JP4701646B2 - 駆動伝達装置、車軸間駆動装置および車軸間伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は４輪駆動または全輪駆動車両の車軸間伝達装置および車軸間駆動装置、特に高域及び低域ギア比を作るとともに、前側及び後側の駆動車軸の間で不均一なトルク分配を行う駆動伝達装置に関する。

車軸間差動装置は、外部の動力源（例えば車両のエンジン）からの駆動動力を二つの駆動車軸（前側駆動車軸及び後側駆動車軸）の間で分配する。入力駆動軸がエンジンの動力を伝達ケースへ伝え、前側及び後側出力駆動軸がエンジンの動力の別々の部分を前側及び後側車軸に伝える。

出力駆動軸の間での動力の分割は、差動歯車装置によって行われる。出力駆動軸の間でのトルク分割を不平衡にするために、差動装置の前後の不平衡の速度比を用いる。さらに、入力駆動軸と二つの出力駆動軸との間のギア比の選択がまとめてできるように伝達ケースを構成することができる。典型的には、この目的のためには遊星歯車装置が使われる。遊星歯車装置は、相異なる駆動ギア比（典型的には高域及び低域と呼ばれる）を支持する位置の間でシフトすることができる。

典型的な形式では、伝達ケースに対する入力駆動軸と伝達ケースからの二つの出力駆動軸とは、同じ回転軸線で整合している。典型的には、入力駆動軸が伝動装置に直接的に結合され、後側出力駆動軸が典型的には後側プロペラシャフトに直接的に結合される。前側駆動車軸に対する前側プロペラシャフトは典型的には伝達ケースの入力及び出力駆動軸の共通軸線からずれており、スプロケットとチェーンまたは他の形式の平行軸線駆動機構により、前側出力駆動軸に接続される。
特願２００３−５６６８０号公報（第３−４頁、図１）

いくつかの歯車装置及び同心の軸は、伝達ケースの部品を装着して支持するための挑戦である。例えば、前側及び後側出力駆動軸が共に歯車装置から出てくるような構成では、後側出力駆動軸が伝達ケースの軸受に受け入れられていて、伝達ケース内にある両方の歯車装置に対する外部からの支持になる。さらに、典型的には、後側出力駆動軸が、スプロケット及びチェーンによって発生された前側出力に対する曲げの力に対して支持する。内部の歯車装置及び平行軸線駆動機構を支持すると云う多重の機能には、後側出力駆動軸を、エンジンの動力の一部分を後側駆動車軸に向かって伝えるという本来の目的に必要な場合よりも、一層大きな寸法にすることを必要とする。後側出力駆動軸の寸法が大きくなることは、伝達ケース内にある遊星歯車装置及び差動歯車装置の全体的な寸法を大きくするという影響がある。余分な寸法にするという必要条件により、伝達ケースの重量が増すとともにそのコストが増える。

他の形式では、前側出力駆動軸は、入力駆動軸と同心で反対向きに、伝達ケースから出てくる。しかし、伝達ケースの前端から動力を取り出すと、前側駆動車軸に対するプロペラシャフトを短くするという影響がある。前側プロペラシャフトは前側差動装置を介して前側駆動車軸に接続される。前側差動装置と伝達ケースに対するプロペラシャフトの接続に予期しないずれがあると、プロペラシャフトの装着に角度誤差が生じる。この角度誤差は、動力の円滑な伝達にとって特に有害であることがあるが、プロペラシャフトが一層短いことによって増幅される。このため、前側出力駆動軸を伝達ケースの前端で前側プロペラシャフトに接続するような伝達ケースの構成では、望ましくない角度の整合はずれが起こりやすい。

遊星及び差動歯車装置内の特定の歯車構成のため、この他の難点が生じる。例えば、個別のピニオン歯車が内側及び外側サイド・ギアを相互接続する単一ピニオン差動歯車装置は、設計に特別の挑戦が必要であり、伝達ケースの共通の端から前側及び後側駆動軸を差し向けるときは特にそうである。

本発明に係る駆動伝達装置は、前端及び後端、及び該前端及び後端の間にある横方向延長部を含んでいて、前端は入力駆動軸を受け入れるハウジングの端であり、前記後端は後側出力駆動軸が出て行くハウジングの端であり、前記横方向延長部は前側出力駆動軸との駆動接続が行われるハウジング延長部であるような伝達ケース・ハウジングと、該伝達ケース・ハウジング内に支持されていて、前記前側及び後側出力駆動軸の間で不平等に駆動トルクを分配する単一ピニオン差動歯車装置と、前記伝達ケース・ハウジング内に支持されていて、前記入力駆動軸の回転に対する相異なる駆動速度比で前記単一ピニオン差動歯車装置を駆動する遊星歯車装置とを有し、前記単一ピニオン差動歯車装置は内側サイド・ギア、外側サイド・ギア、及びいづれも前記内側及び外側サイド・ギアを相互接続する複数個のピニオン歯車を含んでおり、前記遊星歯車装置は太陽歯車、リング歯車及び前記太陽歯車及びリング歯車を相互接続する複数個の遊星歯車を含んでおり、前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車及び前記遊星歯車装置の遊星歯車は共通キャリア内で回転するように装着されており、該共通キャリアは伝達ケース・ハウジングの一端に対する軸受を支持する延長部分を持っていて、前記キャリアを伝達ケース・ハウジング内に回転自在に支持することを特徴とするものである。

