリの2本の出力軸間で機能する。継手を制御することで、2本の第1の出力軸に接続した2本のサイドシャフト(車輪)間の横断ロック効果を生成することが斯く可能である。二つの継手はかくして、
・差動駆動装置により伝達可能なトルク全体と、
・第3の出力部のトルクの他の二つの出力部(サイドシャフト)への分配と、
・二つの第1の出力部(サイドシャフト)間のロック効果
を制御する。
原則として、差動アッセンブリ内で任意の可能な駆動アッセンブリを用いることが可能であり、差動アッセンブリは一つの入力要素を備える一方で、互いに固定トルク比率をもった三つの出力要素を備える。
差動アッセンブリ内部に配置するこの種の駆動アッセンブリの好適な実施形態は、単独遊星部分と二重遊星部分の組み合わせからなる。単独遊星部分は、入力トルクが単独遊星部分の遊星キャリアを介して導入された状態で、第1のサイドシャフトに接続された第1の太陽歯車と中空軸との間で入力トルクを分割できるようにする。前記中空歯車により、トルクは二重遊星部分キャリアと第2のサイドシャフトに接続された第2の太陽歯車との間で再度分割される。遊星歯車部分の幾何学的条件は、二つの太陽歯車が同一のトルクを支持し、かつ第2の遊星歯車部分の遊星キャリアが第3のトルク比率を支持するよう選択しなければならない。二つの制御された継手が第3の差動出力端の形をした第2の遊星歯車部分の遊星キャリアをサイドシャフトのそれぞれへ接続しており、かくしてサイドシャフト間の第3のトルク比率の特定分割を可能にしている。
前記差動アッセンブリを一次側従動車軸内に配置した場合、前記車軸の車輪間の継手を介するトルクの分割はそれらの回転速度とは無関係に可変することができる。随意選択的に駆動可能な車軸内のいわゆるハングオン継手内に本発明差動アッセンブリを配置した場合、継手を介して車軸へ伝達される全トルクとサイドシャフト間での前記トルクの分割の両方を制御することが可能になる。
さらに本発明は、以下に説明する上記種の1又は数個の差動駆動装置を備えた車両に関する。
第1の応用分野は、駆動軸付きの車両に関するものであり、ここではエンジン−ギアボックスを駆動軸内の軸駆動装置として用いる本発明差動装置の入力軸に接続してある。従動駆動車軸は、前輪車軸又は後輪車軸のいずれかとすることができる。
さらなる応用分野は2本の駆動軸を有する車両に関連するものであり、ここではエンジン−ギアボックスは、第1の出力軸を第1の従動車軸に接続され第2の出力軸を第2の従動車軸に接続したロック用中央差動装置の入力軸に接続し、かつ本発明差動駆動装置を第1の従動車軸の車軸差動装置として、例えば第2の従動車軸の車軸駆動装置としてのさらなる差動駆動装置として用いる。用語「ロック用中央差動装置」は、固定ロック比を有する差動装置或いは制御式可ロック差動駆動装置を指す。本発明差動駆動装置により、一次側の従動車軸のドライブシャフト間のトルク分配のみならず一次側と二次側の従動車軸間のトルク分配のその両方を可変することができる。
またさらなる応用分野が2本の駆動車軸を有する車両にあり、ここではエンジン−ギアボックスをトランスファボックスの入力軸に接続し、このトランスファボックスの第1の出力軸を一次側従動車軸に接続し、その二次側の出力軸を切り替え可能な継手(ハングオン継手)を介して二次側の従動車軸に接続し、本発明差動駆動装置を2本の従動車軸のうちの少なくとも一方からなる車軸差動装置として用い、例えばさらなる差動駆動装置を2本の従動車軸のうちの他方の車軸駆動装置として用いる。用語「トランスファボックス」は、2本の出力軸間での剛体回転接続をもった分配駆動装置を指す。本発明の一次側従動車軸の差動駆動装置と従来のさらなる差動駆動装置とを二次側の車軸に関連させる構成にあっては、以下が当てはまる。すなわち、ハングオン継手が解放されているときは、本発明差動駆動装置を介して2本の駆動軸に対するトルク分配のみならず一次側従動車軸へ伝達されるトルクのその両方を制御することが可能である。前記ハングオン継手を閉じた場合、本発明差動駆動装置が2本の駆動車軸間のトルク分配を加えて制御する。他の応用分野によれば、本発明差動駆動装置は二次側従動車軸の車軸差動装置としても用いることができ、さらなる差動駆動装置は一次側従動車軸の車軸駆動装置として用いることもできる。
上記二つの応用分野における一次側従動車軸は前輪車軸と後輪車軸の両方とすることができ、個々の他方の車軸は二次従動車軸と見なさねばならない。
