JP2019502079A - 回転速度を測定するためのターゲットを備えたディファレンシャルリングギヤ及びギヤボックスにおける構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、ディファレンシャルリングギヤ（２２）に関する。ディファレンシャルリングギヤは、径方向外周側に配設されたギヤ歯を有する。ディファレンシャルリングギヤは、当該ディファレンシャルリングギヤの回転速度を測定するためのターゲット（５０）を備えている。ターゲットは、環状をなしており、かつ周方向に配設された複数の歯（５６）を有している。測定用のターゲット（５０）は、ディファレンシャルリングギヤ（１２）の径方向に配向された側面に配置されている。

Description

本発明は、モータ駆動車両における変速機のディファレンシャルリングギヤであって、その回転速度が正確かつ確実に測定される、ディファレンシャルリングギヤに関する。

また、本発明は、ディファレンシャルリングギヤの回転速度を測定するための、モータ駆動車両のギヤボックスにおける構造に関する。

モータ駆動車両の変速機及び特にそのような変速機に属するギヤボックスを使用、特に、制御するために、例えば、ギヤボックスのシャフト、及び／又は、そのような変速機に属し、かつ、例えば、少なくとも部分的にギヤボックスに収容されるディファレンシャルリングギヤ等の構成要素の回転速度についての正確な情報又はデータを取得することが必要である。

共通の変速機アセンブリに接続された異なる熱及び電力の供給源を正確に制御することが必要である「ハイブリッド」変速機と呼ばれる変速機には、上記のような要求が存在している。

変速比の変化を制御する観点から、上記供給源のトルク及び／又は回転速度を制御可能であることが特に必要である。

実際、上記のような形式のハイブリッド変速機はクラッチを備えていないため、特にギヤボックスのシャフトの回転速度を完全に同期させることのみが、がたつきを発生させることなく、信頼性のある高精度な方法による変速比の変換又は変速段の変更を可能とする。

ギヤボックスにおける異なるシャフトあるいはギヤボックス内に完全に又は部分的に収容された構成要素の回転速度についての正確な情報を全て収集するため、互いに連関して対をなす、「固定された」通過センサと、センサを通過し回転速度が測定される構成要素に回転可能に取り付けられたターゲットと、を利用することが公知である。

センサ（光学、磁気等）が用いる検出技術がいかなるものであっても、対応するターゲットは、回転速度が測定される構成要素に回転可能に接続され、かつ周方向に配置された一連の歯の形態をなしている。

第１のセンサ／ターゲット対は、例えば、接続シャフトと呼ばれるシャフトに対応しており、直接係合している接続シャフト及びギヤボックスのプライマリシャフトの回転速度を示す情報、及び、従って変速機に連結された熱機関の回転速度を示す情報を提供する。

また、周知である、ディファレンシャルにおける対応する第２のセンサ／ターゲット対は、直接係合しているディファレンシャル及びギヤボックスのセカンダリシャフトの回転速度を示す情報を提供する。より正確には、セカンダリシャフトは、ディファレンシャルのリングギヤに直接係合している。

上記の二番目の対に関し、当該対は、ディファレンシャル（ディファレンシャルハウジングに回転可能に取り付けられている）のリングギヤの回転速度を測定することを目的としており、ターゲットのデザイン及び設置は異なる要件を満たす必要がある。

測定用のターゲットは、ディファレンシャルの正確な速度値を提供するため、十分な数、例えば、１００個を超える歯数を有する必要がある。

ターゲットのデザイン及び設置は、ギヤボックスの構成要素及びディファレンシャルの全体を潤滑する機能にいかなる影響も与えてはならない。

また、ターゲットの設置は、対応するセンサがギヤボックス内、及び、例えば、ギヤボックスハウジング内に設置されることを許容する必要がある。

最後に、測定用のターゲットのデザイン、サイズ及び設置は、ディファレンシャルが、対応するロッキングフィンガ又はギヤボックスのシャフトと協働する、「パーキング」ホイールと呼ばれるホイールをディファレンシャルハウジングに備えることを許容する必要がある。

