JP2009068705A - 端面歯列を備えたロッキングディファレンシャル - Google Patents

Abstract

【課題】大きなロッキングモーメントを発生させることができ、この場合、簡単にかつコンパクトに形成されているロッキングディファレンシャルを提案する。
【解決手段】歯付きクラッチ１２が、アダプタギヤ７の一方の端面に設けられた第１の端面歯列１４と、アダプタギヤ７に係合するギヤ５，６の一方の端面に設けられた第２の端面歯列１３とを有しているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のパワートレーンに使用するためのロッキングディファレンシャル、特にトルク感応型のプラネタリギヤ式ディファレンシャルであって、支持エレメントが設けられており、該支持エレメントが、回転軸線を中心として回転駆動可能であり；複数のプラネタリピニオンが設けられており、該プラネタリピニオンが、支持エレメントと共に回転軸線を中心として周転するようになっており；該回転軸線を中心として回転可能に支承されたリングギヤが設けられており、該リングギヤが、少なくとも一部数のプラネタリピニオンに歯列係合しており；回転軸線を中心として回転可能に支承されたサンギヤが設けられており、該サンギヤが、少なくとも一部数のプラネタリピニオンに歯列係合しており；アダプタギヤが設けられており、該アダプタギヤが、一方のギヤ、つまり、リングギヤまたはサンギヤに歯付きクラッチを介して係合するようになっており、これによって、トルクが伝達されるようになっている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許第１９７５０８３４号明細書に基づき、トルク感応型のロッキングディファレンシャルが公知である。この公知のロッキングディファレンシャルは、１つの支持エレメントと、２つのサイドシャフトと、２つのグループの補償ギヤとを有している。これらの補償ギヤは、支持エレメントに設けられた、回転軸線に対して平行な円筒状のポケット内に回転可能に支承されている。サイドギヤと補償ギヤとは斜歯列を有している。これによって、両サイドギヤ相互の相対回動時に摩擦力が生ぜしめられる。こうして、両アクスルシャフトギヤの間に、トルクに関連したロッキングモーメントが発生させられる。このロッキングモーメントは回転数の同調に繋がる。このような形式のロッキングディファレンシャルは出願人によって「Ｐｏｗｒ−Ｔｒａｋ」ディファレンシャルという呼称で提供され、販売される。

米国特許第２００６／０１６０６５２号明細書に基づき、平歯車式ディファレンシャルの形の類似のロッキングディファレンシャルが公知である。ここでは、両サイドギヤの間に、カムアッセンブリを備えたクラッチが設けられている。

欧州特許出願公開第１４９１７９６号明細書に基づき、支持エレメントを備えた別のトルク感応型のロッキングディファレンシャルが公知である。複数のプラネタリピニオンが設けられている。これらのプラネタリピニオンは、支持エレメント内に回転可能に保持されていて、この支持エレメントと一緒に周転する。プラネタリピニオンはリングギヤとサンギヤとに歯列係合している。リングギヤは斜歯列を介してクラッチギヤに相対回動不能に結合されており、これによって、ギヤ相互の相対回動時に軸方向力が発生させられる。この軸方向力は摩擦ディスクを介して支持エレメントに対して支持される。これによって、ロッキング作用が得られる。
ドイツ連邦共和国特許第１９７５０８３４号明細書 米国特許第２００６／０１６０６５２号明細書 欧州特許出願公開第１４９１７９６号明細書

本発明の課題は、大きなロッキングモーメントを発生させることができ、この場合、簡単にかつコンパクトに形成されているロッキングディファレンシャル、特に自動車のパワートレーンに使用するためのトルク感応型の平歯車式ディファレンシャルを提案することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、歯付きクラッチが、アダプタギヤの一方の端面に設けられた第１の端面歯列と、アダプタギヤに係合するギヤ、つまり、リングギヤまたはサンギヤの一方の端面に設けられた第２の端面歯列とを有しているようにした。