さらなる応用分野は2本の車軸をもった車両にあり、ここではエンジン−ギアボックスは、第1の出力軸をトランスファボックスの入力軸に接続し、トランスファボックスの第1の出力軸を第1の従動車軸に接続し、その第2の出力軸を第2の従動車軸に接続し、本発明差動駆動装置を第1の従動車軸の車軸駆動装置として用い、同一の本発明差動同一を第2の従動車軸の軸駆動装置として用いる。本実施形態では、トランスファボックスが車軸間の回転可能な剛体接続を特定するのに対し、本発明差動駆動装置を介して個別車軸から取り出すトルクと2本の駆動軸への前記トルクの分配を制御することが可能である。
最後に、さらなる応用分野は2本の駆動車軸を備える車両に関するものであり、ここではエンジン−ギアボックスを中央差動装置として用いる本発明差動駆動装置の入力軸に接続し、その第1の出力軸を第1の従動車軸に接続し、その第2の出力軸を第2の従動車軸に接続し、さらなる差動駆動装置を第1の従動車軸内の車軸差動装置及び第2の従動車軸内の車軸差動装置として用いる。後者の差動駆動装置が通常は在来種であるのに対し、中央差動装置として用いる本発明差動駆動装置は2本の駆動車軸間でのトルクの分配を自由に設定することができる。
後者の二つの応用分野では、一次側従動車軸と二次側従動車軸の間の違いは一切存在せず、2本の駆動軸は同等である。
本発明の好適な実施形態を、図面に例示し説明する。図1は、本発明差動駆動装置の差動キャリア11を示しており、この差動キャリア11は長手方向軸L周りの二つのアンギュラ玉軸受82,83内の駆動ハウジング内に回転自在に支持してある。差動キャリア11は、入力部Eとも呼ぶ。差動キャリア11は、ボルト14により互いに緊締した皿部12とカバー13とで構成してある。差動キャリアを回転駆動可能とするクラウン状輪15が、差動キャリア11にボルト締めしてある。差動キャリア11には、以下の構成要素を備える第1の差動駆動装置装置21が配置してある。駆動装置21のウェブはカバー13とジャーナル22と環状部23で形成してあり、ジャーナル22上に遊星歯車24が回転自在に支持してある。複数のジャーナルと複数の遊星歯車を、駆動装置周縁を巻いて配設することができる。遊星歯車24は皿部12の長さに沿って延びる中空軸25に係合させてあり、その中で自由回転するよう保持してある。さらに、遊星歯車24は太陽歯車26に係合させてあり、太陽歯車は中空歯車の形で配設してあって中空軸27内へ一体的に変貌する。中空軸27は、第1の出力部A1とも呼ぶ。
第2の差動駆動装置31はウェブを備え、このウェブはジャーナル32と二つのフランジ33,34からなり、その上に被支持遊星歯車35が存在する。遊星歯車35の歯は、中空歯車25の歯に係合している。ウェブは、第3の出力部A3と呼ばれる。中空軸27内に支持し、これに対し回転可能とした軸37が、フランジ33に接続してある。第2の差動駆動装置31はさらに、ウェブ内に支持したさらなる遊星歯車(図示せず)に係合する太陽歯車39を備える。さらに、遊星歯車35の歯とさらなる遊星歯車(図示せず)の歯は、互いに係合している。第2の出力部A2と呼ぶ軸40が、太陽歯車39に挿入してある。軸40は中空軸38内に配置してあり、これに対し回転可能としてある。継手のアウタプレートを担持する多板継手41の継手キャリア42が、軸27に接続してある。継手のインナプレートは、第3の出力部A3の軸37に保持してある。多板継手41は、軸37と27の間、すなわち第3の出力部A3と第1の出力部A1の間でのトルク伝達に用いることができる。第1の多板継手は回転駆動可能な設定円盤62を有する第1のボール傾斜路機構61を介して駆動され、この円盤はハウジング81内に高速回転可能にかつ軸方向への支持態様で支持したさらなる円盤66上にボール65を介して支持してある。円盤62は円盤69上のアキシャル軸受67を介して作動し、この円盤69は継手キャリア42を挿通する加圧ジャーナル68を介して多板継手の板に作用する。前記継手のアウタプレートを担持する第2の多板継手51の継手キャリア52は、第3の出力部A3の中空軸38に接続してある。多板継手のインナプレートは、軸40に直接接続してある。多板継手51は軸38と軸40の間、すなわち第3の出力部A3と第2の出力部A2の間でのトルク伝達に用いることができる。第2の多板継手51は回転駆動可能な設定円盤72を備える第2のボール傾斜路機構71を介して駆動され、円盤72はボール75を介してさらなる円盤76上に支持してあり、この円盤76はハウジング81内に高速回転可能或いは回転可能に固定された態様でかつ軸方向への支持態様にて保持してある。円盤72は、アキシャル軸受77と多板継手51の板上の円盤79を介して作動する。二つの設定装置のボールが、円周方向に可変の溝深さを備え両方向に起立する溝内を転動する。2枚の円盤62,66及び72,76をそれぞれ回転させることで、2枚の円盤間の軸方向距離は変化する。