また、本発明に係る車軸間駆動装置は、車両の前側及び後側の駆動車軸に動力を送り出す車軸間駆動装置において、入力駆動軸を同心の前側及び後側出力駆動軸に接続する伝達ケースを有し、前記入力駆動軸及び同心の前側及び後側出力駆動軸が共通の回転軸線と整合しており、前記入力駆動軸は動力源に接続され、前記前側出力駆動軸は前側車軸に接続され、そして後側出力駆動軸は後側車軸に接続されるようになっており、前記伝達ケースは、前記入力駆動軸を受け入れる前端、前記後側出力駆動軸が出ていく後端及び前記前端及び後端の間にあって、前側出力駆動軸との駆動接続が行われる横方向延長部を含むハウジングを有し、さらに、前記伝達ケース・ハウジング内にあって、前記入力駆動軸からの動力を相異なる速度比で前記前側及び後側駆動軸に送り出す遊星歯車装置と、前記伝達ケース内にあって、前記前側及び後側出力駆動軸の間で不平等に駆動トルクを分割する単一ピニオン差動歯車装置とを有し、前記遊星歯車装置は遊星歯車によって相互接続された太陽歯車及びリング歯車を含み、前記単一ピニオン差動歯車装置は個別のピニオン歯車によって相互接続された内歯及び外歯サイド・ギアを含み、さらに、前記遊星歯車装置の遊星歯車及び前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車の両方をそれらの軸線の周りに回転するように装着する共通キャリアを有し、該共通キャリアは前記伝達ケース・ハウジングによって支持された軸受により、回転できるように装着されていることを特徴とするものである。

さらに、本発明に係る車軸間伝達装置は、縦方向に装着されたエンジンを持つ全輪駆動車両用の車軸間伝達装置において、前端及び後端を持つ伝達ケース・ハウジングと、該伝達ケース・ハウジングの前端に受け入れられる入力駆動軸と、前記伝達ケース・ハウジングの後端を介して入力軸に対する同軸出力接続をする後側出力駆動軸と、前記伝達ケース・ハウジングの前端及び後端の間で入力軸に対する平行にずれた接続をする前側出力駆動軸と、前記伝達ケース・ハウジング内にあって、前記入力駆動軸から前側及び後側出力駆動軸への減速をする低域モードへシフト可能であって、遊星歯車によって相互接続された太陽歯車及びリング歯車を含む遊星歯車装置と、前記伝達ケース内にあって、個別のピニオン歯車によって相互接続された内歯及び外歯サイド・ギアを含み、前記前側及び後側出力駆動軸の間で駆動トルクを不平等に分割する単一ピニオン差動歯車装置と、前記遊星歯車装置の遊星歯車及び前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車の両方をそれらの軸線の周りに回転するように装着する共通キャリアとを有し、前記遊星歯車装置は前記入力駆動軸からの駆動動力を前記共通キャリアへ伝えるものであり、前記共通キャリアは外側殻体を持っていて、前記遊星歯車装置からの駆動動力を前記内歯サイド・ギアの外側を通って前記差動歯車装置のピニオン歯車の装着部分に伝え、前記外歯及び内歯サイド・ギアは前記差動歯車装置からの駆動動力を前記前側及び後側出力軸へ伝えるものであり、前記共通キャリアは前記伝達ケース・ハウジングに支持された軸受に回転できるように装着されていることを特徴とするものである。

一例の多重速度トルク分割型車軸間伝達ケースは、前端及び後端及び該前端及び後端の間にある横方向延長部を持つ伝達ケース・ハウジングを含む。入力駆動軸が伝達ケース・ハウジングの前端に入り、後側出力駆動軸が伝達ケース・ハウジングの後端から出て行き、横方向延長部を介して前側出力駆動軸との駆動接続がなされる。伝達ケース・ハウジング内にある単一ピニオン差動歯車装置は、前側及び後側出力駆動軸の間で駆動トルクを不平等に分配するものである。やはり伝達ケース・ハウジング内にある遊星歯車装置が、入力駆動軸の回転に対して相異なる駆動速度比で単一ピニオン差動歯車装置を駆動する。単一ピニオン差動歯車装置は、内側サイド・ギア、外側サイド・ギア、及び前記内側及び外側サイド・ギアを夫々相互接続する複数個のピニオン歯車を持っている。遊星歯車装置は太陽歯車、リング歯車、及び太陽歯車とリング歯車を相互接続する複数個の遊星歯車を含んでいる。単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車と遊星歯車装置の遊星歯車の両方は共通キャリア内で回転するように装着されている。共通キャリアは延長部分を持ち、この延長部分が伝達ケース・ハウジングの一端との軸受を形成し、伝達ケース・ハウジング内でキャリアを回転自在に支持する。

好ましい実施例のキャリアの延長部分が伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受を形成する。外側支承面が前側出力駆動軸を回転支持し、内側支承面が後側出力駆動軸を回転支持する。共通キャリアの延長部分の外側支承面は、伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受の一部分をも形成する。このため、後側出力駆動軸が伝達ケース・ハウジング内にある両方の歯車装置に対する片持ちの支持をすることが要求されるかわりに、この実施例では、歯車装置の共通キャリアの延長部分がこの作用を果たす。

後側出力駆動軸は、駆動動力を伝える条件に沿った寸法にすることができるが、外側サイド・ギアの中心を通り、前側出力駆動軸内でキャリアの延長部分によって支持される両方の出力駆動軸を支持するため、キャリアの延長部分が外側サイド・ギアの中心を通るとともに、前側及び後側出力駆動軸の間を同心に通る。しかし、キャリアの延長部分は長さが前側出力駆動軸をこえて伸びて、伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受を支持する。
外側サイド・ギアは前側出力駆動軸に接続されることが好ましく、内側サイド・ギアは後側出力駆動軸に結合することが好ましい。外側及び内側サイド・ギアのピッチ半径は、ピニオン歯車のピッチ直径に大体等しい分だけ異なっている。前側及び後側出力駆動軸の間のトルク分割は、外側及び内側サイド・ギアの間のピッチの差に関係する。

これまで述べたキャリアの延長部分はキャリアの二つの延長部分の１番目であることが好ましい。キャリアの２番目の部分が、伝達ケース・ハウジングの前端に対する軸受を支持し、伝達ケース・ハウジング内でキャリアを回転自在に支持することが好ましい。キャリアの２番目の延長部分は、伝達ケース・ハウジングの前端との軸受の一部分を形成する外側支承面、及び入力駆動軸を回転支持する内側支承面を含むことが好ましい。共通キャリアが伝達ケース・ハウジングの両端で回転支持されると、入力駆動軸及び伝達ケースの両方の出力駆動軸は、動力を伝達するというその必要条件に合った寸法にすることができ、伝達ケース内の歯車構造を取り囲む片持ちの支持体として頼りにしなくてよい。

