JP2007239989A

JP2007239989A - ダブルディファレンシャルアッセンブリ

Info

Publication number: JP2007239989A
Application number: JP2007023237A
Authority: JP
Inventors: Theodor Gassmann; ガスマンテオドア
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2007-09-20
Also published as: AT503251B1; US20070213166A1; AT503251A2; KR20070092650A; AT503251A3; DE102006010891B3; CN101033790A

Abstract

【課題】フレキシブルなトルク分配、コンパクトな構成および簡単な製作を許可するセルフロック式デフを提案する。
【解決手段】軸線Ａを中心に回転駆動可能なケース１４と、ケースと共に公転するシリンドリカルギア１７と、軸線に対して同軸的に配置されシリンドリカルギアと噛合する第１・第２のクラウンギア１８，１９とを備えた第１のディファレンシャル伝動装置１５と、第１のディファレンシャル伝動装置内に軸線に対して同軸的に配置され、キャリア２０と、キャリアと共に公転するデフギア２６と、軸線に対して同軸的に配置されデフギアと噛合する第１・第２のサイドシャフトギア２７，２８とを備えた第２のディファレンシャル伝動装置１６とが設けられており、第１のクラウンギアがキャリアに相対回動不能に結合され、第２のクラウンギアが、軸線に対して同軸的な中空シャフト２２に相対回動不能に結合されているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の駆動されるアクスルを有する自動車のドライブトレーン内で使用するためのディファレンシャルアッセンブリ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌａｎｏｒｄｎｕｎｇ）に関する。

全輪駆動式の自動車は、一次のアクスルが常時駆動されており、二次のアクスルが必要なときに接続（ハングオン）されるようになっている自動切換可能な全輪駆動システムを有する自動車と、両アクスルが常時駆動されているフルタイム全輪駆動システムを有する自動車とに分類される。ドライブトレーンの構造的な構成は主に、自動車内での機関の配置、すなわちフロント配置またはリヤ配置ならびに縦置きまたは横置きにより影響される。

駆動される両アクスル間での補償運動もしくは差動運動を可能にし、ドライブトレーンの歪みを阻止するために、一般に、センタディファレンシャルを備えたトランスファ伝動装置が使用される。駆動される両アクスルはそれぞれ、両サイドシャフト間の補償作用を有する１つのアクスルディファレンシャルを有している。独国特許出願公開第１０３５３４１５号明細書は、多軸駆動式の自動車のフロントアクスルおよびリアアクスルを駆動するためのトランスファ伝動装置を示している。サイドシャフトギアはクラウンギアもしくは冠歯車の形で構成されており、クラウンギアと噛合するディファレンシャルギアはシリンドリカルギアもしくは円筒歯車である。

独国特許出願公開第３７１０５８２号明細書から、フルタイム四輪駆動システムと、フロントに縦置きされた機関とを有する自動車が公知である。トルクを４つの車輪に分配するために、入れ子に位置する２つのベベルギア式ディファレンシャル（Ｋｅｇｅｌｒａｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）を有するダブルディファレンシャル伝動装置（Ｄｏｐｐｅｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｇｅｔｒｉｅｂｅ）が設けられている。その際、ディファレンシャルの出力は、対角状に対向して位置するそれぞれ２つのサイドシャフトが互いに補償作用を有するように、サイドシャフトに結合されている。

独国特許出願公開第３３１１１７５号明細書から、多軸駆動式の自動車のための、相前後して接続され駆動結合された２つのディファレンシャル伝動装置を備えたディファレンシャルアッセンブリが公知である。第１のディファレンシャル伝動装置によりトルクがフロントアクスルとリアアクスルとの間で分割される。第２のディファレンシャル伝動装置はトルクを所属のアクスルの両サイドシャフトに分配する。第１のディファレンシャル伝動装置は、種々異なる実施形態によれば、ベベルギア式ディファレンシャル、シリンドリカルギア式ディファレンシャル（Ｓｔｉｒｎｒａｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）またはプラネタリーギア式ディファレンシャル（Ｐｌａｎｅｔｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）として構成されている。
独国特許出願公開第１０３５３４１５号明細書独国特許出願公開第３７１０５８２号明細書独国特許出願公開第３３１１１７５号明細書