本発明は、上記技術的な要件を満たすことを意図したディファレンシャルリングギヤのデザインを提案することを目的としている。

上記目的のため、本発明は、径方向外周部分に配設されたギヤ歯を備えた、モータ駆動車両の変速機におけるディファレンシャルのリングギヤを提供する。リングギヤは、リングギヤの回転速度を測定するためのターゲットを備えており、当該ターゲットは、環状をなすとともに、周方向に配設された複数の歯を有することを特徴としている。

ディファレンシャルリングギヤの他の特徴は、
測定用のターゲットが、リングギヤにおける径方向に配向された側面に配置されていること、
リングギヤが外周側環状本体を有し、この本体が、ギヤ歯と、測定用のターゲットが設けられているハウジングと、を備えていること、
ハウジングが、機械加工により製造されていること、
ハウジングが、凹状の環状円筒面により境界が規定されていること、
測定用のターゲットが、ハウジングに対して軸方向に圧入されていること、である。

また、本発明は、モータ駆動車両のギヤボックスにおける、本発明によるディファレンシャルリングギヤの回転速度を測定するための構造を提供する。当該構造は、ギヤボックスハウジングの一部に対して固定されたセンサを備え、センサは、測定用の前記ターゲットの歯に面して配置されている。

前記構造の他の特徴によれば、
センサは、測定用のターゲットの歯に軸方向に対向するように配置されており、
センサは、測定用のターゲットの歯に径方向に対向するように配置されている。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明を参照することにより明らかになる。さらに理解を深めるために、添付の図面を参照する。
図１は、従来技術に係るモータ駆動車両の変速機のディファレンシャルにおける、遊星歯車の回転シャフト軸及びサンギヤのシャフトを通る平面に沿った概略断面図である。 図２は、本発明による、特に、軸方向読取り式の測定センサに対応した、回転速度を測定するためのターゲットを備えたディファレンシャルリングギヤを示す概略斜視図である。 図３は、図２に示したディファレンシャルリングギヤに対応した測定用ターゲットのデザイン及び配置を示した、図１と同様の概略断面図である。 図４は、図３と同様の図であり、測定用ターゲットが径方向読取り式のセンサに対応した同様のアセンブリを示す図である。 図５は、図４と同様の図であり、測定用ターゲットが径方向読取り式のセンサに対応した同様のアセンブリを示す図である。

非限定的な例として示す以下の説明において、同一又は同様の構成要素には同一の符号を使用する。

明細書及び特許請求の範囲の理解を容易にするため、地球の重力を基準とせず、図面に示した三面体Ｌ，Ｖ，Ｔを基準として、非限定的な方法で、垂直、横方向、横断方向、水平等の用語を用いることとする。

図１に概略的に示すように、ディファレンシャル１０の周知のデザインによれば、ディファレンシャル１０は、ディファレンシャルハウジング１２を備えている。ディファレンシャルハウジング１２の内部には、遊星歯車１４が垂直な幾何学軸Ａ２を中心に回転可能に取り付けられるように、ハウジング１２に支持された遊星歯車シャフト１６を中心として回転可能に遊星歯車１４が取り付けられている。

また、ディファレンシャルハウジング１２は、サンギヤ１８を収容している。各々のサンギヤ１８は、水平方向に延びるシャフト２０に回転可能に取り付けられている。シャフト２０は、軸Ａ２に直交する水平な幾何学軸Ａ１と同軸である。

ディファレンシャルハウジング１２は、例えば、鋳造により製造された部品である。本実施例では、ディファレンシャルハウジング１２の外周面は、２つの付加的な構成要素を備え、図１を参照すると図の左から右へと長手方向に配置されている。ディファレンシャルハウジング１２は、外周側のディファレンシャルリングギヤ２２と、パーキングホイール２４と呼ばれるホイールと、を備えている。

リングギヤ２２及びホイール２４は、回転可能にディファレンシャルハウジング１２に取り付けられている。

リングギヤ２２及びホイール２４は、機械加工された、軸方向Ａ１の凸状の円筒部２６，２８にそれぞれ取り付けられている。

リングギヤ２２及びホイール２４は、ディファレンシャルハウジング１２の径方向外側に位置する肩部３０によって長手方向に隔てられている。肩部３０は、特に、ディファレンシャルハウジング１２におけるリングギヤ２２及びパーキングホイール２４の相対的な軸方向の位置を画定する。