この発明の伝達ケースは、入力駆動軸を同心の前側及び後側の出力駆動軸に接続する車軸間装置の中で使うことを特に意図したものである。入力駆動軸及び同心の前側及び後側出力駆動軸が共通回転軸線と整合している。入力駆動軸は動力源に接続されるように配置される。前側出力駆動軸は前側車軸に接続されるように配置され、後側出力駆動軸は後側車軸に接続されるように配置される。伝達ケースが、入力駆動軸を受け入れる前端、出力駆動軸が出て行く後端、及びこの前端と後端の間にあって前側出力駆動軸との駆動接続がなされる横方向延長部を含むハウジングを有する。

伝達ケース・ハウジング内の遊星歯車装置が、入力駆動軸からの動力を相異なる速度比で前側及び後側出力駆動軸へ送り出す。伝達ケース内にある単一ピニオン差動歯車装置が前側及び後側出力駆動軸の間で駆動トルクを不平等に分割する。遊星歯車装置は太陽歯車及びリング歯車を含んでいて、遊星歯車によって接続されている。単一ピニオン差動歯車装置が、個別のピニオン歯車によって相互接続された内歯及び外歯サイド・ギアを含んでいる。共通キャリアが、遊星歯車装置の遊星歯車及び単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車の両方を夫々の軸線の周りに回転するように装着する。共通キャリアは伝達ケース・ハウジングによって支持された軸受上で回転するように装着される。

この車軸間装置内では、後側出力駆動軸が後側車軸に動力を送り出す後側プロペラシャフトと整合していることが好ましく、前側出力駆動軸は前側車軸に動力を送り出す前側プロペラシャフトからずれている。前側出力駆動軸と前側プロペラシャフトの間の駆動接続部は、伝達ケース・ハウジングの後端に隣接していて、前側及び後側プロペラシャフトのリンクをさらによく等化することが好ましい。

単一ピニオン差動歯車装置内で、内歯サイド・ギアが後側出力駆動軸に接続され、外歯サイド・ギアが前側出力駆動軸に接続される。内歯サイド・ギアのピッチ半径は、ピニオン歯車の共通ピッチ直径に大体等しい分だけ、外歯サイド・ギアのピッチ半径より大きく、後側出力駆動軸に対し、前側出力駆動軸に対するよりもより大きな百分率の入力駆動トルクを送り出す。後側出力駆動軸が前側出力駆動軸の内側に装着され、外歯サイド・ギアの中心を通過する。

共通キャリアを支持する軸受が前側軸受を含むことが望ましい。共通キャリアが、伝達ケース・ハウジングの前端との前側軸受の一部分を形成する外側支承面を持つ前側延長部分を含むことが望ましい。前側延長部分は、遊星歯車装置の太陽歯車に結合された入力駆動軸を回転支持する内側支承面を持つことが望ましい。

さらに、共通キャリアを支持する軸受は後側軸受を含むことが望ましく、共通キャリアが伝達ケース・ハウジングの後端との後側軸受の一部分を形成する外側支承面を持つ後側延長部分をも含む。後側延長部分は、前側出力駆動軸を回転支持する外側支承面、及び後側出力駆動軸を回転支持する内側支承面を持つことが好ましい。この構成では、共通キャリアの後側延長部分及び後側出力駆動軸の両方が前側出力駆動軸を超えて伸びている。

共通キャリアが、単一ピニオン差動歯車装置のピニオンを支持する第１組のポケット、及び遊星歯車装置の遊星歯車を支持する第２組のポケットを含むことが好ましい。遊星歯車装置のリング歯車が、伝達ケース・ハウジング及び共通キャリアのうちの一方と交代的に係合可能であって、入力駆動軸からの動力を選択的に相異なる速度比で前側及び後側出力駆動軸に送り出すことが好ましい。

本発明では、伝達ケースの寸法、重量及び長さを小さくすることがこの発明によって可能になる。共通キャリアが（イ）高及び低ギア比のための歯車装置及び（ロ）前側及び後側車軸の間での不平衡の動力分配のための歯車装置の両方を支援することができる。伝達ケースの出力軸は、共通キャリアの同じ端から伸びだして、前側及び後側車軸までのプロペラシャフトの長さを等化することができる。ある実施例の入力及び出力軸は、伝達ケースの内部の部品に対する外部からの支持を設けるという前述の条件を減らすことにより、エンジンの動力を伝えるというその必要条件にさらによく合わせるような寸法にすることができる。

単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車と遊星歯車装置の遊星歯車の両方は共通キャリア内で回転するように装着されている。共通キャリアは延長部分を持ち、この延長部分が伝達ケース・ハウジングの一端との軸受を形成し、伝達ケース・ハウジング内でキャリアを回転自在に支持する。好ましい実施例のキャリアの延長部分が伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受を形成する。外側支承面が前側出力駆動軸を回転支持し、内側支承面が後側出力駆動軸を回転支持する。共通キャリアの延長部分の外側支承面は、伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受の一部分をも形成する。このため、後側出力駆動軸が伝達ケース・ハウジング内にある両方の歯車装置に対する片持ちの支持をすることが要求されるかわりに、この実施例では、歯車装置の共通キャリアの延長部分がこの作用を果たす。

縦方向に装着されたエンジン１２からの動力を前側車軸１４及び後側車軸１６に送り出す車軸間駆動装置１０を特徴とする一例の全輪駆動（ＡＷＤ）装置が図１に示されている。伝動装置１８に付属する伝達ケース２０が伝動装置からの入力駆動軸２２を一対の同心の前側及び後側出力駆動軸２４及び２６に接続する。駆動軸２４及び２６は図２にさらに詳しく示されている。入力駆動軸２２及び同心の出力駆動軸２４及び２６は共通回転軸線２５と整合している。後側出力駆動軸２６が後側プロペラシャフト２８に直接的に接続され、このプロペラシャフトがエンジンの動力を後側差動装置３０を介して後側車軸１６に送り出す。後側プロペラシャフト２８及び差動装置３０の両方も共通回転軸線２５と整合している。しかし、平行駆動接続部（スプロケット）３２が前側出力駆動軸を前側プロペラシャフト３４に接続し、前側差動装置３６を介して動力を前側車軸１４に送り出す。プロペラシャフト３４は共通軸線２５と平行であるが、ずれている。