本発明の課題は、フレキシブルなトルク分配を許可し、コンパクトに構成され、かつ簡単に製作されることができる、フルタイム全輪駆動式の自動車のドライブトレーン内で使用するためのセルフロック式のディファレンシャルアッセンブリを提案することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、クラウンギア式ディファレンシャルの形の第１のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第１のディファレンシャル伝動装置が、回転軸線を中心として回転駆動可能なディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースと共に公転する、ディファレンシャルギアとしての複数のシリンドリカルギアと、回転軸線に対して同軸的に配置されており、前記シリンドリカルギアと噛合する第１のクラウンギアおよび第２のクラウンギアとを有しており、前記第１のディファレンシャル伝動装置内に回転軸線に対して同軸的に配置された第２のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第２のディファレンシャル伝動装置が、ディファレンシャルキャリアと、該ディファレンシャルキャリアと共に公転する複数のディファレンシャルギアと、回転軸線に対して同軸的に配置されており、前記ディファレンシャルギアと噛合する第１のサイドシャフトギアおよび第２のサイドシャフトギアとを有しており、第１のクラウンギアが第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルキャリアに相対回動不能に結合されており、第２のクラウンギアが、回転軸線に対して同軸的な中空シャフトに相対回動不能に結合されているようにした。さらに、上記課題を解決した本発明の別の構成によれば、クラウンギア式ディファレンシャルの形の第１のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第１のディファレンシャル伝動装置が、回転軸線を中心として回転駆動可能なディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースに固く結合された第１のクラウンギアと、前記ディファレンシャルケース内に回転軸線に対して同軸的に回転可能に保持された第２のクラウンギアと、互いに噛合するシリンドリカルギアの複数のペアとを有しており、これらのペアのそれぞれの第１のシリンドリカルギアが第１のクラウンギアと噛合し、第２のシリンドリカルギアが第２のクラウンギアと噛合し、前記第１のディファレンシャル伝動装置内に回転軸線に対して同軸的に配置された第２のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第２のディファレンシャル伝動装置が、ディファレンシャルキャリアと、該ディファレンシャルキャリアと共に回転軸線を中心として公転する複数のディファレンシャルギアと、回転軸線に対して同軸的に配置されており、前記ディファレンシャルギアと噛合する第１のサイドシャフトギアおよび第２のサイドシャフトギアとを有しており、クラウンギア式ディファレンシャルのシリンドリカルギアが第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルキャリアと共に回転軸線を中心として公転し、第２のクラウンギアが、回転軸線に対して同軸的な中空シャフトに相対回動不能に結合されているようにした。

本発明による第１の解決策は、複数の駆動されるアクスルを有する自動車のドライブトレーン内で使用するためのディファレンシャルアッセンブリにおいて、クラウンギア式ディファレンシャルの形の第１のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第１のディファレンシャル伝動装置が、回転軸線を中心として回転駆動可能なディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースと共に公転する、ディファレンシャルギアとしての複数のシリンドリカルギアと、回転軸線に対して同軸的に配置されており、前記シリンドリカルギアと噛合する第１のクラウンギアおよび第２のクラウンギアとを有しており、前記第１のディファレンシャル伝動装置内に回転軸線に対して同軸的に配置された第２のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第２のディファレンシャル伝動装置が、ディファレンシャルキャリアと、該ディファレンシャルキャリアと共に公転する複数のディファレンシャルギアと、回転軸線に対して同軸的に配置されており、前記ディファレンシャルギアと噛合する第１のサイドシャフトギアおよび第２のサイドシャフトギアとを有しており、第１のクラウンギアが第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルキャリアに相対回動不能に結合されており、第２のクラウンギアが、回転軸線に対して同軸的な中空シャフトに相対回動不能に結合されていることにある。

本発明によるディファレンシャルアッセンブリの利点は、このディファレンシャルアッセンブリがコンパクトに構成されており、一方では第１および第２のアクスルへのフレキシブルなトルク分配と、他方では第１のアクスルの第１および第２のサイドシャフトへのフレキシブルなトルク分配とを許可する点にある。その際、シリンドリカルギアは第１のディファレンシャル伝動装置の入力部分として役立ち、クラウンギアは出力部分を形成する。それにより、トルクの一部は、第１のクラウンギアと、ディファレンシャルキャリアと、第２のディファレンシャル伝動装置とを介して第１のアクスルに伝達され、トルクの残りの部分は、第２のクラウンギアと出力軸とを介して第２のアクスルに伝達される。クラウンギア式ディファレンシャルを外側のディファレンシャルとして使用したことにより、このアッセンブリは特に短い軸方向の構成長さを有している。このことは横置きのフロントエンジンを有する自動車での使用時に有利である。その際、シリンドリカルギアは円筒形であり、クラウンギアの半径方向の歯列に係合する。シリンドリカルギアおよびクラウンギアはただし、軸方向の構成サイズを実質的に変えることなく、軽微に円錐形に構成されていてもよい。別の利点は、ディファレンシャルアッセンブリの僅かな部品点数にある。ディファレンシャルアッセンブリはそれにより安価に製作されることができる。ディファレンシャルキャリアおよびギアのような個々の構成部分は安価に焼結金属から製作されることができる。

有利な構成では、ディファレンシャルケースが複数部分から構成されており、かつ第１のケース部分と、第２のケース部分と、軸方向で両ケース部分の間に保持されたリングディスク状のドライブギアとを有しており、該ドライブギア内にシリンドリカルギアが収容されている。その際、ドライブギアは有利には、自由な内周面から半径方向外側に向かって延在する切欠きを有しており、この切欠き内にはシリンドリカルギアが回転可能に保持されている。換言すれば、シリンドリカルギアは、リングディスク状のドライブギア内で、内周面を起点とする半径方向の切欠き内に回転可能に保持されている。ギア間に形成される中空室はほぼ満たされている。その結果、ギア相互の相対回動時に、歯頂部における摩擦力に基づくロック作用が生じる。

