JP5021343B2

JP5021343B2 - ダブルディファレンシャル装置

Info

Publication number: JP5021343B2
Application number: JP2007065338A
Authority: JP
Inventors: エンゲルマンミヒャエル; シュミットマルク; フックスハインツヴィリー
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: CN101041325A; JP2007255708A; KR101361856B1; DE102006013577A1; CN101041325B; US20070238570A1; AT504248B1; AT504248A1; US7658692B2; KR20070095796A; DE102006013577B4

Description

本発明は、複数アクスル駆動式の自動車のパワートレーン内で使用するためのダブルディファレンシャル装置に関する。

複数アクスル駆動式の自動車は、第１のアクスルが常時駆動されており、第２のアクスルが必要に応じて接続（ハング・オン）されるようになっている自動的に接続可能な四輪駆動と、両方のアクスルが常時駆動されているフルタイム四輪駆動とに区分することができる。パワートレーンの構造的な構成は、自動車内のエンジンの配置、すなわち、フロント配置又はリヤ配置並びに縦置き又は横置きであるのかによって強く影響される。この場合に軽量でコンパクトな解決という自動車産業の絶え間ない要求が考慮されるべきである。

組合せ式ディファレンシャル装置が既に公知である。このディファレンシャル装置は、両方の駆動されるアクスルのいずれか一方の両方のサイドシャフトの間の補償運動を可能にし、かつ駆動される両方のアクスルの間の補償運動を可能にする。

ヨーロッパ特許庁特許第０４３８０６号明細書又はヨーロッパ特許庁特許第１２３９１８８号明細書により、組合せ式ディファレンシャル装置が公知である。これらのディファレンシャル装置は、エンジンにより駆動される、トルクをフロントアクスルとリヤアクスルとに分配するための第１のディファレンシャルと、このディファレンシャルに対して直列に配置された、トルクをフロントアクスルの両方のサイドシャフトに分配するための第２のディファレンシャルとを有している。第１のディファレンシャルはプラネタリギア式ディファレンシャルの形で形成されており、このプラネタリギア式ディファレンシャルのウェブは第２のディファレンシャルのケースに堅固に結合されている。

ドイツ連邦共和国特許公開第３３１１１７５号明細書により、類似したディファレンシャル装置が公知である。この明細書では、第１のディファレンシャルがプラネタリギア式ディファレンシャル又はベベルギア式ディファレンシャルの形で形成されている。
ヨーロッパ特許庁特許第０４３８０６号明細書ヨーロッパ特許庁特許第１２３９１８８号明細書

本発明の課題は、複数アクスル駆動式の自動車のパワートレーン内で使用するための組合せ式ディファレンシャル装置において、コンパクトに構成されており、簡単で安価に製造することのできるものを提案することである。

この課題を解決した本発明の手段によれば、特に複数アクスル駆動式の自動車のパワートレーン内で使用するためのダブルディファレンシャル装置が、第１のディファレンシャル伝動装置を有しており、この第１のディファレンシャル伝動装置には、回転軸線Ａを中心として回転式に駆動可能になっているディファレンシャルケースと、このディファレンシャルケース内で回転軸線Ａに対して角度をなして延びる軸線Ｂで回転可能に保持されていて、ディファレンシャルケースと一緒に回転軸線Ａを中心として回転する複数の第１のディファレンシャルギアと、回転軸線Ａに対して同軸的に配置されていて第１のディファレンシャルギアと噛み合う第１の出力ギアと第２の出力ギアとが設けられている。

さらに前記ダブルディファレンシャル装置は第２のディファレンシャル伝動装置を有しており、この第２のディファレンシャル伝動装置には、第１のディファレンシャル伝動装置の第１の出力ギアに堅固に結合されていてこの出力ギアにより回転軸線Ａを中心として回転式に駆動可能になっているキャリアエレメントと、このキャリアエレメント内で回転軸線Ａに対して垂直方向の第２の軸線Ｃで回転可能に保持されていてキャリアエレメントと一緒に回転軸線Ａを中心として回転する複数の第２のディファレンシャルギアと、回転軸線Ａに対して同軸的に配置されていて第２のディファレンシャルギアと噛み合う第１のサイドシャフトギアと第２のサイドシャフトギアとが設けられている。