伝達ケース（駆動伝達装置）２０がハウジング４０を持ち、このハウジングは、入力駆動軸２２を受け入れる前端４２、後側出力駆動軸２６が出て行く後端４４、及び前端４２及び後端４４の間にあって前側出力駆動軸２４との駆動接続部３２が設けられている横方向延長部４６を含んでいる。横方向延長部４６が伝達ケース・ハウジングの後端４４に隣接していて、前側プロペラシャフト３４の長さを後側のプロペラシャフト２８の長さとより近く同じになるようにすることが好ましい。前側プロペラシャフト３４の余分の長さは、両端にある万能継ぎ手３５で対処しなければならない角度誤差を小さくする。

伝達ケース・ハウジング４０内にある遊星歯車装置５０は、入力駆動軸２２からの動力を相異なる速度比で前側及び後側出力駆動軸２４及び２６に送り出すためのものである。遊星歯車装置５０が太陽歯車５２、リング歯車５４を含み、これらが複数個の遊星歯車５６によって相互接続されている。入力駆動軸２２が太陽歯車５２に接続されて、それと一緒に共通軸線２５の周りに回転するようになっている。図２に示すように、太陽歯車は入力駆動軸２２の一体の一部分として形成することができる。しかし、太陽歯車５２を別体として形成し、それがスプラインのような公知の手段によって入力駆動軸２２に結合されていてもよい。

伝達ケース・ハウジング４０内にある単一ピニオン差動歯車装置６０は、前側出力駆動軸２４及び後側出力駆動軸２６の間で駆動動力を不平等に分割するためのものである。単一ピニオン差動歯車装置６０が外歯サイド・ギア６２、内歯サイド・ギア６４、及びこの外歯及び内歯サイド・ギア６２、６４を夫々相互接続する複数個のピニオン歯車６６を含む。差動歯車装置６０を「単一ピニオン」差動歯車装置と呼ぶのは、一つのピニオンしか存在しないからではなく、外歯及び内歯サイド・ギア６２及び６４の間の接続が個別のピニオン歯車６６の両側によって直接的になされる（即ち、中間のピニオン歯車どうしの噛合いはない）からである。

外歯サイド・ギア６２が前側出力駆動軸２４に接続され、内歯サイド・ギア６４が後側出力駆動軸２６に接続される。図２の図面では、外歯サイド・ギア６２が前側出力駆動軸２４の一体の一部分として形成され、内歯サイド・ギア６４がスプライン６８によって後側出力駆動軸２６に結合されることが示されている。通常の製造、組立て及び設計の考えに基づいて、結合接続にこの他の選択をしてもよい。二つのサイド・ギア６２及び６４はそれらに接続された出力駆動軸２４及び２６とともに、共通軸線２５の周りに回転可能である。

二つの出力駆動軸２４及び２６の間での所望のトルク分割を支援するため、内歯サイド・ギア６４が持つピッチ半径Ｐ１は、ピニオン歯車６６のピッチ直径Ｐ３に大体等しい分だけ、外側サイド・ギア６２のピッチ半径Ｐ２より大きい。摩擦を無視すると、前側及び後側出力駆動軸２４及び２６の間の公称のトルク分割は、関連するサイド・ギア６２及び６４のピッチ直径の間の差に対応する。図示の設計では、前側出力駆動軸２４に対するよりも、実質的により大きな駆動トルクが後側出力駆動軸２６に送り出されるが、その比は６０対４０またはそれ以上の範囲内であることが望ましい。

遊星歯車装置５０の遊星歯車５６及び単一ピニオン差動歯車装置６０のピニオン歯車６６の両方が共通キャリア７０の中に装着される。キャリア７０は、２つまたはさらに多くの部分で組み立てることができる。図２に示す実施例では、共通キャリア７０が４つの部品、即ち、二つの半体７２及び７４及び前側及び後側端蓋７３及び７５から形成され、これらの部品をボルト締めして、一個の本体に相当するものを形成する。二つの半体７２及び７４は、遊星歯車装置５０及び単一ピニオン差動歯車装置６０を別々に組み立てる時の組立ての選択が広く採れるようにする。

遊星歯車５６及びピニオン歯車６６の両方は、このような歯車装置に普通の種々の方法で共通キャリア７０内で回転できるように装着することができる。しかし、図示の実施例では、遊星歯車５６には、遊星歯車５６が末端ポケット７８内で回転するのを助けるための一対のトラニオン７６が形成されている。摩擦を少なくするため、トラニオン７６とポケット７８の間に軸受８２が装着されている。

しかし、出力駆動軸２４及び２６の間での一層広い範囲でのトルク分割を支援するために、単一ピニオン差動歯車装置６０内には若干の摩擦があることが望まれる。そのため、歯車部品６２、６４、６６は捩れ歯を持つことが好ましく、ピニオン６６は共通キャリア７０のポケット８４内に直接的に装着することが好ましい。上部ランド８６とポケット８４の円周面の間、及びピニオンの端８８とポケット８４の末端にある対応するスラスト面８５及び８１の間に摩擦力が発生される。スラスト・プレート８９が差動歯車装置６０の内側サイド・ギア６４を遊星歯車装置５０の遊星歯車５６から隔てる。

摺動自在のシフト機構９０が、遊星歯車装置５０のリング歯車５４を伝達ケース・ハウジング４０または共通キャリア７０のいずれかと交代的に結合できるようにする。共通キャリア７０に接続された時、遊星歯車装置５０全体が共通キャリア７０と一緒に、入力駆動軸２２の速度で回転する。しかし、伝達ケース・ハウジング４０に接続された時、共通キャリア７０が、太陽歯車５２とリング歯車５４の間にある遊星歯車５６によって支援される相対的な回転に従って、入力駆動軸２２より一層遅い速度で回転する。リング歯車５４を共通キャリア７０に結合することによって発生される１対１の速度比が「高域」と呼ばれる。リング歯車５４を伝達ケース・ハウジング４０に結合することに伴う１より大きなギア比が「低域」と呼ばれる。