通常、ディファレンシャルリングギヤ１２は、例えば鋳造により製造された金属部材であり、径方向内周側に円筒状のアタッチメントラグ３２を有している。アタッチメントラグ３２は、略径方向に配向されたウェブ３４により径方向外側に延びている。

最後に、ディファレンシャルリングギヤ２２は、径方向外周側にリングギヤ本体３６を備えている。リングギヤ本体３６は、特に、ディファレンシャルハウジング１２が、ギヤボックス（図示せず）の対応するセカンダリシャフト（図示せず）等の変速機シャフトに回転可能に取り付けられるのを許容するギヤ歯３８を備えた外周側環状本体である。

ディファレンシャルリングギヤ２２の外周側環状本体３６は、長手方向において、径方向平面上に延びる後部側面４０及び内側に位置する凹状の環状円筒面４２によって軸方向の境界が規定されている。

円筒面４２は、本実施例において、径方向平面に対して傾斜した切頭円錐形の輪郭を有するウェブ３４の後部横断面４４から延びている。

図１において、点線の輪郭４６で示したボックスは、ディファレンシャルリングギヤ２２（より具体的には本体３６）の利用可能な領域を示している。本発明では、以下で詳細に説明するように、上記領域には、ディファレンシャルリングギヤ２２の回転速度を測定するためにターゲット５０が設けられている。

図２，３及び同様に図４，５に示すように、本発明は、ディファレンシャルリングギヤ２２における測定用のターゲット５０の配置を開示している。測定用のターゲット５０は、略環状をなしており、周方向に配設された複数の歯を有している。

図２〜５に示す実施例では、ターゲット５０は、概して、ディファレンシャルリングギヤ２２における外周側環状本体３６の後部側面４０に設けられている。

そのため、正確なセンタリングを確実にするとともに、測定用ターゲット５０の望ましくない変形を防ぎつつ、特に、軸方向の結合力、例えば、焼き嵌めによる、取付け及び固定を可能にするため、ターゲット５０は、領域４６において、機械加工により形成された相補的なハウジング５２において、鋳造されたディファレンシャルリングギヤ２２の面４２における凹状の軸方向円筒面に配置されている。

ディファレンシャルリングギヤ２２の環状本体３６に対する配置、センタリング及び取付けのため、ターゲット５０は、後方から前方へと長手方向に延びる軸方向の継ぎ手の形態をなす補完部材５４を有してもよい。

設置及び取付け用の継ぎ手５４に加えて、ターゲット５０は、本実施例では、一連の測定用歯５６を備えている。測定用歯５６は、径方向の平面上で、軸Ａ１の方向に向かって径方向内側に延びており、かつ、本実施例では、所定の間隔で周方向に配置されている。

歯５６の数は、例えば、１００個よりも多い。

各々の歯５６は、後面５７により境界が規定されている。全ての面５７は、実質的に同一の径方向平面上に位置している。

図２，３に示す実施例では、ターゲット５０の回転速度の測定は、対応するセンサ５８により、検知及び読取りが行われる。センサ５８は、面５７に対向して長手方向に配設されている。すなわち、センサ５８は、本実施例では、ターゲット５０の回転について「軸方向」の読取りを行う。

センサ５８は、回転するターゲット５０に対して静止しており、例えば、ギヤボックスハウジング（図示せず）の一部に取り付けられている。センサ５８に対し、ディファレンシャルリングギヤ２２は、ディファレンシャルハウジング１２の回転速度で測定用のターゲット５０を回転させる。

図４，５に示す第２の実施例では、ターゲット５０の全体的なデザイン並びにディファレンシャルリングギヤ２２の外周側環状本体３６における設置及び取付けは、図２，３に示した第１の実施例を参照して説明したものと同一である。