本発明の有利な構成によれば、歯付きクラッチが、冠歯列のように形成されている。

本発明の有利な構成によれば、歯付きクラッチが、セレーションの形で形成されている。

本発明の有利な構成によれば、第１の端面歯列と第２の端面歯列とが円錐形である。

本発明の有利な構成によれば、アダプタギヤが、第１の軸方向に少なくとも間接的に支持エレメントに対して軸方向で、特に介在された摩擦ディスクを介して支持されている。

本発明の有利な構成によれば、アダプタギヤが、第２の軸方向に少なくとも間接的に支持エレメントに対して軸方向で、特に介在された摩擦ディスクを介して支持されている。

本発明の有利な構成によれば、アダプタギヤが、少なくとも間接的にサンギヤの一方の端面に対して軸方向で支持されており、該サンギヤが、支持エレメントに対して少なくとも間接的に軸方向で支持されている。

本発明の有利な構成によれば、歯付きクラッチが、リングギヤとアダプタギヤとの間に設けられており、該アダプタギヤとサンギヤとが、トルク伝達のための、特に被駆動のためのそれぞれ１つの軸歯列を有している。

本発明の有利な構成によれば、リングギヤが、ポット状に形成されていて、ジャケット部材と、該ジャケット部材に続く底部材とを有しており、第２の端面歯列が、底部材の端面に設けられている。

本発明の有利な構成によれば、ジャケット部材と底部材とが、一体に製作されている。

本発明の有利な構成によれば、ジャケット部材と底部材とが、まず、別個に製作されていて、次いで、互いに固く、特に溶接によって結合されている。

本発明の有利な構成によれば、リングギヤが、スリーブ部材を有しており、第２の端面歯列が、スリーブ部材の端面に形成されている。

本発明の有利な構成によれば、歯付きクラッチが、サンギヤとアダプタギヤとの間に設けられており、該アダプタギヤとリングギヤとが、トルク伝達のための、特に被駆動のためのそれぞれ１つの軸歯列を有している。

本発明の有利な構成によれば、当該ロッキングディファレンシャルが、ダブルピニオン式ディファレンシャルとして形成されており、プラネタリピニオンが、第１のグループのプラネタリピニオンを有しており、該プラネタリピニオンが、リングギヤに歯列係合しており、さらに、プラネタリピニオンが、第２のグループのプラネタリピニオンを有しており、該プラネタリピニオンが、サンギヤに歯列係合しており、第１のグループのそれぞれ１つのプラネタリピニオンが、第２のグループの所属の１つのプラネタリピニオンに歯列係合している。

本発明の有利な構成によれば、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、円筒区分で見て、対称的に形成されている。

本発明の有利な構成によれば、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、円筒区分で見て、非対称的に形成されている。

本発明の有利な構成によれば、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、コンスタントな圧力角を歯高さにわたって有している。

本発明の有利な構成によれば、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、可変の圧力角を歯高さにわたって有している。

本発明の有利な構成によれば、ばね手段が設けられており、該ばね手段が、アダプタギヤを軸方向に負荷するようになっている。

本発明の有利な構成によれば、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、可変の圧力角を歯幅にわたって有している。

本発明によるロッキングディファレンシャルの利点は、端面歯列を備えた歯付きクラッチの構成にある。なぜならば、端面歯列が、出力ギヤの間の回転数差の発生時に特に高い軸方向の拡開力を発生させるからである。このことは、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、回転軸線に対して直角に延びる歯側面を有していることによって実現される。生ぜしめられる駆動モーメントは、軸方向に有効な拡開力を発生させる。この拡開力はアダプタギヤを、反対の側に位置するギヤから軸方向で離れる方向に負荷する。このことも、やはり高いロッキング作用を結果的に招く。このことは、出力ギヤの間の不均等なモーメント分配および回転数の同調に繋がる。

アダプタギヤの端面歯列と、反対の側に位置する歯車の端面歯列とは、基本的に任意に形成されていてよい。第１の可能性によれば、歯付きクラッチが冠歯列のように形成されている。この場合、両端面歯列は冠歯車の形で形成されている。この冠歯車は相応に形成されていて、可変の係合角を有している。すなわち、この係合角が歯長さにわたって変化させられる。第２の可能性は、歯付きクラッチがセレーションの形で形成されていることにある。この場合、このセレーションの歯がコンスタントな係合角を歯長さにわたって有している。別の可能性によれば、歯付きクラッチが円錐歯列の形で形成されていてもよい。この場合、両端面歯列が円錐形である。端面歯列の歯が円弧状に形成されていることも可能である。