改良された装着装置では、共通キャリア７０が前側延長部分９２及び後側延長部分９４を含む。前側延長部分９２が、伝達ケース・ハウジングの前端４２に対する前側軸受１００を支持する外側支承面９６を含む。共通キャリア７０の前側延長部分９２は、入力駆動軸２２を回転支持する内側支承面９８をも含む。共通キャリア７０の後側延長部分９４も外側支承面１０２及び内側支承面１０４を含む。外側支承面１０２が伝達ケース・ハウジングの後端４４との後側軸受１０６を支持する。さらに、外側支承面１０２が前側出力駆動軸２４及び平行駆動接続部３２を回転支持する。内側支承面１０４が後側出力駆動軸２６を回転支持する。

図示の形式では、共通キャリアの後側延長部分９４が外歯サイド・ギア６２の中心を通り、前側出力駆動軸２４及び後側出力駆動軸２６の間を同心に伸びる。後側延長部分９４は前側出力駆動軸２４を超えて伸び、ハウジングの端４４との軸受１０６と係合する。出力駆動軸２６が共通キャリア７０の後側延長部分９４を超えて伸び、後側プロペラシャフト２８と接続（図に示していない）する。平行駆動接続部３２は、典型的にはスプロケット駆動部であるが、前側出力駆動軸２４を前側プロペラシャフト３４と接続するためのものである。軸受１００及び１０６と係合している、共通キャリアの延長部分９２及び９４は、伝達ケース・ハウジング４０内にある遊星歯車装置５０及び単一ピニオン差動歯車装置６０の種々の部品を支持するためにあるが、入力駆動軸２２及び二つの出力駆動軸２４及び２６を支持するためにもある。この構成により、入力駆動軸及び出力駆動軸２２、２４、２６は、伝達ケース内にある歯車装置５０及び６０ならびに平行駆動接続部３２をも支持する代わりに、駆動動力を伝えるという本来の作用に従った寸法にすることができる。

図３及び４は、単一ピニオン差動歯車装置６０を支持すると共に、それに対して動力を伝えるキャリアの半体の特別な形を示している。半体７４には、ピニオン歯車６６を担持するポケット８４及び外歯ならびに内歯サイド・ギア６２及び６４に対するすき間空間１１０及び１１２がある。外側殻体１１４がキャリアの他方の半体７２からの動力（即ち、遊星歯車装置５０の出力）を内歯サイド・ギア６４の外側のねじ接続部１１６を介してポケット８４内にあるピニオン歯車６６に伝える。

しかし、単一ピニオン差動歯車装置６０の他の部品、二つの出力駆動軸２４及び２６、及び前側プロペラシャフト３４への平行駆動接続部を含めて、共通キャリア７０の部品に対する支持を大きく改善するのは半体７４の後側延長部分９４である。外側支承面１０２は、伝達ケース・ハウジング４０の後端４４に対する軸受１０６を支持するだけでなく、前側出力駆動軸２４及び平行駆動接続部３２を回転支持する。内側支承面１０４は後側出力駆動軸２６を回転支持する。さらに、後側延長部分９４がキャリアの他方の半体７２の隣接端を支持する。共通キャリア７０の一部分として、後側延長部分７４は、伝達ケース４０の他の移動する部品に対する構造的な支持となり、他の部品もそれらの本来の機能に従って設計し、寸法を決めることができるようにする。

共通キャリア７０は前側延長部分９２及び後側延長部分９４の両方を形成することが好ましいが、延長部分９２及び９４の一方または他方だけを用いることによっても、利点が得られる。いづれかの延長部分９２または９４は、伝達ケース・ハウジング４０内にある歯車装置５０及び６０を回転自在に装着する上で重要な支持作用をする。

図５に示した別の車軸間伝達ケース１２０は、入力駆動軸１２２からエンジン１２の駆動動力を受け取り、この駆動動力を同心の前側及び後側出力駆動軸１２４及び１２６の間で分割する。前側出力駆動軸１２４が平行駆動接続部（スプロケット）１２８を介して前側プロペラシャフト３４に接続され、後側出力駆動軸１２６が後側プロペラシャフト２８に同軸に接続される。

伝達ケース・ハウジング１３０が、入力駆動軸１２２を受け入れる前端１３２、及び後側出力駆動軸１２６が出て行く後端１３４を持っている。その間に横方向延長部１３６があり、ここで前側出力駆動軸１２４との平行接続が行われる。入力駆動軸１２２が、２速遊星歯車装置１４０及び単一ピニオン差動歯車装置１５０の組み合わせを介して、二つの出力駆動軸１２４及び１２６に作動的に接続される。２速遊星歯車装置１４０が入力駆動軸１２２と二つの出力駆動軸１２４及び１２６との間の速度比をまとめて変える。単一ピニオン差動歯車装置１５０が前側及び後側出力駆動軸１２４及び１２６の間でのある範囲の異なる速度及びトルク分配を支援するが、このトルク分配は、その内部摩擦及びギア比の影響をうける。

２速遊星歯車装置１４０及び単一ピニオン差動歯車装置１５０の両方が共通キャリア１６０によって支持されるが、この共通キャリアは組立ての都合上、本体１６２と、前側及び後側端蓋１６４及び１６６とに分割されている。前側端蓋１６４が、伝達ケース・ハウジング１３０の前端１３２との前側軸受１７４を支持する外側支承面１７２を持つ前側延長部分１６８を含む。前側延長部分１６８は、入力駆動軸１２２を回転支持する内側支承面１７６をも含む。後側端蓋１６６が、前側出力軸１２４によって回転支持される内側支承面１７８を含む。

２速遊星歯車装置１４０は太陽歯車１４２、リング歯車１４４及び太陽歯車１４２とリング歯車１４４を相互接続する複数個の遊星歯車１４６を持っている。太陽歯車１４２は入力軸１２２と一体に形成されるかまたはその他の形でそれと結合されている。遊星歯車１４６にはトラニオン１８２が形成されており、これが共通キャリア１６０に形成されたポケット１８４内に回転できるように受け入れられる。摺動機構１８０がリング歯車１４４を共通キャリア１６０（図に示すように）または伝達ケース・ハウジング１３０のいづれかに交代的に接続する。前者の接続にすると、共通キャリア１６０を入力駆動軸１２２と同じ速度で回転させる「高域」駆動接続が支援される。後者の接続にすると、共通キャリア１６０を入力駆動軸１２２の回転速度よりも遅く回転させる「低域」駆動接続が支援される。