図2は、駆動ハウジングの一部が見える状態の差動駆動装置の差動キャリア111を示す。前記ハウジング181にあっては、差動キャリア111はハウジング内で長手方向軸L周りに回転できるようアンギュラ玉軸受182,183を介して支持してある。差動キャリアは、入力部Eとも呼ばれる。差動キャリアは、皿部112とカバー113で構成してある。差動キャリアの回転駆動手段は、図示していない。第1の差動歯車装置121は、カバー113と、カバー内に挿入した支承ジャーナル122と、遊星歯車124だけでなく支承ジャーナル122もまた連結支持したリング123を、ウェブの形でもって備える。遊星歯車124は、皿部112の長さに亙って延び、その中に回転自在に支持された中空歯車125に係合している。さらに、第1の差動歯車装置は、中空歯車の形で配設されてその内部に中実の軸127を挿入した太陽歯車126を備える。本実施形態では、太陽歯車126は第1の出力部A1と呼ばれる。
第2の差動歯車装置131は、支承ジャーナル132と第1の環状部133と環状フランジ134を備える。中空軸として設定した太陽歯車139に係合する遊星歯車136が、ジャーナル上に回転自在に支持してある。遊星歯車135,136の歯が互いに係合する状態で、さらなる遊星歯車135を中空歯車125に係合させてある。ウェブは、第3の出力部A3と呼ばれる。太陽歯車139に堅固に接続したさらなる中空軸140を配置した中空軸138が、フランジ134に強固に接続してある。中空軸140は、第2の出力部A2と呼ばれる。第1の多板継手141は、アウタプレート143を担持する結合キャリア142を部材133に接続した状態で環状部材123と133の間の差動キャリア内に配置してある。インナプレート144は、高速回転態様で或いは回転可能に固定された態様で第1の差動駆動装置121の太陽歯車126に接続してある。第1の多板継手141により、かくして第3の出力装置A3と第1の出力軸A1のトルク伝達が可能とされる。第1の多板継手141は回転駆動可能な円盤162を備える第1のボール傾斜路機構161を介して駆動され、この円盤は差動キャリアに固着した円盤164にアキシャル軸受163を介して支持してある。円盤162は、高速回転態様で或いは回転可能に固定された態様でもってハウジング181内に保持したさらなる円盤166上でボール165を介して作動する。円盤166は、加圧ジャーナル168上の軸方向軸受167を介して作動し、このジャーナルがウェブすなわち第2の差動駆動装置装置131の第3の出力部A3を軸方向に変位させ、かくして第1の差動歯車装置121のウェブを介して差動キャリア111上に支持した第1の多板継手141を軸方向に作用する。
第2の多板継手151は継手キャリア152を備えており、このキャリア内にアウタプレート153が保持されていて、キャリアはインナプレート154を保持した継手ハブ155だけでなく第3の出力部A3の中空軸138にも固着してある。継手ハブ155が高速回転可能な態様で或いは回転可能に固定された態様でもって中空軸140に接続してあり、かくして第2の多板継手151により第3の出力部A3から第2の出力部A2へのトルクの伝達を可能にしてある。多板継手151は軸方向設定装置171により設定することができ、この装置はハウジング181に支持した第1の軸方向固定円盤172を備え、のハウジングがボール173を介して第2の回転駆動可能な設定円盤174を支持し、この円盤が軸方向軸受175を介して第2の多板継手151に作用する。
二つの設定装置のボールは溝内で転動し、この溝深さは円周方向に可変であって両方向に起立している。2枚の円盤162,166及び172,174の回転が、2枚の円盤相互間の軸方向距離をそれぞれ変化させる。