有利な構成によれば、アダプタギヤは、拡開力が作用する第１の軸方向に少なくとも間接的に支持エレメントに対して軸方向で支持されている。これに相俟って、「少なくとも間接的に」とは、アダプタギヤと支持エレメントとの間に別の増摩性の構成部材、特に介在された１つまたはそれ以上の摩擦ディスクが使用されてよいことを意味している。有利には、少なくとも１つの摩擦ディスクが、アダプタギヤの後方の半径方向の端面と、支持エレメントの、反対の側に位置する半径方向の支持面との間に配置されている。プラネタリキャリヤまたは枠エレメントとも呼ぶことができる支持エレメントは、ポット状のハウジング部材と、このハウジング部材に固く結合されたカバー部材とを有している。この場合、アダプタギヤの軸方向の支持は、前述した構成部材の一方に対して常に行われる。

第１の方向と逆の第２の方向には、アダプタギヤが同じく少なくとも間接的に支持エレメントに対して軸方向で支持されている。この場合、この軸方向の支持は、アダプタギヤに係合する対応ギヤ、すなわち、リングギヤもしくはサンギヤを介して行われる。この対応ギヤもやはり支持エレメントに対して軸方向で支持されている。この場合、高いロッキングモーメントを発生させるために、少なくとも１つの摩擦ディスクが支持エレメントの支持面と対応ギヤの端面との間に配置されていると有利である。

有利な構成によれば、さらに、アダプタギヤに係合しない第２の出力ギヤ、つまり、サンギヤまたはリングギヤが、両軸方向に軸方向で支持されていることが提案されている。有利には、第２の出力ギヤが第１の方向にアダプタギヤに対して軸方向で支持されている。このアダプタギヤもやはり支持エレメントに対して軸方向で支持されている。この場合、高いロッキング作用に対して、少なくとも１つの摩擦ディスクが、アダプタギヤの半径方向の接触面と第２の出力ギヤの端面との間に嵌め込まれていると有利である。逆方向では、第２の出力ギヤが、有利には摩擦ディスクを介在して直接的に支持エレメントに対して軸方向で支持されている。

第１の構成によれば、歯付きクラッチがリングギヤとアダプタギヤとの間で有効となる。この場合、アダプタギヤとサンギヤとは、特に被駆動体として働き、所属の被駆動軸へのトルク伝達のためのそれぞれ１つの軸歯列を有している。有利な構成によれば、リングギヤが、特に円筒状のスリーブ部材の形で形成されている。この場合、端面歯列はスリーブ部材の端面に形成されている。これによって、簡単な製造の利点、つまり、プラネタリピニオンに噛み合う内側歯列の簡単な製造の利点だけでなく、アダプタギヤとの相対回動不能な連結のための端面歯列の簡単な製造の利点も得られる。択一的な構成によれば、リングギヤがポット状に形成されていてもよい。この場合、リングギヤは、スリーブ部材と、このスリーブ部材に続く底部材とを有している。この構成では、リングギヤの端面歯列が、有利には底部材の端面に設けられている。この場合、スリーブ部材と底部材とは一体に製作されていてもよいし、まず、別個に製作され、次いで、互いに固く、特に溶接によって結合されてもよい。後者の構成は、スリーブ部材の内側歯列を簡単に製造することができる点において有利である。

第２の構成によれば、歯付きクラッチがサンギヤとアダプタギヤとの間で有効となる。この場合、アダプタギヤとリングギヤとは、特に被駆動体として働き、所属の被駆動軸へのトルク伝達のためのそれぞれ１つの軸歯列を有している。