本実施例では、測定用のターゲット５０に具備される測定用歯５６は、概して径方向に延在し、各々の歯は、径方向内側面５７によって境界が規定されている。

本実施例では、全ての面５７は、概して、同一の凹状をなす環状の円筒面から延びており、これにより、センサ５８による、径方向読取りと呼ばれる読取りが行われ得る。センサ５８の能動素子は、本実施例では、面５７に対向して延びており、ディファレンシャルリングギヤ２２の本体の「内側」及びターゲット５０の径方向内側に受容されている。

前述した本発明によるデザインは、実施例、特に、折曲され切断されたシートメタルから形成された素子の形態をなすターゲット５０の例示的なデザインに限定されない。

ターゲットは、これに関連するセンサ５８の形式と互換性のある周知の任意の方法により形成してもよい。

ディファレンシャルリングギヤの他の特徴は、
測定用のターゲットが、リングギヤにおける径方向に配向された側面に配置されていること、
リングギヤが外周側環状リングギヤ本体を有し、この本体が、ギヤ歯と、測定用のターゲットが設けられているハウジングと、を備えていること、
ハウジングが、機械加工により製造されていること、
ハウジングが、凹状の環状円筒面により境界が規定されていること、
測定用のターゲットが、ハウジングに対して軸方向に圧入されていること、である。

前記構造の他の特徴によれば、
センサは、測定用のターゲットの歯に軸方向に対向するように配置されているか、又は、
センサは、測定用のターゲットの歯に径方向に対向するように配置されている。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明を参照することにより明らかになる。さらに理解を深めるために、添付の図面を参照する。
図１は、従来技術に係るモータ駆動車両の変速機のディファレンシャルにおける、遊星歯車の回転シャフト軸及びサンギヤのシャフトを通る平面に沿った概略断面図である。 図２は、本発明による、特に、軸方向読取り式の測定センサに対応した、回転速度を測定するためのターゲットを備えたディファレンシャルリングギヤを示す概略斜視図である。 図３は、図２に示したディファレンシャルリングギヤに対応した測定用ターゲットのデザイン及び配置を示した、図１と同様の概略断面図である。 図４は、図２と同様の図であり、測定用ターゲットが径方向読取り式のセンサに対応した同様のアセンブリを示す図である。 図５は、図３と同様の図であり、測定用ターゲットが径方向読取り式のセンサに対応した同様のアセンブリを示す図である。

リングギヤ２２及びホイール２４は、機械加工された、水平な幾何学軸Ａ１に沿った凸状の円筒部２６，２８にそれぞれ取り付けられている。

通常、ディファレンシャルリングギヤ２２は、例えば鋳造により製造された金属部材であり、径方向内周側に円筒状のアタッチメントラグ３２を有している。アタッチメントラグ３２は、略径方向に配向されたウェブ３４により径方向外側に延びている。

最後に、ディファレンシャルリングギヤ２２は、径方向外周側に外周側環状リングギヤ本体３６を備えている。外周側環状リングギヤ本体３６は、特に、ディファレンシャルハウジング１２が、ギヤボックス（図示せず）の対応するセカンダリシャフト（図示せず）等の変速機シャフトに回転可能に取り付けられるのを許容するギヤ歯３８を備えた外周側環状リングギヤ本体である。

ディファレンシャルリングギヤ２２の外周側環状リングギヤ本体３６は、長手方向において、径方向平面上に延びる後部側面４０及び内側に位置する凹状の環状円筒面４２によって軸方向の境界が規定されている。

図１において、点線の輪郭（符号４６）で示したボックスは、ディファレンシャルリングギヤ２２（より具体的には外周側環状リングギヤ本体３６）の利用可能な領域４６を示している。本発明では、以下で詳細に説明するように、上記領域には、ディファレンシャルリングギヤ２２の回転速度を測定するためにターゲット５０が設けられている。

図２〜５に示す実施例では、ターゲット５０は、概して、ディファレンシャルリングギヤ２２における外周側環状リングギヤ本体３６の後部側面４０に設けられている。

そのため、正確なセンタリングを確実にするとともに、測定用ターゲット５０の望ましくない変形を防ぎつつ、特に、軸方向の結合力、例えば、焼き嵌めによる、取付け及び固定を可能にするため、ターゲット５０は、前記利用可能な領域（点線の輪郭）４６において、機械加工により形成された相補的なハウジング５２において、鋳造されたディファレンシャルリングギヤ２２の面４２における凹状の軸方向円筒面に配置されている。