図3は、設計原理を提示する線図内の第3実施形態における差動駆動装置の差動キャリア311を示す。差動キャリア311は、長手方向軸L周りに回転可能に支持してある。差動キャリアは、入力部Eとも呼ぶ。駆動ピニオン316により差動キャリアを駆動することのできるクラウン状輪315が、差動キャリア311に取り付けてある。第1の差動歯車装置321は、支承ジャーナル上で回転する遊星歯車324だけでなく、ウェブの形をした差動キャリア311とこのキャリア内に挿入した支承ジャーナル322もまた備える。遊星歯車324は、差動キャリア311の長さに沿って延びその中に回転自在に支持した中空歯車325に係合させてある。さらに、第1の差動歯車装置321は軸327に接続して全体を図示した太陽歯車326を備える。本実施形態では、太陽歯車326は第1の出力部A1と呼ばれる。
第2の差動歯車装置331は、環状部334と支承ジャーナル332,333を構成するウェブを備える。支承ジャーナル332上には、中空歯車325に係合する回転自在に支持した第1の遊星歯車335が存在する。支承ジャーナル333には、全体を図示した太陽歯車339に係合する支持された第2の遊星歯車336が存在する。本実施形態では、遊星歯車335,336は対となって互いに係合している。このウェブを、第3の出力部A3と呼ぶ。軸340は、太陽歯車339に強固に接続してある。太陽歯車339を、第2の出力部A2と呼ぶ。第1の多板継手K1は差動キャリア311内に配置してあり、第3の出力部A3と第1の出力部A1の間で機能する。第1の多板継手K1により、第3の出力部A3から第1の出力部A1へのトルク伝達が可能となる。第2の多板継手K2は差動キャリア311内に配置してあり、第3の出力部A3と二次側の出力部A2の間で機能し、これにより第2の多板継手K2によって第3の出力部A3から第2の出力部A2へのトルク伝達が可能となる。
図4aは図3の第1の差動歯車装置321の断面図であり、遊星歯車324を回転可能に保持した回転ジャーナル322をそこに取り付けた状態でウェブとして機能する差動キャリア311を視認することができる。三つを円周方向に分散させた遊星歯車324は、一方で中空歯車325内を、他方で太陽歯車326上を転動する。軸327は、太陽歯車326に接続してある。
図4bは、図3の差動歯車装置331の断面図を示す。本実施形態では、ウェブは支承ジャーナル332,333を取り付けた環状部334により形成してある。中空歯車325に係合する第1の遊星歯車335は、第1の支承ジャーナル332に支持してある。太陽歯車339に係合する第2の遊星歯車336は、第2の支承ジャーナル333に支持してある。第1と第2の遊星歯車335,336は、対になって互いに係合している。第1と第2の遊星歯車の全3対は、周縁に沿って分散するよう配置してある。太陽歯車339は、軸340に接続してある。
図5は、従動前輪車軸211と続く後輪車軸212を備える車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、車軸差動装置213と車軸管214と2本のドライブシャフト215,216と2個の駆動輪217,218を備えることが見て取れる。後輪車軸のうち、懸架部品をもたない車輪219,220だけを見て取れる。エンジン−ギアボックス221は、推進軸222を介して車軸差動装置213へトルクを伝達する。前記車軸差動装置は、本発明になる差動装置であり、二つの継手を介して互いに接続され、車輪217,218間でトルクを自由に分配できるようにした1本の入力軸と3本の出力軸を有する。
図6は、自由回転する前輪車軸211と従動後輪車軸212を有する車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸211のうち、懸架部品をもたない車軸217,218だけを見て取れる。後輪車軸212では、差動駆動装置223と2本の駆動軸225,226と駆動輪229,230を識別することが可能である。エンジン−ギアボックス221は、多板推進軸232を介して車軸差動装置223の入力軸を駆動する。車軸差動装置223は、二つの継手により互いに結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸を有し、エンジン−ギアボックス221から制御量のトルクを取り出し、自由制御可能な仕方で2本の駆動輪229,230へ分配されるようにした本発明にかかる車軸差動装置である。