別の構成によれば、本発明によるロッキングディファレンシャルがダブルピニオン式ディファレンシャルとして形成されている。この場合、プラネタリピニオンが第１のグループのプラネタリピニオンと第２のグループのプラネタリピニオンとを有している。第１のグループのプラネタリピニオンはリングギヤに歯列係合している。第２のグループのプラネタリピニオンはサンギヤに歯列係合している。この場合、第１のグループのそれぞれ１つのプラネタリピニオンは、第２のグループのプラネタリピニオンの所属の１つのプラネタリピニオンに噛み合っている。この構成は、特に横向きに組み込まれた原動機を備えたフロントアクスルへの使用の可能性を提供する。この場合、有利には、一方のギヤ、つまり、リングギヤまたはサンギヤがロッキングディファレンシャルの入力ギヤを形成している。この場合、支持エレメントと、それぞれ他方のギヤ、つまり、サンギヤまたはリングギヤとが、ロッキングディファレンシャルの出力ギヤとなる。

更なる利点は、本発明によるロッキングディファレンシャルのロッキング特性を歯付きクラッチの歯の構成によって変えることができ、具体的な要求に適合させることができることにある。したがって、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、円筒区分で見て、対称的に形成されていてよい。このことは、両トルク伝達方向への等しいロッキング挙動に繋がる。互いに異なるロッキング挙動が両トルク伝達方向に対して所望されている場合には、端面歯列の歯が非対称的に形成されてよい。さらに、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが、可変の圧力角を備えて歯高さにわたって形成されることによって、ロッキング量を軸方向の調節ストロークを介して変えることが可能となる。これに対して、歯がコンスタントな圧力角を歯高さにわたって有している場合には、ロッキング挙動が軸方向の調節ストロークにわたってコンスタントとなる。本発明によるロッキングディファレンシャルのロッキング特性の構成に対する更なる可能性は、冠歯列の事例にように、第１の端面歯列の歯と第２の端面歯列の歯とが可変の圧力角を歯幅にわたって有していることにある。冠歯列の使用時には、歯形状の構成によって、歯列を備えた両部材相互の拡幅と、これに相俟った歯当たり位置とから生ぜしめられる累減的な特性線を得ることが可能となる。

前述した全ての構成に当てはまる有利な構成によれば、アダプタギヤを軸方向に負荷するばね手段が設けられている。このばね手段は、支持エレメントの、互いに反対の側に位置する両支持面の間の力伝達路における任意の箇所に配置されていてよい。たとえば、ばね手段は両端面歯列の間に位置していてもよいし、アダプタギヤと所属の支持面との間に位置していてもよい。この支持面には、アダプタギヤが軸方向で支持されている。たとえば皿ばねの形で形成されていてよいばね手段によって、軸方向のプリロードが発生させられ、これによって、再び高められたロッキングモーメントが両出力ギヤ相互の相対回動時に達成される。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１および図２を以下に一緒に説明する。ロッキングディファレンシャル２を認めることができる。このロッキングディファレンシャル２は支持エレメント３を有している。この支持エレメント３は回転軸線Ａを中心として回転駆動可能である。さらに、ロッキングディファレンシャル２は、支持エレメント３内に収容された遊星ギヤ機構を有している。この遊星ギヤ機構は、全周にわたって分配された複数のプラネタリピニオン４を有している。これらのプラネタリピニオン４は、それぞれ支持エレメント３に対して回転保持されていて、この支持エレメント３と一緒に回転軸線Ａを中心として周転する。さらに、遊星ギヤ機構はリングギヤ５とサンギヤ６とを有している。両ギヤ５，６は支持エレメント３内に収容されている。プラネタリピニオン４は、有利には斜歯列の形で形成された歯列で、リングギヤ５の相応の内側歯列と、サンギヤ６の相応の外側歯列とに噛み合っている。リングギヤ５は支持エレメント３内に回転軸線Ａに対して同軸的に自由に回転可能に支承されていて、歯付きクラッチ１２を介してアダプタギヤ７に歯列係合し、これによって、トルクが伝達される。