有利な構成では、クラウンギアが軸方向で移動可能であり、クラウンギア歯列に対して軸方向で逆向きに方向付けられたそれぞれ１つの当付け面を有しており、第１のクラウンギアの当付け面とディファレンシャルケースとの間に第１の摩擦クラッチが、かつ第２のクラウンギアの当付け面とディファレンシャルケースとの間に第２の摩擦クラッチが、ロックモーメントを生ぜしめるために設けられている。有利には、第１および第２の摩擦クラッチが多板クラッチであり、アウタディスクおよびインナディスクを有しており、両ディスクが軸方向で交互に配置されており、かつ軸方向で移動可能である。有利には、第１の摩擦クラッチのインナディスクが内歯列でもってディファレンシャルキャリアの外歯列に相対回動不能に、かつ軸方向で移動可能に係合し、アウタディスクが外歯列でもって、ディファレンシャルケースに設けられた内歯列に相対回動不能に、かつ軸方向で移動可能に係合する。それに対して、有利には、第２の摩擦クラッチのインナディスクが内歯列でもってリングギアの外歯列に相対回動不能に、かつ軸方向で移動可能に係合し、アウタディスクが外歯列でもって、ディファレンシャルケースに設けられた内歯列に相対回動不能に、かつ軸方向で移動可能に係合する。つまり平易に言えば、クラウンギアはそれぞれ、クラウンギア歯列に対して軸方向で逆向きに方向付けられた１つの当付け面を有しており、当付け面とディファレンシャルケースとの間には、それぞれ１つの摩擦クラッチが配置されている。両アクスル間で回転数差が発生すると、クラウンギアは互いに相対的に回転する。その際、ディファレンシャルギアとクラウンギアとの間で有効な軸方向の拡開力（Ｓｐｒｅｉｚｋｒａｆｔ）が、摩擦クラッチの負荷を生ぜしめる。ロック効果は両アクスルの回転数差の同化に至る。有利には、摩擦クラッチは少なくとも１つの、ディファレンシャルケースに相対回動不能に結合されたアウタディスクと、少なくとも１つの、所属のクラウンギアに相対回動不能に結合されたインナディスクとを有している。その際、複数のアウタディスクおよびインナディスクの使用時、両ディスクは軸方向で交互に配置されている。ロック値（Ｓｐｅｒｒｗｅｒｔ）は、より多数の摩擦ディスクにより高められる。

摩擦クラッチを備えた実施形態に対して択一的に、クラウンギアが軸方向で移動可能であり、かつクラウンギア歯列に対して軸方向で逆向きに方向付けられたそれぞれ１つの円錐形の当付け面を有しており、第１のクラウンギアの円錐形の当付け面とディファレンシャルケースとの間に少なくとも１つの第１の摩擦面対が、第２のクラウンギアの円錐形の当付け面とディファレンシャルケースとの間に少なくとも１つの第２の摩擦面対が、ロックモーメントを生ぜしめるために設けられていることができる。第１および第２の摩擦面対は直接的な当付け接触によりまたは介在する摩擦ディスクにより形成されていることができる。

有利な構成では、第１のクラウンギアがリングディスク状に構成されており、かつ内歯列を有しており、該内歯列が、第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルキャリアの相応の外歯列に相対回動不能に係合する。有利な構成では、第２のクラウンギアがリングディスク状に構成されており、かつ内歯列を有しており、該内歯列が、中空シャフトに結合されているリングギアの相応の外歯列に相対回動不能に係合する。ここから駆動トルクは第２のアクスルに伝達される。

第２の解決策は、複数の駆動されるアクスルを有する自動車のドライブトレーン内で使用するためのディファレンシャルアッセンブリであって、クラウンギア式ディファレンシャルの形の第１のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第１のディファレンシャル伝動装置が、回転軸線を中心として回転駆動可能なディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースに固く結合された第１のクラウンギアと、前記ディファレンシャルケース内に回転軸線に対して同軸的に回転可能に保持された第２のクラウンギアと、互いに噛合するシリンドリカルギアの複数のペアとを有しており、これらのペアのそれぞれの第１のシリンドリカルギアが第１のクラウンギアと噛合し、第２のシリンドリカルギアが第２のクラウンギアと噛合し、前記第１のディファレンシャル伝動装置内に回転軸線に対して同軸的に配置された第２のディファレンシャル伝動装置が設けられており、該第２のディファレンシャル伝動装置が、ディファレンシャルキャリアと、該ディファレンシャルキャリアと共に回転軸線を中心として公転する複数のディファレンシャルギアと、回転軸線に対して同軸的に配置されており、前記ディファレンシャルギアと噛合する第１のサイドシャフトギアおよび第２のサイドシャフトギアとを有しており、クラウンギア式ディファレンシャルのシリンドリカルギアが第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルキャリアと共に回転軸線を中心として公転し、第２のクラウンギアが、回転軸線に対して同軸的な中空シャフトに相対回動不能に結合されていることにある。