図7は、一次側従動前輪車軸211と二次側従動後輪車軸212を有する車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、従動前輪217,218だけでなく、車軸差動装置213と車軸キャリア214と2本のドライブシャフト215,216もまた備えるのが見て取れる。後輪車軸は、車軸差動装置227とドライブシャフト225,226と二次側従動駆動輪229,230を備えていることが分かる。エンジン−ギアボックスはロック用或いはロック可能な中央差動装置231を備えており、その入力端はエンジン−ギアボックス221に接続してあり、その出力軸は一方で前輪推進軸222を介して前輪車軸差動装置213を駆動し、他方で多部品後輪推進軸232を介して後輪車軸の車軸差動装置227を駆動する。本実施形態では、前輪車軸の車軸差動装置213は、二つの出力端を駆動輪217,218に接続した状態で、二つの継手を介して互いに結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸を有する本発明差動駆動装置である。後輪車軸差227は、好ましくは従来の解放型差動駆動装置である。
図8は、二次側従動前輪車軸211及び一次側従動後輪車軸212を有する車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、従動前輪217,218だけでなく、車軸差動装置219と車軸キャリア214と2本のドライブシャフト215,216もまた備えるのが見て取れる。後輪車軸は、従動駆動輪229,230だけでなく、車軸差動装置223と駆動軸225,226もまた備える。エンジン−ギアボックス221はロック用或いはロック可能な中央差動装置を備えており、その入力端はエンジン−ギアボックスに接続してあり、その出力軸は一方で前輪推進軸222を介して前輪車軸差動装置219を駆動し、他方で多部品後輪推進軸232を介して後輪車軸の車軸差動装置223を駆動する。後輪車軸の車軸差動装置223は、2本の出力が駆動輪229,230に接続された状態で二つの継手により相互結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸をもった本発明差動駆動装置である。前輪車軸差動装置219は、好ましくは従来の解放型差動駆動装置である。
図9は、一次側従動前輪車軸211と二次側従動後輪車軸212を有する車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、従動前輪217,218だけでなく、車軸差動装置213と車軸キャリア214と2本のドライブシャフト215,216もまた備えるのが見て取れる。後輪車軸は、二次側従動駆動輪229,230だけでなく車軸差動装置228とドライブシャフト225,226もまた備える。エンジン−ギアボックスは固定されたトルク分配比率をもったトランスファボックス234を備えており、その入力端はエンジン−ギアボックス221に接続してあり、その出力軸は一方で前輪推進軸222を介して前輪車軸差動装置213を駆動し、他方で多部品後輪推進軸232を介して後輪車軸の車軸差動装置228を駆動する。前輪車軸の車軸差動装置213は、二つの出力端を駆動輪217,218に接続した状態で、二つの継手を介して互いに結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸を備える本発明差動駆動装置である。後輪車軸差動装置228は、入力端において切り替え可能な継手(ハングオン継手)を一体化した差動駆動装置である。
図10は、二次側従動前輪車軸211と一次側従動後輪車軸212を備える車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、従動前輪217,218だけでなく、車軸差動装置220と車軸キャリア214と2本のドライブシャフト215,216もまた備えるのが見て取れる。後輪車軸は、従動駆動輪229,230だけでなく車軸差動装置223とドライブシャフト225,226もまた備える。エンジン−ギアボックス221は固定トルク分配比率を有するトランスファボックス234を備えており、その入力端はエンジン−ギアボックス221に接続してあり、その出力軸は一方で前輪推進軸222を介して前輪車軸差動装置220を駆動し、他方で多部品後輪推進軸232介して後輪車軸の車軸差動装置223を駆動する。後輪車軸の車軸差動装置223は、二つの出力端を駆動輪229,230に接続した状態で二つの継手により相互結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸を備える本発明差動駆動装置である。前輪車軸差動装置220は、入力端において切り替え可能な継手(ハングオン継手)を一体化した差動駆動装置である。