支持エレメント３は二分割式に形成されていて、カバー部材８を有している。このカバー部材８はフランジ結合部１１を介して支持エレメント３のジャケット部材９に固く結合されている。特に図２から明らかであるように、カバー部材８は、周方向に延びる複数のウェブ２２を有している。これらのウェブ２２は空所によって中断されている。全周にわたって分配された２つのウェブ２２の間の各空所内には、１つのプラネタリピニオン４が収容されている。したがって、このプラネタリピニオン４は支持エレメント３と一緒に回転軸線Ａを中心として周転する。自動車の、駆動される２つのアクスルの間のセンタディファレンシャルとしての本発明によるロッキングディファレンシャル２の使用時には、支持エレメント３もしくはプラネタリピニオン４が入力体として働き、サンギヤ６とアダプタギヤ７とが出力部材として働く。したがって、支持エレメント３に導入されたトルクがサンギヤ６とアダプタギヤ７とに伝達される。トルクを導入するためには、支持エレメント３がスリーブ付設部２３を有している。このスリーブ付設部２３は軸歯列１０を備えている。この軸歯列１０内には、駆動軸を相対回動不能に差し込むことができる。相応して、サンギヤ６が孔を有している。この孔は内側歯列１６を備えている。この内側歯列１６内には、被駆動軸を相対回動不能に差し込むことができる。さらに、アダプタギヤ７は、第２の被駆動軸（図示せず）へのトルク伝達のための別の軸歯列１５を備えたハブ２４を有している。

以下に、本発明によるロッキングディファレンシャル２の機能形式を説明する。自動車の両被駆動軸（図示せず）に同じ回転数が生ぜしめられる限り、サンギヤ６も、アダプタギヤ７も、両ギヤ６，７に相対回動不能に結合されたリングギヤ５もブロックで一緒に回転軸線Ａを中心として回転する。これに対して、両被駆動ギヤの間、つまり、サンギヤ６とアダプタギヤ７との間に差回転数が生ぜしめられると、歯付きクラッチ１２に軸方向力が生ぜしめられる。この軸方向力はアダプタギヤ７とリングギヤ５とを軸方向で見て逆方向に負荷する。この場合、アダプタギヤ７は、異なる回転数で回転軸線Ａを中心として回転する支持エレメント３の底部２５の方向に負荷される。アダプタリング７の半径方向の端面２６と、支持エレメント３の相応の半径方向の支持面２７との間には、摩擦ディスク１７が嵌め込まれている。この摩擦ディスク１７によって、互いに異なる回転数で回転軸線Ａを中心として回転する構成部材７，３が互いに制動される。さらに、リングギヤ５が支持エレメント３のカバー部材８に対して、別の摩擦ディスク１８を介在して軸方向で支持されていることが明らかである。この摩擦ディスク１８も同じく、回転数差の発生時に摩擦効果ひいては回転数の同調ひいてはディファレンシャル２のロッキングを生ぜしめる。

全周にわたって分配されたプラネタリピニオン４は、それぞれ１つの端面２８，３８を有している。この場合、端面２８と、アダプタギヤ７の、軸方向で反対の側に位置する当付け面２９との間には、別の摩擦ディスク２１が設けられている。アダプタギヤ７と逆方向に向けられた端部では、プラネタリピニオン４がその端面３８で直接的に支持エレメント３のカバー部材８に対して軸方向で支持されている。サンギヤ６は別の摩擦ディスク１９，２０を介して軸方向に支持されている。

本発明によるロッキングディファレンシャル２は、端面歯列を備えた歯付きクラッチ１２の構成によって、特に高いロッキング効果を有している。なぜならば、被駆動ギヤ６，７の間の回転数差の発生時に、軸方向の大きなロッキング力が発生させられるからである。ディファレンシャルギヤセットのギヤ４，５，６は、拡開力に基づき摩擦ディスク１７，１８，１９，２０，２１を介して少なくとも間接的に支持エレメント３に対して負荷され、これによって、回転数の同調ひいてはロッキング効果が生ぜしめられる。図示の構成では、歯付きクラッチ１２が、アダプタギヤ７の一方の端面に設けられた第１の端面歯列１３と、リングギヤ５の一方の端面に設けられた第２の端面歯列１４とを有している。