この実施形態は、上に挙げた解決策と同じ利点を提供する。この実施形態では、第１のクラウンギアが第１のディファレンシャル伝動装置の入力部分として役立ち、第２のクラウンギアおよびシリンドリカルギアのペアが出力部分である。第１のトルク伝達経路は、シリンドリカルギアのペアと、ディファレンシャルキャリアと、第２のディファレンシャル伝動装置とを介して第１のアクスルに延び、第２のトルク伝達経路は、第２のクラウンギアと中空シャフトとを介して第２のアクスルに伝達される。アクスル間で回転数差が発生すると、クラウンギアは互いに相対的に回転する。その際、互いに噛合するギア歯列のポンプ作用（Ｐｕｍｐｗｉｒｋｕｎｇ）および摩擦力が、両アクスルの回転数差の同化に至るロック効果を生ぜしめる。

有利な構成では、両シリンドリカルギアが円筒形であり、すぐ歯の歯列を有している。両シリンドリカルギアのうちの少なくとも一方のシリンドリカルギアは回転軸線に間隔を置いて交差し、相応のシリンドリカルギアと噛合するクラウンギアははす歯の歯列を有している。他方のシリンドリカルギアは回転軸線に対して半径方向で配置されていることができ、所属のクラウンギアはその際半径方向の歯列を有している。第１のクラウンギアは有利にはディファレンシャルケースと一体的であり、厳密に言えばディファレンシャルケースの第１のケース部分と一体的に構成されている。それにより、特に少ない部品点数および簡単な組立が得られる。有利には、ディファレンシャルケースが複数部分から構成されており、かつ第１のケース部分と、第２のケース部分と、軸方向で両ケース部分の間に保持されたリングディスク状のドライブギアとを有している。

ディファレンシャルキャリアは半径方向外側に、シリンドリカルギアのペアを保持するリングディスク状の区分を有しており、かつ半径方向内側に、ディファレンシャルギアを収容するスリーブ状の区分を有している。その際、リングディスク状の区分は、軸方向でクラウンギアの間に形成される中空室をほぼ満たす。それにより、クラウンギアの相対回動時の歯列係合のポンプ作用もしくはシリンドリカルギアの歯における摩擦力は、ロック作用の上昇のために使用されることができる。有利な構成では、第１および第２のクラウンギアが内側の円筒面でもって、スリーブ状の区分上、厳密に言えばスリーブ状の区分の外面上に回転可能に支承されている。付加的な軸受部分はそれにより不要である。

両解決策において、シリンドリカルギアが、回転軸線に関して、軸方向で第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルギアの領域に位置していると有利である。それにより、短い軸方向の長さを有する対称的な構造が得られる。有利には、第１のクラウンギアおよび第２のクラウンギアが、同じ歯数または異なる歯数を有していることができる。第１および第２のクラウンギアが同じ歯数を有していると、均等なトルク分割が実施される。また、第１および第２のクラウンギアが異なる歯数を有していると、このことはアクスル間の非対称的なトルク分割に至る。有利には、第２のディファレンシャル伝動装置が第１のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルケース内に収容されており、サイドシャフトギアが当付け面でもってディファレンシャルケースに少なくとも間接的に軸方向で支持されている。

本発明の有利な実施例について以下に図面を参照しながら説明する。

図１は、ここではそれ以上の図示はしない全輪駆動式の自動車のフロントアクスル２を示している。フロントアクスル２には、１つのダブルディファレンシャルアッセンブリ３と、１つの変向装置４と、２つのサイドシャフト５，６と、サイドシャフト５，６に接続されている２つのジョイントシャフト７，８と、２つの車輪９，１０とが見て取れる。ダブルディファレンシャルアッセンブリ３は、ピニオン１２を備えたドライブシャフト１１を介して、ここには図示しない機関／伝動装置ユニットにより駆動される。ピニオン１２は、相対回動不能にディファレンシャルケース１４に取り付けられているドライブギア１３に歯列を介して係合している。ダブルディファレンシャルアッセンブリ３は、導入されたトルクをフロントアクスルとリアアクスルとに分割するための外側の第１のディファレンシャル伝動装置１５と、フロントアクスル２に伝達されたトルクを両サイドシャフト５，６の間で分割するための、同軸的に第１のディファレンシャル伝動装置１５内に位置する第２のディファレンシャル伝動装置１６とを有している。その際、第１のディファレンシャル伝動装置１５はフロントアクスルとリアアクスルとの間の補償作用を可能にし、第２のディファレンシャル伝動装置１６は両サイドシャフト５，６の間の補償作用を有している。それにより、ドライブトレーン内の歪みは回避されることができる。