図11は、従動前輪車軸211と従動後輪車軸212を有する車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、従動前輪217,218だけでなく、車軸差動装置213と車軸キャリア214と2本のドライブシャフト215,216もまた配設してあるのが見て取れる。後輪車軸は、従動駆動輪229,230だけでなく車軸差動装置223とドライブシャフト225,226もまた備える。エンジン−ギアボックス221は固定分配比率を有するトランスファボックス234を備え、その入力端はエンジン−ギアボックスに接続してあり、その出力軸は一方で前輪推進軸222を介して前輪車軸差動装置を駆動し、他方で多部品後輪推進軸を介して後輪車軸の車軸差動装置223を駆動する。本実施形態では、前輪車軸の車軸差動装置213と後輪車軸の車軸差動装置223は、各二つの出力端を個々の車軸の駆動輪に接続した状態で二つの継手によって互いに結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸をそれぞれ備える本発明にかかる差動駆動装置である。
図12は、従動前輪車軸211と従動後輪車軸212を有する車両の動力伝達系路を示す。前輪車軸は、従動前輪217,218だけでなく、軸差動装置219と軸キャリア214と2本のドライブシャフト215,216もまた配設してあるのが見て取れる。後輪車軸は、二次側に従動駆動輪229,230だけでなく、車軸差動装置227と駆動軸225,226もまた備える。エンジン−ギアボックス221は、入力軸がエンジン−ギアボックス221に接続された状態で、二つの継手により互いに結合することのできる1本の入力軸と3本の出力軸を備える本発明差動駆動装置233を備え、エンジン−ギアボックス221は一方で前輪推進軸222を介して前輪車軸差動装置219を駆動し、他方で多部品後輪推進軸232を介して後輪車軸の車軸差動装置227を駆動する。車軸差動装置219,227は、好ましくは従来の解放型差動駆動装置である。
図5乃至図12では、本発明にかかる差動駆動装置にはそれぞれ中央配置点が備わっていたが、中央点の備わっていない駆動装置をそれらの機能について最高水準の技術に従って設計することもできる。
本発明の実施の形態を以下に要約して列挙する。
<1> 一つの入力要素(E)と相互に差動効果を構成する三つの出力要素(A1,A2,A3)を有し、前記入力要素(E)を介して導入された入力トルクと前記出力要素へ直接伝達可能な出力トルクの間に固定比率が存在し、前記出力要素のうちの一つ(A3)を少なくとも一つの継手(K1,K2)を介して他の二つの出力要素(A1,A2)のそれぞれへ接続可能である差動駆動装置。
<2> 前記継手は、前記第3の出力要素(A3)の出力トルクを前記他の二つの出力要素(A1,A2)へ可変分配可能な制御継手である差動駆動装置。
<3> 前記継手(K1,K2)の個別結合トルクを可変することで、前記第1と前記第2の出力要素(A1,A2)の間の前記入力トルクの分配だけでなく前記入力要素(E)へ伝達可能な前記入力トルクもまた可変可能である差動駆動装置。
<4> 回転自在に支持され、かつ回転駆動可能な差動キャリア(11,111)と、第1の入力要素(11,111)と、第1の出力部(A1)を構成する第1部分の出口部(26,126)と、前記第1部分の第2の出口部(25,125)を備える第1の差動駆動装置(21,121)と、前記第1部分の第2の出口部(25,125)を構成する第2の入力要素と、第2の出力部(A2)を構成する第2部分の第1の出口部(39)と、第3の出力部(A3)を構成する前記第2部分の第2の出口部を備える第2の差動駆動装置(31,131)と、前記第1の出力部(A1)と前記第3の出力部(A3)の間で機能する第1の制御継手(41,141)と、前記第2の出力部(A2)と前記第3の出力部(A3)の間で機能する第2の制御継手(51,151)を有した差動駆動装置。