図３には、図１および図２によるロッキングディファレンシャルに用いられるリングギヤ５_２とアダプタギヤ７_２とから成るアッセンブリが概略的に示してある。図示のこのアッセンブリは、支持エレメント（図示せず）内に挿入することができる。この場合、リングギヤ５_２とアダプタギヤ７_２とは、少なくとも間接的に支持エレメントに対して軸方向で支持される。同じ構成部材は図１と同じ符号を備えており、変更された構成部材は、相応に桁下げされた指数を備えている。図示の構成では、リングギヤ５_２がポット状に形成されていて、ジャケット部材３２と、このジャケット部材３２に続く底部材３３とを有している。この場合、ジャケット部材３２の内面には、内側歯列３１が認められる。この内側歯列３１には、プラネタリピニオン（図示せず）が歯列係合される。さらに、平歯車歯列１３を認めることができる。この平歯車歯列１３は底部材３３の端面に配置されている。底部材３３に対して軸方向で反対の側には、アダプタギヤ７_２が位置している。このアダプタギヤ７_２は、ハブ２４と、このハブ２４に続く半径方向区分３４とを有している。この場合、第１の端面歯列１３がトルク伝達のために係合する第２の端面歯列１４が半径方向区分３４に形成されている。

図４には、リングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリの別の構成が概略的に示してある。このアッセンブリも同じく図１もしくは図２によるロッキングディファレンシャルに使用することができる。同じ構成部材は同じ符号を備えており、変更された構成部材は、相応に指数３だけ桁下げされた符号を備えている。図示の構成の特殊性は、リングギヤ５_３がスリーブ状に形成されていることにある。この場合、第１の端面歯列１３はスリーブ部材３２の端面に形成されている。アダプタギヤ７_３の第２の端面歯列１４もより大きな半径で相応している。図示の構成の利点は、リングギヤ５_３の簡単なかつ廉価な製作にある。このリングギヤ５_３では、内側歯列３１を軸方向の送り運動による製造法によって簡単に製作することができる。

図５に示したリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリの構成は、図３に示したリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリにほぼ相当している。この限りにおいて、図３の説明が参照される。ただ１つの違いは、リングギヤ５_４が、まず、別個に２つの部材、つまり、ジャケット部材３２_４と底部材３３_４とから製作され、両部材３２_４，３３_４が、追補的に互いに、たとえば溶接によって結合されることにある。全周にわたって延びる溶接シームは符号３９で示してある。便宜上、アダプタギヤ７は、ここには図示していない。

図６には、別の構成におけるリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリが示してある。このリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリは図１もしくは図２によるロッキングディファレンシャルに使用することができる。同じ構成部材は、図３と同じ符号で示してある。この限りにおいて、その説明が共通して参照される。図示の構成は、歯付きクラッチ１２_５が、リングギヤ５_５の底部材３３に設けられた第１の円錐形の端面歯列１３_５と、アダプタギヤ７_５に設けられた相応の円錐形の端面歯列１４_５とを有していることによって特徴付けられている。この構成によって、軸方向に極めて短い構造のアッセンブリが得られる。

図７には、別の構成における本発明によるロッキングディファレンシャル２_６が縦断面図で概略的に示してある。ここに示したロッキングディファレンシャル２_６はその構造および機能形式に関して、図１もしくは図２に示したロッキングディファレンシャルにほぼ相当しており、これによって、共通して上記説明が参照される。この場合、同じ構成部材は同じ符号を備えており、変更された構成部材は、数字６だけ桁下げされた符号を備えている。図１による構成と異なり、図示の構成では、アダプタギヤ７_６が歯付きクラッチ１２_６を介してサンギヤ６_６に係合している。リングギヤ５_６はポット状に形成されていて、円筒区分３５と半径方向の底区分３６とを有している。この底区分３６は内側の軸歯列３７を備えている。この軸歯列３７は、差し込まれた軸へのトルクの伝達のために働く。サンギヤ６_６はアダプタギヤ７_６の外側円筒状の面に回転可能に支承されている。プラネタリピニオン４は、カバー部材８_６の、全周にわたって分配されたポケット内に収容されていて、このカバー部材８_６と一緒に長手方向軸線Ａを中心として回転する。支持エレメント３のジャケット部材は、この図面には示していない。