ディファレンシャルリングギヤ２２の外周側環状リングギヤ本体３６に対する配置、センタリング及び取付けのため、ターゲット５０は、後方から前方へと長手方向に延びる軸方向の継ぎ手の形態をなす補完部材５４を有してもよい。

設置及び取付け用の継ぎ手である補完部材５４に加えて、ターゲット５０は、本実施例では、一連の測定用歯５６を備えている。測定用歯５６は、径方向の平面上で、軸Ａ１の方向に向かって径方向内側に延びており、かつ、本実施例では、所定の間隔で周方向に配置されている。

図４，５に示す第２の実施例では、ターゲット５０の全体的なデザイン並びにディファレンシャルリングギヤ２２の外周側環状リングギヤ本体３６における設置及び取付けは、図２，３に示した第１の実施例を参照して説明したものと同一である。

本実施例では、測定用のターゲット５０に具備される測定用歯５６は、概して径方向に延在し、各々の歯は、径方向内側面５７’によって境界が規定されている。

本実施例では、全ての面５７’は、概して、同一の凹状をなす環状の円筒面から延びており、これにより、センサ５８による、径方向読取りと呼ばれる読取りが行われ得る。センサ５８の能動素子は、本実施例では、面５７’に対向して延びており、ディファレンシャルリングギヤ２２の本体の「内側」及びターゲット５０の径方向内側に受容されている。

Claims (11)

1. モータ駆動車両の変速機におけるディファレンシャル（１０）のリングギヤ（２２）であって、
   径方向外周側に配設されたギヤ歯（３８）を有する外周側環状リングギヤ本体（３６）を備え、
   前記外周側環状本体は、ハウジング（５２）を備え、
   前記ハウジング（５２）には、前記リングギヤの回転速度を測定するためのターゲット（５０）が設けられており、
   前記ターゲット（５０）は、環状をなしており、かつ周方向に配設された複数の測定用歯（５６）を有している、ことを特徴とするディファレンシャルのリングギヤ。
2. 測定用の前記ターゲット（５０）は、前記リングギヤ（１２）における径方向に配向された側面に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルのリングギヤ。
3. 前記ハウジングは機械加工により製造される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のディファレンシャルのリングギヤ。
4. 前記ハウジング（５２）は、凹状の環状円筒面（４２）により境界が規定されている、ことを特徴とする請求項３に記載のディファレンシャルのリングギヤ。
5. 測定用の前記ターゲット（５０）は、前記ハウジングに対して軸方向に圧入されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディファレンシャルのリングギヤ。
6. 径方向内周側部分に、円筒状のアタッチメントラグ（３２）を備え、
   前記アタッチメントラグは、略径方向に配向されたウェブ（３４）により径方向外側に延びており、
   前記凹状の環状円筒面（４２）は、前記ウェブ（３４）の後部横断面（４４）から延びている、ことを特徴とする請求項４に記載のディファレンシャルのリングギヤ。
7. 前記外周側環状リングギヤ本体（３６）に対する配置、センタリング及び取付けのため、前記ターゲット（５０）は、軸方向継ぎ手の形態なす補完部材（５４）を備えている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディファレンシャルのリングギヤ。
8. 前記ターゲット（５０）は、径方向平面上で延びている一連の測定用歯（５６）を有している、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のディファレンシャルのリングギヤ。
9. モータ駆動車両のギヤボックスにおける、請求項１〜８のいずれかに記載のディファレンシャルのリングギヤの回転速度を測定するための構造であって、
   前記ギヤボックスのハウジングの一部に対して固定されたセンサ（５８）を備え、
   前記センサは、測定用の前記ターゲットの前記歯に面して配置されている、ことを特徴とする構造。
10. 前記センサ（５８）は、測定用の前記ターゲット（５０）の前記歯（５６，５７）に軸方向に対向するように配置されている、ことを特徴とする請求項９に記載の構造。
11. 前記センサは、測定用の前記ターゲット（５０）の前記歯（５６，５７）に径方向に対向するように配置されている、ことを特徴とする請求項９に記載の構造。