<5> 前記第1の差動駆動装置(21,121)は遊星駆動装置であり、前記差動キャリア(11,111)が遊星歯車(24,124)を回転可能に支持するウェブを形成し、中空歯車(25,125)が配設してあり、前記太陽歯車(26,126)が前記第1の出力部(A1)を形成した差動駆動装置。
<6> 前記第1の出力部(A1)は、前記第3の出力部(A3)に接続した軸(37)が挿通する中空軸(27)である差動駆動装置。
<7> 前記第2の差動駆動装置(31,131)は中空歯車(25,125)を備える遊星駆動装置であり、前記第3の出力部(A3)が前記遊星歯車(35,135,136)を回転可能に支持するウェブを形成しており、前記太陽歯車(39)が前記第2の出力部(A2)に剛体接続した差動駆動装置。
<8> 前記第2の遊星駆動装置(31,131)のウェブは、前記第2の出力部(A2)が挿通する中空軸(38)に接続した作動歯車。
<9> 前記第2の差動駆動装置は二重遊星駆動装置であり、第1の遊星歯車(35,135)が前記中空歯車(25,125)に係合し、第2の遊星歯車(136)が前記太陽歯車(39,139)に係合し、前記第1と第2の遊星歯車(35,135,136)は互いに歯合した差動駆動装置。
<10> 前記二つの多板継手(41,51)を前記差動キャリア(11)の外部に配置(図11)した差動駆動装置。
<11> 前記多板継手(141,151)のうちの少なくとも一方を前記差動キャリア(111)の内部に配置(図2)した差動駆動装置。
<12> 前記多板継手(41,141,51,151)の設定装置をボール傾斜路設定装置の形で配設した差動駆動装置。
<13> エンジン−ギアボックスを、駆動車軸の車軸駆動装置として用いる前記本発明差動駆動装置の入力軸に接続しており、かつ、上記<1>〜<12>のいずれか1つに記載の差動駆動装置を有する駆動車軸付き車両。
<14> エンジン−ギアボックスをロック用中央差動装置の入力軸に接続し、該差動装置の第1の出力軸を第1の従動車軸に接続し、かつ第2の出力軸を第2の従動車軸に接続し、前記本発明差動駆動装置を前記第1の従動車軸の車軸差動装置として用いることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の差動駆動装置を有する2本の駆動車軸付き車両。
<15> エンジン−ギアボックスをトランスファボックスの入力軸に接続し、該トランスファボックスの第1の出力軸を一次側従動車軸に接続し、かつ第2の出力軸を切り替え可能な継手(ハングオン継手)を介して二次側従動車軸に接続し、前記本発明差動駆動装置を前記2本の従動車軸のうちの少なくとも一方の車軸差動装置として用い、かつ、上記<1>〜<12>のいずれか1つに記載の差動駆動装置を有する2本の駆動車軸付き車両。
<16> エンジン−ギアボックスをトランスファボックスの入力軸に接続し、該トランスファボックスの入力軸を剛体回転態様で互いに接続し、その第1の出力軸を前記トランスファボックスの第1の従動車軸に接続し、かつ第2の出力軸を第2の従動車軸に接続し、前記本発明差動駆動装置を前記第1の従動車軸の車軸差動装置として用い、同一の差動駆動装置を前記第2の従動車軸の車軸駆動装置として用い、かつ、上記<1>〜<12>のいずれか1つに記載の差動駆動装置を有する2本の駆動車軸付き車両。
<17> エンジン−ギアボックスを前記本発明差動駆動装置の前記第1の入力軸に接続し、該差動装置を中央差動装置として用い、その第1の出力軸を第1の従動車軸に接続し、かつその第2の出力軸を第2の従動車軸に接続し、さらなる差動駆動装置を前記第1の従動車軸内の車軸差動装置及び前記第2の従動車軸内の車軸差動装置として用い、かつ、上記<1>〜<12>のいずれか1つに記載の差動駆動装置を有する2本の駆動車軸付き車両。
<18> 前記一次側従動車軸は前輪車軸であり、前記二次側従動車軸は後輪車軸である上記<14>又は<15>に記載の車両。