図８ａ）および図８ｂ）には、別の構成における本発明によるロッキングディファレンシャル２_７が示してある。図示のロッキングディファレンシャルはその構造および機能形式に関して、図７に示したロッキングディファレンシャルにほぼ相当している。この限りにおいて、図７の説明が参照される。この場合、同じ部材は同じ指数を備えており、変更された構成部材は、数字７だけ桁下げされた指数を備えている。図示の構成の特殊性は、いわゆる「ダブルピニオン式ディファレンシャル」であるということにある。この場合、特に図８ｂ）から明らかであるように、２つのグループのプラネタリピニオン４’，４’’が設けられている。この場合、第１のプラネタリピニオン４’はリングギヤ５_７に歯列係合しており、第２のプラネタリピニオン４’’はサンギヤ６_７に噛み合っている。第１のグループのプラネタリピニオンのそれぞれ１つのプラネタリピニオン４’は、第２のグループのプラネタリピニオンの１つのプラネタリピニオン４’’に噛み合っている。ダブルピニオン式アッセンブリによって、リングギヤ５_７とサンギヤ６_７とが同じ回転方向に回転することが達成される。その他の点では、図示のロッキングディファレンシャルは上記構成に相当している。特にサンギヤ６_７とアダプタギヤ７_７との間に歯付きクラッチ１２が設けられている。この歯付きクラッチ１２は両被駆動ギヤの間の回転数差の発生時に高いロッキング作用を発生させる。図示のロッキングディファレンシャル２_７は、リングギヤ５_７またはサンギヤ６_７を駆動ギヤとして使用することもできるという利点を有している。これによって、ディファレンシャルが、特に横置きの原動機を備えた自動車のフロントアクスルに使用するために適しているはずである。

以下に、歯付きクラッチ１２の種々異なる歯列対偶を説明する。図９〜図１２に概略的に示した歯形は、基本的に、図１〜図８による前述した各ロッキングディファレンシャルに使用することができる。

図９に示した歯付きクラッチ１２’の歯形はセレーションの形で形成されていることが認められる。この場合、第１の端面歯列１３’の歯側面と第２の端面歯列１４’の歯側面とが対称的に形成されている。この構成によって、正のトルクと負のトルクとの間、すなわち、アクセルオン運転またはアクセルオフ運転の間の発生させられたロッキングモーメントが等しくなる。

これに対して、図１０に示した歯付きクラッチ１２’’の歯形は非対称的に形成されている。これによって、アクセルオン運転中にロッキングディファレンシャル２の、アクセルオフ運転中と異なるロッキング特性が達成されることが達成される。歯側面の具体的なジオメトリによって、ロッキングディファレンシャル２のロッキング特性を変えることができる。緩傾斜の歯側面を備えた歯列が、２つの出力ギヤの間の回転数のより緩速な同調を生ぜしめるのに対して、急傾斜の歯側面を備えた歯列は迅速なロッキング作用を生ぜしめる。

図１１に示した構成では、第１の端面歯列１３’’’の歯と第２の端面歯列１４’’’の歯とが可変の傾きを歯高さにわたって有している。このためには、歯もしくは歯溝が凹状にもしくは凸状に形成されている。これによって、図示の構成では、軸方向の拡開力が、互いに離れる方向への両クラッチ部材の軸方向に移動につれて増加することが生ぜしめられる。

図１２には、歯付きクラッチ１２’’’’が冠歯列の形で形成されている構成が示してある。この場合、第１の端面歯列１３’’’’の歯と第２の端面歯列１４’’’’の歯とは可変の圧力角を歯幅にわたって有している。この歯幅が半径方向内側から半径方向外側に向かって増加していることが認められる。冠歯列を備えたこの構成では、歯形状の構成によって、累減的な特性線を得ることができる。トルクが加えられていない場合には、両端面歯列は押し合わされている。トルク伝達時には、トルクが半径方向の一部区分でしか伝達されない。この場合、歯列係合線は端面歯列の軸方向の拡開の増加時に半径方向外向きに移動する。こうして、軸方向力の累減的な増加が得られる。このことは、ロッキングモーメントの相応に累減的な増加に繋がる。