第１のディファレンシャル伝動装置１５はクラウンギア式ディファレンシャルの形で構成されており、ディファレンシャルケース１４の他に、ディファレンシャルケース１４と共に回転軸線Ａを中心として公転する、ディファレンシャルギアとしての複数のシリンドリカルギア１７と、シリンドリカルギア１７に歯列を介して係合し、ディファレンシャルケース１４内で回転軸線Ａに対して同軸的に回転可能に支承されている、サイドシャフトギアとしての第１および第２のクラウンギア１８，１９とを有している。シリンドリカルギア１７は円筒形であり、それぞれクラウンギア１８，１９の半径方向の歯列に係合する。シリンドリカルギア１７およびクラウンギア１８，１９はただし軽微に円錐形に構成されていてもよい。第１のクラウンギア１８はディファレンシャルキャリア２０に固く結合されている。ディファレンシャルキャリア２０は第２のディファレンシャル伝動装置１６のためのディファレンシャルケースとして役立つ。第２のクラウンギア１９は、回転軸線Ａに対して同軸的な、出力軸としての中空シャフト２２に駆動結合されている。中空シャフト２２は変向装置４の入力ギア２３を駆動する。入力ギア２３は出力ピニオン２４に歯列を介して係合している。出力ピニオン２４はさらにリアアクスルへのトルク伝達のために縦方向ドライブシャフト２５に結合されている。縦方向ドライブシャフト２５の一部のみがここでは可視である。

第２のディファレンシャル伝動装置１６は、ディファレンシャルキャリア２０の他に、ディファレンシャルキャリア２０と共に回転軸線Ａを中心として公転する複数のディファレンシャルギアもしくは補償歯車２６と、第１および第２のサイドシャフトギア２７，２８とを有している。両サイドシャフトギア２７，２８は回転軸線Ａに対して同軸的に、互いに対向してディファレンシャルキャリア２０内に配置されており、ディファレンシャルギア２６に噛合する。第２のディファレンシャル伝動装置１６はベベルギア式ディファレンシャルとして構成されている。すなわち、ディファレンシャルギア２６およびサイドシャフトギア２７はベベルギアもしくは傘歯車である。第１のサイドシャフトギア２７は第１のサイドシャフト５に結合されており、第２のサイドシャフトギア２８は第２のサイドシャフト６に結合されている。第２のサイドシャフト６は回転軸線上に中空シャフト２２内に位置しており、変向装置４を貫通する。第２のディファレンシャル伝動装置１６を同軸的に第１のディファレンシャル伝動装置１５内に、クラウンギア式ディファレンシャルの形で構成した第１のディファレンシャル伝動装置との組み合わせの下で配置したことは、アッセンブリ全体が軸方向で短く構成されるという利点を有している。このことは特に、横置きされた機関との使用時に有利である。

図２に示したダブルディファレンシャルアッセンブリ３は、図１に原理図として示したダブルディファレンシャルアッセンブリにほぼ相当する。その点については上記説明を参照されたい。その際、同じ構成部分には同じ符号を付し、改変された構成部分には、「２」を下付きした符号を付した。

ディファレンシャルケース１４_２が複数部分から構成されており、第１のケース部分２９と、第２のケース部分３０と、軸方向で両者の間に位置するドライブギア１３とを有していることが見て取れる。ドライブギア１３はリングディスク状に構成されており、軸方向で逆向きに方向付けられた２つの凹部３２，３３を有している。凹部３２，３３には第１および第２のケース部分２９，３０のフランジ３４，３５が係合する。フランジおよびドライブギア内には、上記構成部分をねじ３１により結合するための、周囲にわたって分配された複数の孔が設けられている。ドライブギア１３は、自由な内周面から延在する半径方向の切欠き３６を有している。切欠き３６内にはそれぞれ１つのシリンドリカルギア１７が収容されている。その結果、シリンドリカルギア１７はドライブギア１３と共に回転軸線Ａを中心として公転する。第１のディファレンシャル伝動装置１５の出力部分を形成するクラウンギア１８_２，１９_２はそれぞれ、クラウンギア歯列に対して軸方向で逆向きに方向付けられた１つの当付け面を有している。当付け面はディファレンシャルケース１４_２に軸方向で支持されている。

第１のクラウンギア１８_２はトルク伝達のために半径方向内側に内歯列を有している。内歯列は相対回動不能に管形のディファレンシャルキャリア２０_２の外歯列４３に係合する。それにより、第１のクラウンギア１８_２はディファレンシャルキャリア２０_２と共に回転軸線Ａを中心として回転する。ディファレンシャルキャリア２０_２は、ディファレンシャルの中央平面Ｍ側の端部に、半径方向の切欠き２１を有している。切欠き２１内には、ディファレンシャルキャリア２０_２と共に回転軸線Ａを中心として公転するために、ディファレンシャルギア２６を収容するためのジャーナル４４が保持されている。提示の縦断面半図には１つだけが可視のディファレンシャルギア２６は、サイドシャフトギア２７，２８と噛合する。サイドシャフトギア２７，２８はサイドシャフト５，６に差込結合部を介して相対回動不能に結合されており、リテーナリング４５により軸方向で固定されている。