単一ピニオン差動歯車装置１５０が外歯サイド・ギア１５２、内歯サイド・ギア１５４及び外歯及び内歯サイド・ギア１５２及び１５４を相互接続する複数個のピニオン歯車１５６を含む。外歯サイド・ギア１５２がスプライン接続部１８６を介して前側出力駆動軸１２４に結合される。内歯サイド・ギア１５４がスプライン接続部１８８を介して後側出力駆動軸１２６に結合される。外歯及び内歯サイド・ギア１５２及び１５４の相異なるピッチ直径が、前側及び後側出力駆動軸１２４及び１２６の間のトルクの差を支援し、後側出力駆動軸１２６に対するトルク分配に有利に働く。

遊星歯車装置１４０の高域及び低域の両方の動作で、入力軸１２２からの出力駆動トルクが共通キャリア１６０に向けられる。共通キャリア１６０の本体１６２及び後側端蓋１６６が、それらが一緒になる領域で外側殻体１９０を形成し、遊星歯車装置１４０からの駆動動力を内歯サイド・ギア１５４の外側を通って差動歯車装置１５０のピニオン歯車１５６の取り付け部に伝える。駆動トルクは、差動歯車装置１５０の外歯及び内歯サイド・ギア１５２及び１５４を介して、前側及び後側出力軸１２４及び１２６に達する。

後側出力駆動軸１２６の外側支承面１９２が、伝達ケース・ハウジング１３０の後端１３４との軸受１９４を支持する。後側出力駆動軸１２６の外側支承面１９２の他の部分が、前側出力駆動軸１２４の内側支承面１９８との軸受１９６を支持するとともに、入力駆動軸１２２の内側支承面２０２との軸受２００を支持する。前側出力駆動軸１２４の外側支承面２０６が後側端蓋１６６の内側支承面１７８との軸受２０８を支持する。

共通キャリア１６０の後側端蓋１６６は、後側出力駆動軸１２６を仲介して回転できるように支持されているが、前側端蓋１６４は、共通キャリア１６０の前側延長部分１６８を通じてさらに直接的に回転できるように支持されている。この設計は、共通キャリア１６０の後側端蓋１６６と伝達ケース・ハウジング１３０の間の場所から前側プロペラシャフト３４への平行駆動接続部１２８をも支持する。

遊星歯車装置５０及び１４０の遊星歯車５６及び１４６が、一体のトラニオン７６及び１８２上で共通キャリア７０及び１６０内で回転するように支持されているが、遊星歯車５６及び１４６は、ジャーナル・ピンまたは差動歯車装置６０及び１５０のピニオン歯車６６及び１５６と同様な上部ランドを含めた他の種々の方法で支持することができる。差動歯車装置６０及び１５０のピニオン歯車６６及び１５６にも、同様にある範囲の取り付け方の選択がある。

遊星歯車装置５０及び１４０と差動歯車装置６０及び１５０の歯車部品は、歯の接触をよくするために捩れ歯を持つことが好ましい。差動歯車装置６０及び１５０の捩れ歯は、スラスト力をも発生し、回転に対する摩擦抵抗を強くするとともに、前側及び後側出力駆動軸２４、２６または１２４、１２６の間に利用しうるトルク分配の範囲を大きくする。

本発明の利点を得るのに特に適した配置にした車軸間駆動装置の線図である。（実施例１） 本発明に従って構成された一例の車軸間伝達ケースの横断面図である。 伝達ケースの回転部品を支持するキャリアの半体の斜視図である。（実施例２） キャリアの半体の横断面図である。 異なる支持装置を持つ別の車軸間伝達ケースの断面図である。（実施例３）

符号の説明

２２ 入力駆動軸
２４ 前側出力駆動軸
２６ 後側出力駆動軸
４０ 伝達ケース・ハウジング
４６ 横方向延長部
５０ 遊星歯車装置
５２ 太陽歯車
５４ リング歯車
５６ 遊星歯車
６０ 単一ピニオン差動歯車装置
６２ 外歯サイド・ギア
６４ 内歯サイド・ギア
６６ ピニオン歯車
７０ 共通キャリア
８２ 軸受

Claims (51)