前述した全ての構成には、第１の端面歯列１３の歯と第２の端面歯列１４の歯とが、回転軸線Ａに対して直角に延びる歯側面を有していることが共通している。これは、回転軸線Ａに交差する半径方向の直歯列であってもよし、回転軸線Ａに間隔を置いて交差する斜歯列であってもよい。この構成によって、両出力ギヤの間の回転数差の発生時に特に高い軸方向の拡開力ひいてはロッキングディファレンシャルの高いロッキング作用が得られる。

第１の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルの縦断面図である。 分解した図１に示したロッキングディファレンシャルの部分的に切り欠いた斜視図である。 分解した図１に示したロッキングディファレンシャルの縦断面図である。 第２の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルに用いられるリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリの概略図である。 第３の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルのリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリの概略図である。 第４の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルのリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリの概略図である。 第５の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルのリングギヤ・アダプタギヤ・アッセンブリの概略図である。 第６の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルの概略的な縦断面図である。 第７の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルの概略的な縦断面図である。 第７の構成における本発明によるロッキングディファレンシャルの概略的な横断面図である。 図１〜図８に示した１つの構成による本発明による１つのロッキングディファレンシャルの第１の構成における歯付きクラッチの歯形を概略的に示す図である。 図１〜図８に示した１つの構成による本発明による１つのロッキングディファレンシャルの第２の構成における歯付きクラッチの歯形を概略的に示す図である。 図１〜図８に示した１つの構成による本発明による１つのロッキングディファレンシャルの第３の構成における歯付きクラッチの歯形を概略的に示す図である。 図１〜図８に示した１つの構成による本発明による１つのロッキングディファレンシャルの第４の構成における歯付きクラッチの三次元的な部分断面図である。

符号の説明

２ ロッキングディファレンシャル、 ３ 支持エレメント、 ４ プラネタリピニオン、 ５ リングギヤ、 ６ サンギヤ、 ７ アダプタギヤ、 ８ カバー部材、 ９ ジャケット部材、 １０ 軸歯列、 １１ フランジ結合部、 １２ 歯付きクラッチ、 １３ 端面歯列、 １４ 端面歯列、 １５ 軸歯列、 １６ 内側歯列、 １７ 摩擦ディスク、 １８ 摩擦ディスク、 １９ 摩擦ディスク、 ２０ 摩擦ディスク、 ２１ 摩擦ディスク、 ２２ ウェブ、 ２３ スリーブ付設部、 ２４ ハブ、 ２５ 底部、 ２６ 端面、 ２７ 支持面、 ２８ 端面、 ２９ 当付け面、 ３１ 内側歯列、 ３２ ジャケット部材、 ３３ 底部材、 ３４ 半径方向区分、 ３５ 円筒区分、 ３６ 底区分、 ３７ 軸歯列、 ３８ 端面、 ３９ 溶接シーム、 Ａ 回転軸線

Claims (1)

1. 特に自動車のパワートレーンに使用するためのロッキングディファレンシャルであって、
   支持エレメント（３）が設けられており、該支持エレメント（３）が、回転軸線（Ａ）を中心として回転駆動可能であり；
   複数のプラネタリピニオン（４）が設けられており、該プラネタリピニオン（４）が、支持エレメント（３）と共に回転軸線（Ａ）を中心として周転するようになっており；
   該回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支承されたリングギヤ（５）が設けられており、該リングギヤ（５）が、少なくとも一部数のプラネタリピニオン（４）に歯列係合しており；
   回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支承されたサンギヤ（６）が設けられており、該サンギヤ（６）が、少なくとも一部数のプラネタリピニオン（４）に歯列係合しており；
   アダプタギヤ（７）が設けられており、該アダプタギヤ（７）が、一方のギヤ、つまり、リングギヤ（５）またはサンギヤ（６）に歯付きクラッチ（１２）を介して係合するようになっており、これによって、トルクが伝達されるようになっている形式のものにおいて、
   歯付きクラッチ（１２）が、アダプタギヤ（７）の一方の端面に設けられた第１の端面歯列（１４）と、アダプタギヤ（７）に係合するギヤ（５，６）の一方の端面に設けられた第２の端面歯列（１３）とを有していることを特徴とする、ロッキングディファレンシャル。

Images