第２のクラウンギア１９_２は半径方向内側で内歯列によりリングギア４８の相応の外歯列４７に相対回動不能に係合する。リングギア４８は中空シャフト２２に結合されている。リングギア４８と、中空シャフト２２と、両者の間に位置する段階的な移行区分４９とは一体的かつ鐘形に構成されている。その際、サイドシャフトギア２８は、摩擦を減じる当接ディスク５０を介して、半径方向の移行区分４９に軸方向で支持されている。移行区分４９自体はスラスト軸受５２を介してディファレンシャルケース１４_２の半径方向面に軸方向で支持されている。対向して位置するサイドシャフトギア２７は、摩擦を減じる当接ディスク５３を介して、直接ディファレンシャルケース１４_２の半径方向面に軸方向で支持されている。ディファレンシャルケース１４は転がり軸受５４，５５により、ここでは部分的に図示したにすぎない定置のハウジング５６内で回転可能に支承されている。

本実施形態では、ディファレンシャルケース１４_２もしくはディファレンシャルケース１４_２と共に回転軸線Ａを中心として公転するシリンドリカルギア１７は、第１のディファレンシャル伝動装置１５_２の入力部分として役立ち、クラウンギア１８_２，１９_２は、出力部分を形成する。その際、トルクの一部は、第１のクラウンギア１８_２と、ディファレンシャルケース２０_２と、第２のディファレンシャル伝動装置１６とを介してフロントアクスル２に伝達され、トルクの残りの部分は、第２のクラウンギア１９_２と出力軸２２とを介してリアアクスルに伝達される。

図３に示したダブルディファレンシャルアッセンブリ３_３は、図２に示したダブルディファレンシャルアッセンブリにほぼ相当する。その点については上記説明を参照されたい。その際、本実施形態の改変された構成部分には、「３」を下付けした符号を付した。

図２に示した実施形態に対する唯一の変更点として、本実施形態では、摩擦クラッチ３７，３８がクラウンギア１８_３，１９_３の当付け面５１，６１とディファレンシャルケース３０_３との間に配置されている。摩擦クラッチ３７，３８はそれぞれ、半径方向外側でディファレンシャルケース１４_３の歯列輪郭に相対回動不能に係合する複数のアウタディスク３９，４０と、アウタディスク３９，４０に対して交互に、複数のインナディスク４１，４２とを有している。その際、第１の摩擦クラッチ３７のインナディスク４１は内歯列でもってディファレンシャルキャリア２０_３の外歯列４３_３に係合する。第２の摩擦クラッチ３８のインナディスク４２はその内歯列でもってリングギア４８_３の外歯列４７_３に相対回動不能に係合する。リングギア４８_３は中空シャフト２２_３に結合されている。

フロントアクスルとリアアクスルとの間で回転数差が発生すると、クラウンギア１８_３，１９_３は互いに相対的に回転する。その際、ディファレンシャルギア１７_３とクラウンギア１８_３，１９_３との間で有効な軸方向の拡開力は、中央平面Ｍから離れる方向での摩擦クラッチ３７，３８の負荷を生ぜしめる。それによりロック効果が達成される。ロック効果は両アクスルの回転数差の同化に至る。

図４に示したダブルディファレンシャルアッセンブリ３_４は、図２および図３に示したダブルディファレンシャルアッセンブリにほぼ相当する。共通事項については上記説明を参照されたい。その際、本実施形態の改変された構成部分には、「４」を下付けした符号を付した。

本実施形態は、クラウンギア１８_４，１９_４が、中央平面から離れた面に、それぞれ１つの円錐形の当付け面５１_４，６１_４を有しており、当付け面５１_４，６１_４でもってクラウンギア１８_４，１９_４がディファレンシャルケース１４_４に支持されていることにより特徴付けられている。その際、当付け面５１_４，６１_４とディファレンシャルケース１４_４の所属の支持面との間には、それぞれ１つの摩擦ディスク６２，６３が介在されている。摩擦ディスク６２，６３はそれにより摩擦面対３７_４，３８_４を形成する。その結果、回転数差の発生時、ロック作用を有する摩擦力が生ぜしめられる。

図５は、本発明によるダブルディファレンシャルアッセンブリ３_５の別の実施形態を示している。このダブルディファレンシャルアッセンブリ３_５は大部分、図１および図２に示した実施形態に相当する。共通事項については上記説明を参照されたい。その際、本実施形態の改変された構成部分には、「５」を下付けした符合を付した。図面の上半分には、ダブルディファレンシャルアッセンブリの縦断面半図を示し、図面の下半分には、ダブルディファレンシャルアッセンブリの、断面線Ｖ−Ｖに沿った周方向断面図を示す。

