JP2005024096A

JP2005024096A - 差動駆動装置

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Publication number: JP2005024096A
Application number: JP2004193708A
Authority: JP
Inventors: Theodor Gasmann; テオドル、ガスマン
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2024-06-30
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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

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。
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。