本発明にかかる差動駆動装置の第1実施形態の長手方向半断面図である。 本発明にかかる差動駆動装置の第2実施形態の長手方向半断面図である。 設計原理を提示する本発明にかかる差動駆動装置の第3実施形態の長手方向半断面図である。 図3の差動駆動装置を示す図で、図4a)は遊星歯車駆動装置の断面図であり、図4b)は二重遊星歯車駆動装置の断面図である。 従動前輪車軸を有する本発明にかかる車両の動力伝達系路を示す図である。 従動後輪車軸を有する本発明にかかる車両の動力伝達系路を示す図である。 一次側従動前輪車軸と二次側可駆動後輪車軸を有する本発明にかかる車両の動力伝達系路を示す図である。 一次側従動後輪車軸と二次側従動前輪車軸を有する本発明にかかる車両の動力伝達系路を示す図である。 一次側従動前輪車軸と二次側可駆動後輪車軸を有する本発明にかかる車両の動力伝達系路を示す図である。 一次側従動後輪車軸と二次側可駆動前輪車軸を有する本発明にかかる車両の動力伝達系路を示す図である。 本発明にかかる差動装置を備える2本の従動車軸を有する本発明車両の動力伝達系路を示す図である。 本発明にかかる中央差動装置を備える2本の従動車軸を有する本発明車両の動力伝達系路を示す図である。
符号の説明
11,111,311 差動キャリア
12,112 皿部
13,113 カバー
14 ボルト
15,315 クラウン歯車
316 駆動ピニオン
21,121,321 第1の差動駆動装置
22,122,322 ジャーナル
23,123 環状部
24,124,324 遊星歯車
25,125,325 中空歯車
26,126,326 太陽歯車
27,127,327 軸
31,131,331 第2の差動駆動装置
32,132,332 ジャーナル
33,133 環状部
333 ジャーナル
34,134 フランジ
334 環状部
35,135,335 遊星歯車
136,336 遊星歯車
37 軸
38,138 中空軸
39,139,339 太陽歯車
40,140,340 軸
41,141 多板継手
42,142 継手キャリア
43,143 アウタプレート
44,144 インナプレート
51,151 多板継手
52,152 継手キャリア
53,153 アウタプレート
54,154 インナプレート
155 継手ハブ
61,161 ボール傾斜路アッセンブリ
62,162 設定円盤
163 軸受
164 支持円盤
65,165 ボール
66,166 加圧円盤
67,167 軸受
68,168 加圧ジャーナル
69 加圧円盤
71,171 ボール傾斜路アッセンブリ
172 支持円盤
73,173 ボール
174 設定及び加圧円盤
175 軸受
76 支持円盤
77 軸受
79 加圧円盤
181 ハウジング
182 アンギュラ玉軸受
183 アンギュラ玉軸受
211 前輪車軸
212 後輪車軸
213 前輪車軸差動装置(制御可能)
214 車軸キャリア
215 ドライブシャフト
216 ドライブシャフト
217 前輪
218 後輪
219 前輪車軸差動装置(単独)
220 ハングオン継手付き前輪車軸差動装置
221 エンジン−ギアボックス
222 推進軸
223 後輪車軸差動装置(制御可能)
225 ドライブシャフト
226 ドライブシャフト
227 後輪車軸差動装置(単独)
228 ハングオン継手付き後輪車軸差動装置
229 後輪
230 後輪
231 ロック可能な中央差動装置
232 推進軸
233 中央差動装置(制御)
234 トランスファボックス

Claims (2)

  1. 一つの入力要素(E)と相互に差動効果を構成する三つの出力要素(A1,A2,A3)を有し、前記入力要素(E)を介して導入された入力トルクと前記出力要素へ直接伝達可能な出力トルクの間に固定比率が存在し、前記出力要素のうちの一つ(A3)を少なくとも一つの継手(K1,K2)を介して他の二つの出力要素(A1,A2)のそれぞれへ接続可能であることを特徴とする差動駆動装置。
  2. 回転自在に支持され、かつ回転駆動可能な差動キャリア(11,111)と、
    第1の入力要素(11,111)と、第1の出力部(A1)を構成する第1部分の出口部(26,126)と、前記第1部分の第2の出口部(25,125)を備える第1の差動駆動装置(21,121)と、
    前記第1部分の第2の出口部(25,125)を構成する第2の入力要素と、第2の出力部(A2)を構成する第2部分の第1の出口部(39)と、第3の出力部(A3)を構成する前記第2部分の第2の出口部を備える第2の差動駆動装置(31,131)と、
    前記第1の出力部(A1)と前記第3の出力部(A3)の間で機能する第1の制御継手(41,141)と、
    前記第2の出力部(A2)と前記第3の出力部(A3)の間で機能する第2の制御継手(51,151)を有することを特徴とする差動駆動装置。
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