ディファレンシャルケース１４_５は複数部分から構成されており、第１のケース部分２９_５と、第２のケース部分３０_５と、軸方向で両者の間に位置するドライブギア１３_５とを有している。ドライブギア１３_５はリングディスク状に構成されており、軸方向で逆向きに方向付けられた２つの凹部を有している。凹部には第１および第２のケース部分２９，３０のフランジが係合する。上記構成部分はねじ３６により結合されている。第１のケース部分２９_５は第１のクラウンギア１８_５と一体的に構成されている。クラウンギア１８_５は入力部分として役立つ。トルクは複数のペアのシリンドリカルギア５７，５８を介して、一方ではリアアクスルを駆動するために第２のクラウンギア１９_５に伝達され、他方ではフロントアクスルを駆動するためにディファレンシャルキャリア２０_５に伝達される。このために、シリンドリカルギア５７，５８のペアは回転可能にディファレンシャルキャリア２０_５に保持されており、ディファレンシャルキャリア２０_５と共に回転軸線Ａを中心として公転する。その際、第１のシリンドリカルギア５７は第１のクラウンギア１８_５と噛合し、第２のシリンドリカルギア５８は第２のクラウンギア１９_５と噛合し、かつ両シリンドリカルギアは互いに噛合する。第２のクラウンギア１９_５はリングギア４８_５、区分４９_５および出力軸２２_５と一体的に構成されている。

ディファレンシャルキャリア２０_５は、シリンドリカルギア５７，５８が収容されているリングディスク状の区分５９と、半径方向内側で区分５９に接続されているスリーブ状の区分６０_５とから成っている。区分６０_５内にはジャーナル４４_５が収容されている。両区分５９，６０_５は一体的に構成されているか、またはまず別個に製作され、事後的に互いに結合、例えば溶接により結合されていることができる。スリーブ状の区分６０_５は円筒形の外面を有している。この外面に第１および第２のクラウンギア１８_５，１９_５が円筒形の内面でもって支承されている。その際、スリーブ状の区分６０_５は第２のディファレンシャル伝動装置１６_５の長さにわたって延在しており、軸方向でサイドシャフトギア２７_５，２８_５の当付け面と面一に終わっている。第１のサイドシャフトギア２７_５は軸方向でディファレンシャルケース１４_５に支持されており、第２のサイドシャフトギア２８_５は中空シャフト２２_５の半径方向の区分４９_５に支持されている。ディファレンシャルキャリア２０_５のリングディスク状の区分５９は半径方向外側に、重なり合う円により形成されるポケット６２を有している。ポケット６２内にはシリンドリカルギア５７，５８が装入される。その際、リングディスク状の区分５９は、クラウンギア１８_５，１９_５の間に形成されるリング室をほぼ満たす。両シリンドリカルギア５７，５８は円筒形であり、互いに平行な軸線Ｂを有している。一方の軸線は回転軸線Ａ上に垂直に立っており、回転軸線Ａと交わる。他方の軸線は回転軸線Ａに垂直に、ただし間隔を置いて交差、すなわち立体交差する。第１のクラウンギア１８_５および両シリンドリカルギア５７，５８はすぐ歯に切られており、第２のクラウンギア１９_５は第２のシリンドリカルギアの軸線のずれに基づいてはす歯に切られている。

本実施形態では、第１のクラウンギア１８_５が第１のディファレンシャル伝動装置１５_５の入力部分として役立ち、第２のクラウンギア１９_５およびシリンドリカルギア５７，５８のペアが出力部分として役立つ。その際、トルクは部分的にシリンドリカルギアのペアと、ディファレンシャルキャリア２０_５と、第２のディファレンシャル伝動装置１６_５とを介してフロントアクスルに伝達され、トルクの残りの部分は第２のクラウンギア１９_５と出力軸２２_５とを介してリアアクスルに伝達される。リアアクスルとフロントアクスルとの間で回転数差が発生すると、クラウンギア１８_５，１９_５は互いに相対的に回転する。その際、互いに噛合するギア歯列のポンプ作用およびポケット内の歯の摩擦は、両アクスルの回転数差の減少に至るロック効果を有している。

図６に示したダブルディファレンシャルアッセンブリ３_６は、図５に示したダブルディファレンシャルアッセンブリにほぼ相当する。それゆえ上記説明を参照されたい。唯一の相違点はディファレンシャルキャリア２０_６の構成にあり、ディファレンシャルキャリア２０_６はここではケース状に構成されており、そのスリーブ状の区分６０_６に接続されているフランジ状の区分６３，６４を有している。区分６３，６４にサイドシャフトギア２７_６，２８_６が軸方向で支持されている。それにより、第２のディファレンシャル伝動装置１６_６の拡開力はディファレンシャルキャリア２０_６にのみ作用し、ケース１４_６には伝達されない。

本発明による第１の実施形態のディファレンシャルアッセンブリを備えた全輪駆動式の自動車のドライブアクスルの原理図である。図１に示したディファレンシャルアッセンブリの、改変された第２の実施形態の縦断面図である。本発明による第３の実施形態のディファレンシャルアッセンブリの縦断面図である。本発明による第４の実施形態のディファレンシャルアッセンブリの縦断面図である。本発明による第５の実施形態のディファレンシャルアッセンブリの縦断面半図（図面上半分）および周方向断面図（図面下半分）である。本発明による第６の実施形態のディファレンシャルアッセンブリの縦断面半図（図面上半分）および周方向断面図（図面下半分）である。