1. 前端及び後端、及び該前端及び後端の間にある横方向延長部を含んでいて、前端は入力駆動軸を受け入れるハウジングの端であり、前記後端は後側出力駆動軸が出て行くハウジングの端であり、前記横方向延長部は前側出力駆動軸との駆動接続が行われるハウジング延長部であるような伝達ケース・ハウジングと、該伝達ケース・ハウジング内に支持されていて、前記前側及び後側出力駆動軸の間で不平等に駆動トルクを分配する単一ピニオン差動歯車装置と、前記伝達ケース・ハウジング内に支持されていて、前記入力駆動軸の回転に対する相異なる駆動速度比で前記単一ピニオン差動歯車装置を駆動する遊星歯車装置とを有し、前記単一ピニオン差動歯車装置は内側サイド・ギア、外側サイド・ギア、及びいづれも前記内側及び外側サイド・ギアを相互接続する複数個のピニオン歯車を含んでおり、前記遊星歯車装置は太陽歯車、リング歯車及び前記太陽歯車及びリング歯車を相互接続する複数個の遊星歯車を含んでおり、前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車及び前記遊星歯車装置の遊星歯車は共通キャリア内で回転するように装着されており、該共通キャリアは伝達ケース・ハウジングの一端に対する軸受を支持する延長部分を持っていて、前記キャリアを伝達ケース・ハウジング内に回転自在に支持することを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記延長部分が伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受を支持していることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記キャリアの延長部分は、前記前側出力駆動軸を回転支持する外側支承面、及び前記後側出力駆動軸を回転支持する内側支承面を持っていることを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記キャリアの延長部分の外側支承面は、前記伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受の一部分をも形成していることを特徴とする請求項３に記載の駆動伝達装置。
5. 前記後側出力駆動軸が前記外側サイド・ギアの中心を通過して、前記前側出力駆動軸内で前記キャリアの延長部分によって支持されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達装置。
6. 前記キャリアの延長部分が前記外側サイド・ギアの中心を通過して、前記前側及び後側駆動軸の間を同心に伸びることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
7. 前記キャリアの延長部分は長さが前記前側出力駆動軸を超えて伸びて、前記伝達ケース・ハウジングの後端に対する軸受を支持していることを特徴とする請求項６に記載の駆動伝達装置。
8. 前記外側サイド・ギアが前記前側出力駆動軸に結合され、前記内側サイド・ギアが前記後側出力駆動軸に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
9. 前記外側及び内側サイド・ギアのピッチ半径が、前記ピニオン歯車のピッチ直径に大体等しい分だけ異なることを特徴とする請求項８に記載の駆動伝達装置。
10. 前記ピニオン歯車が、前記共通キャリアに形成された第１組のポケット内での回転を支持する支承面を形成する上部ランドを持っていることを特徴とする請求項９に記載の駆動伝達装置。
11. 前記遊星歯車が、前記共通キャリアに形成された第２組のポケット内での回転を支持する支承面を形成するトラニオンを持っていることを特徴とする請求項１０に記載の駆動伝達装置。
12. 前記キャリアの延長部分が、二つの延長部分のうちの１番目であり、二つの延長部分の２番目が、前記伝達ケース・ハウジングの前端に対する軸受を支持して前記キャリアを前記伝達ケース・ハウジング内で回転自在に支持していることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
13. 前記キャリアの２番目の延長部分が、前記伝達ケース・ハウジングの前端に対する軸受の一部分を形成する外側支承面と、入力駆動軸を回転支持する内側支承面とを含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の駆動伝達装置。
14. 前記横方向延長部が前記ハウジングの後端に隣接していることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
15. 前記横方向延長部が、前記単一ピニオン差動歯車装置と前記ハウジングの後端の間の位置にあることを特徴とする請求項１４に記載の駆動伝達装置。
16. 前記横方向延長部内に、前記前側出力駆動軸との平行駆動接続部があって、前記共通キャリアの延長部分によって回転支持される部材を含んでいることを特徴とする請求項１４に記載の駆動伝達装置。
17. 前記部材がスプロケットであることを特徴とする請求項１６に記載の駆動伝達装置。
18. 前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車及び前記サイド・ギアが捩れ歯を持っていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
19. 遊星歯車装置の太陽歯車、リング歯車及び遊星歯車が捩れ歯を持っていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
20. 車両の前側及び後側の駆動車軸に動力を送り出す車軸間駆動装置において、入力駆動軸を同心の前側及び後側出力駆動軸に接続する伝達ケースを有し、前記入力駆動軸及び同心の前側及び後側出力駆動軸が共通の回転軸線と整合しており、前記入力駆動軸は動力源に接続され、前記前側出力駆動軸は前側車軸に接続され、そして後側出力駆動軸は後側車軸に接続されるようになっており、前記伝達ケースは、前記入力駆動軸を受け入れる前端、前記後側出力駆動軸が出ていく後端及び前記前端及び後端の間にあって、前側出力駆動軸との駆動接続が行われる横方向延長部を含むハウジングを有し、さらに、前記伝達ケース・ハウジング内にあって、前記入力駆動軸からの動力を相異なる速度比で前記前側及び後側駆動軸に送り出す遊星歯車装置と、前記伝達ケース内にあって、前記前側及び後側出力駆動軸の間で不平等に駆動トルクを分割する単一ピニオン差動歯車装置とを有し、前記遊星歯車装置は遊星歯車によって相互接続された太陽歯車及びリング歯車を含み、前記単一ピニオン差動歯車装置は個別のピニオン歯車によって相互接続された内歯及び外歯サイド・ギアを含み、さらに、前記遊星歯車装置の遊星歯車及び前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車の両方をそれらの軸線の周りに回転するように装着する共通キャリアを有し、該共通キャリアは前記伝達ケース・ハウジングによって支持された軸受により、回転できるように装着されていることを特徴とする車軸間駆動装置。
21. 前記後側出力駆動軸が後側車軸に動力を送り出す後側プロペラシャフトと整合し、前記前側出力駆動軸が前側車軸に動力を送り出す前側プロペラシャフトからずれていることを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
22. 前記前側出力駆動軸と前側プロペラシャフトの間の駆動接続部が伝達ケース・ハウジングの後端に隣接していることを特徴とする請求項２１に記載の車軸間駆動装置。