符号の説明

２フロントアクスル
３ダブルディファレンシャルアッセンブリ
４変向装置
５サイドシャフト
６サイドシャフト
７ジョイントシャフト
８ジョイントシャフト
９駆動輪
１０駆動輪
１２ピニオン
１３ドライブギア
１４ディファレンシャルケース
１５第１のディファレンシャル伝動装置
１６第２のディファレンシャル伝動装置
１７シリンドリカルギア
１８ベベルギア
１９ベベルギア
２０ディファレンシャルキャリア
２１切欠き
２２中空シャフト
２３入力ギア
２４出力ピニオン
２５縦方向ドライブシャフト
２６ディファレンシャルギア
２７サイドシャフトギア
２８サイドシャフトギア
２９第１のケース部分
３０第２のケース部分
３１ねじ
３２凹部
３３凹部
３４フランジ
３５フランジ
３６切欠き
３７摩擦クラッチ
３８摩擦クラッチ
３９アウタディスク
４０アウタディスク
４１インナディスク
４２インナディスク
４３外歯列
４４ジャーナル
４５リテーナリング
４６内歯列
４７外歯列
４８リングギア
４９移行区分
５０当接ディスク
５１当付け面
５２スラスト軸受
５３当接ディスク
５４転がり軸受
５５転がり軸受
５６ハウジング
５７シリンドリカルギア
５８シリンドリカルギア
５９区分
６０区分
６１当付け面
６２ポケット
Ａ軸線
Ｂ軸線
Ｍ中央平面

Claims

複数の駆動されるアクスルを有する自動車のドライブトレーン内で使用するためのディファレンシャルアッセンブリにおいて、
クラウンギア式ディファレンシャルの形の第１のディファレンシャル伝動装置（１５）が設けられており、該第１のディファレンシャル伝動装置（１５）が、回転軸線（Ａ）を中心として回転駆動可能なディファレンシャルケース（１４）と、該ディファレンシャルケース（１４）と共に公転する、ディファレンシャルギアとしての複数のシリンドリカルギア（１７）と、回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置されており、前記シリンドリカルギア（１７）と噛合する第１のクラウンギア（１８）および第２のクラウンギア（１９）とを有しており、
前記第１のディファレンシャル伝動装置（１５）内に回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置された第２のディファレンシャル伝動装置（１６）が設けられており、該第２のディファレンシャル伝動装置（１６）が、ディファレンシャルキャリア（２０）と、該ディファレンシャルキャリア（２０）と共に公転する複数のディファレンシャルギア（２６）と、回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置されており、前記ディファレンシャルギア（２６）と噛合する第１のサイドシャフトギア（２７）および第２のサイドシャフトギア（２８）とを有しており、
第１のクラウンギア（１８）が第２のディファレンシャル伝動装置（１６）のディファレンシャルキャリア（２０）に相対回動不能に結合されており、第２のクラウンギア（１９）が、回転軸線（Ａ）に対して同軸的な中空シャフト（２２）に相対回動不能に結合されている
ことを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ（図１、図２、図３、図４）。
複数の駆動されるアクスルを有する自動車のドライブトレーン内で使用するためのディファレンシャルアッセンブリであって、
クラウンギア式ディファレンシャルの形の第１のディファレンシャル伝動装置（１５）が設けられており、該第１のディファレンシャル伝動装置（１５）が、回転軸線（Ａ）を中心として回転駆動可能なディファレンシャルケース（１４）と、該ディファレンシャルケース（１４）に固く結合された第１のクラウンギア（１８）と、前記ディファレンシャルケース（１４）内に回転軸線（Ａ）に対して同軸的に回転可能に保持された第２のクラウンギア（１９）と、互いに噛合するシリンドリカルギア（５７，５８）の複数のペアとを有しており、これらのペアのそれぞれの第１のシリンドリカルギアが第１のクラウンギア（１８）と噛合し、第２のシリンドリカルギアが第２のクラウンギア（１９）と噛合し、
前記第１のディファレンシャル伝動装置（１５）内に回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置された第２のディファレンシャル伝動装置（１６）が設けられており、該第２のディファレンシャル伝動装置（１６）が、ディファレンシャルキャリア（２０）と、該ディファレンシャルキャリア（２０）と共に回転軸線（Ａ）を中心として公転する複数のディファレンシャルギア（２６）と、回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置されており、前記ディファレンシャルギア（２６）と噛合する第１のサイドシャフトギア（２７）および第２のサイドシャフトギア（２８）とを有しており、
クラウンギア式ディファレンシャルのシリンドリカルギア（５７，５８）が第２のディファレンシャル伝動装置のディファレンシャルキャリア（２０）と共に回転軸線（Ａ）を中心として公転し、第２のクラウンギア（１９）が、回転軸線（Ａ）に対して同軸的な中空シャフト（２２）に相対回動不能に結合されている
ことを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ（図５、図６）。