23. 前記前側出力駆動軸及び前側プロペラシャフトの間の駆動接続部が、前記共通キャリアによって回転支持された部材を含んでいることを特徴とする請求項２２記載の車軸間駆動装置。
24. 前記部材が前記前側出力軸とともに回転するように結合されたスプロケットであることを特徴とする請求項２３に記載の車軸間駆動装置。
25. 前記内歯サイド・ギアが前記後側出力駆動軸に接続され、前記外歯サイド・ギアが前記前側出力駆動軸に接続されることを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
26. 前記後側出力駆動軸に対し、前記前側出力駆動軸に対するよりも大きな駆動トルクを送り出すことを特徴とする請求項２５に記載の車軸間駆動装置
27. 前記後側出力駆動軸が前記前側出力駆動軸内に装着されていて、外歯サイド・ギアの中心を通ることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の車軸間駆動システム。
28. 共通キャリアを支持する軸受が前側軸受を含み、共通キャリアが伝達ケース・ハウジングの前端に対する前側軸受を支持する外側支承面を持つ前側延長部分を含むことを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
29. 前記前側延長部分が入力駆動軸を回転支持する内側支承面を持っていることを特徴とする請求項２８に記載の車軸間駆動装置。
30. 前記共通キャリアを支持する軸受が後側軸受を含み、共通キャリアが、伝達ケース・ハウジングの後端に対する後側軸受を支持する外側支承面を持つ後側延長部分を含んでいることを特徴とする請求項２８に記載の車軸間駆動装置。
31. 後側延長部分が、前記前側出力駆動軸を回転支持する外側支承面、及び前記後側出力駆動軸を回転支持する内側支承面を持っていることを特徴とする請求項３０に記載の車軸間駆動装置。
32. 前記共通キャリアの後側延長部分及び前記後側出力駆動軸の両方が前記前側出力駆動軸を通り越してその中を伸びていることを特徴とする請求項３１に記載の車軸間駆動装置。
33. 前記内歯サイド・ギアが前記後側出力駆動軸に接続され、前記外歯サイド・ギアが前記前側出力駆動軸に接続され、前記前側出力駆動軸及び前記前側プロペラシャフトの間の駆動接続部が、前記共通キャリアによって回転支持されていて、前記前側出力駆動軸に結合された部材を含んでいることを特徴とする請求項３２に記載の車軸間駆動装置。
34. 前記共通キャリアが、前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車を支持する第１組のポケット及び前記遊星歯車装置の遊星歯車を支持する第２組のポケットを含んでいることを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
35. 前記リング歯車が伝達ケース・ハウジング及び共通キャリアの一方と交代的に係合することを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
36. 前記サイド・ギア及び差動歯車装置のピニオン歯車が捩れ歯を持っていることを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
37. 遊星歯車装置の太陽歯車、リング歯車及び遊星歯車が捩れ歯を持っていることを特徴とする請求項２０に記載の車軸間駆動装置。
38. 縦方向に装着されたエンジンを持つ全輪駆動車両用の車軸間伝達装置において、前端及び後端を持つ伝達ケース・ハウジングと、該伝達ケース・ハウジングの前端に受け入れられる入力駆動軸と、前記伝達ケース・ハウジングの後端を介して入力軸に対する同軸出力接続をする後側出力駆動軸と、前記伝達ケース・ハウジングの前端及び後端の間で入力軸に対する平行にずれた接続をする前側出力駆動軸と、前記伝達ケース・ハウジング内にあって、前記入力駆動軸から前側及び後側出力駆動軸への減速をする低域モードへシフト可能であって、遊星歯車によって相互接続された太陽歯車及びリング歯車を含む遊星歯車装置と、前記伝達ケース内にあって、個別のピニオン歯車によって相互接続された内歯及び外歯サイド・ギアを含み、前記前側及び後側出力駆動軸の間で駆動トルクを不平等に分割する単一ピニオン差動歯車装置と、前記遊星歯車装置の遊星歯車及び前記単一ピニオン差動歯車装置のピニオン歯車の両方をそれらの軸線の周りに回転するように装着する共通キャリアとを有し、前記遊星歯車装置は前記入力駆動軸からの駆動動力を前記共通キャリアへ伝えるものであり、前記共通キャリアは外側殻体を持っていて、前記遊星歯車装置からの駆動動力を前記内歯サイド・ギアの外側を通って前記差動歯車装置のピニオン歯車の装着部分に伝え、前記外歯及び内歯サイド・ギアは前記差動歯車装置からの駆動動力を前記前側及び後側出力軸へ伝えるものであり、前記共通キャリアは前記伝達ケース・ハウジングに支持された軸受に回転できるように装着されていることを特徴とする車軸間伝達装置。
39. 前記遊星歯車装置は前記伝達ケース・ハウジングの前端に隣接する位置にあり、前記差動歯車装置は前記伝達ケース・ハウジングの後端に隣接する位置にあることを特徴とする請求項３８に記載の車軸間伝達装置。
40. 前記前側駆動軸の平行にずれた接続が前記差動歯車装置と前記伝達ケース・ハウジングの後端の間で行われることを特徴とする請求項３９に記載の車軸間伝達装置。
41. 前記リング歯車が前記共通キャリアとの接続から、低域モードで動作するために、前記伝達ケース・ハウジングとの接続へシフト可能であることを特徴とする請求項３８に記載の車軸間伝達装置。
42. 前記太陽歯車が前記入力駆動軸に接続され、前記内歯サイド・ギアが前記後側出力駆動軸に接続され、前記外歯サイド・ギアが前記前側出力駆動軸に接続されることを特徴とする請求項４１に記載の車軸間伝達装置。
43. 前記共通キャリアが前記伝達ケース・ハウジングの一端との軸受を支持する延長部分を含んでいて、前記共通キャリアを伝達ケース・ハウジング内に回転自在に支持することを特徴とする請求項３８に記載の車軸間伝達装置。
44. 前記延長部分が前記伝達ケース・ハウジングの前端との軸受を支持することを特徴とする請求項４３に記載の車軸間伝達装置。
45. 前記延長部分が、前記伝達ケース・ハウジングの前端との軸受の一部分を形成する外側支承面、及び前記入力駆動軸を回転支持する内側支承面を含んでいることを特徴とする請求項４４に記載の車軸間伝達装置。
46. 前記共通キャリアの延長部分が二つの延長部分のうちの１番目であり、二つの延長部分のうちの２番目が、伝達ケース・ハウジングの後端部の軸受を支持し、前記キャリアを前記伝達ケース・ハウジング内に回転自在に支持することを特徴とする請求項４４に記載の車軸間伝達装置。
47. 前記共通キャリアの２番目の延長部分が、前記前側出力駆動軸を回転支持する外側支承面、及び前記後側出力駆動軸を回転支持する内側支承面を含んでいることを特徴とする請求項４６に記載の車軸間伝達装置。
48. 前記共通キャリアの２番目の延長部分の外側支承面が、前記前側出力駆動軸の平行にずれた接続部をも支持していることを特徴とする請求項４７に記載の車軸間伝達装置。
49. 前記共通キャリアが前記前側出力駆動軸の平行にずれた接続部を支持する延長部分を含んでいることを特徴とする請求項３８に記載の車軸間伝達装置。
50. 前記共通キャリアが前記前側出力駆動軸の平行にずれた接続部を支持する外側支承面を含んでいることを特徴とする請求項４９に記載の車軸間伝達装置。
51. 前記後側出力駆動軸が前記前側出力駆動軸の平行にずれた接続部を支持していることを特徴とする請求項３８に記載の車軸間伝達装置。

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