本発明によるダブルディファレンシャル装置はコンパクトな構成の利点を有している。この利点は、両方のディファレンシャル伝動装置の少なくともいずれか一方、すなわち第１のディファレンシャル伝動装置又は第２のディファレンシャル伝動装置がクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されていることにより生じる。この関連では、クラウンギア式ディファレンシャルとは、ディファレンシャルギアが平歯車歯列を有する円筒状の平歯車の形で形成されおり、これらの平歯車がクラウンギア歯列を有するクラウンギアの形の出力ギアと噛み合うようになっているディファレンシャル伝動装置である。キャリアエレメントがディファレンシャルケース内に配置されており、このディファレンシャルケースに対して回動可能に支承されている場合には、特にコンパクトな構成が生じる。これにより、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ギアセットと第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セットとが一緒にディファレンシャルケース内に収容されている。ディファレンシャルケース内でキャリアエレメントを支承するためには、例えばすべり軸受が設けられていてよい。別の利点は、軸線Ｂと回転軸線Ａとの間の角度の対応した選択により両方の出力ギアの間若しくはフロントアクスルとリヤアクスルとの間のトルクの配分を必要に応じて規定することができることである。

有利な１構成によれば、第１のディファレンシャル伝動装置はクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されており、この場合に出力ギアはクラウンギアの形で形成されており、第１のディファレンシャルギアは円筒状の平歯車の形で形成されている。この場合に出力ギアの歯側面の中央線は、第１のディファレンシャルギアの軸線Ｂに対してそれぞれ平行に延びている。これに対して択一的又は補足的には、第２のディファレンシャル伝動装置もクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されており、この場合にサイドシャフトギアがクラウンギアの形で形成されており、第２のディファレンシャルギアが円筒状の平歯車の形で形成されている。この場合にクラウンギアの歯側面の中央線は回転軸線Ａに対して垂直な平面に位置している。両方のディファレンシャル伝動装置がクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されていることにより、特にコンパクトな構成形式が達成される。なぜならば、クラウンギアは短い軸線方向の構成長さを有しているからである。合理的な同一部材というコンセプトの意味で特に有利な構成が、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ギアと第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とが等しく形成されていることにより生じる。これにより、製造コストを減じることができる。

第１の構成によれば、軸線Ｂと回転軸線Ａとの間の角度は１０°〜９０°までの間であり、これにより、第２の横方向軸に伝達されるよりも大きいトルク比が第１の横方向軸に伝達される。この場合に第１の横方向軸は、例えば自動車のフロントアクスルであり、第２の横方向軸はリヤアクスルであってよい。しかしながら、例えばエンジンがリヤに位置している場合には全く逆の配置も可能である。両方のアクスルの間でトルクを不均等に分配するためには、両方の出力ギアが異なった直径を有しており、この場合には第１の出力ギアの歯列が第２の出力ギアの歯列よりも回転軸線Ａに関連してより小さい曲率半径に位置している。ディファレンシャルケース内に導入されたトルクの６０％がキャリアエレメント、ひいてはフロントアクスルに伝達され、残りの４０％が第１の出力ギア、ひいてはこれに駆動結合されたリヤアクスルに割り当てられる場合には特に有利である。第２の構成によれば、軸線Ｂと回転軸線Ａとの間の角度はちょうど９０°であり、これにより、２つの出力ギアの間、ひいてはフロントアクスルとリヤアクスルとの間の対称的なトルク配分がもたらされる。この実施態様では、両方の出力ギアは等しく形成されている。第３の構成では、軸線Ｂと回転軸線Ａとの間の角度は９０°よりも大きくてよく、これにより、より大きいトルクが第１の出力ギア若しくはリヤアクスルに伝達される。この場合には第１の出力ギアは第２の出力ギアよりも大きい直径を有している。

有利な１構成によれば、第２の出力ギアの歯列は回転軸線Ａに関して半径方向に第１のサイドシャフトギアの歯列の外側に位置している。さらに第２の出力ギアの歯列は回転軸線Ａに関して有利には第１のサイドシャフトギアと部分的に軸線方向にオーバラップしている。このような手段によりダブルディファレンシャル装置の特にコンパクトな構成が生じる。

有利な１改良形によれば、ディファレンシャルケース内ではインサート部材が中央の破断部により回転軸線Ａに対して同軸的に保持されており、このインサート部材は第１のディファレンシャルケースに対して支持されており、かつ第１のサイドシャフトギアに対して軸線方向に支持されている。これにより、インサート部材は第２のディファレンシャル伝動装置を起点とした軸線方向の拡開力を受け止め、ディファレンシャルケース内へ導入することができる。中央の破断部は、第１のサイドシャフトギアに回動不能に結合したいサイドシャフトを貫通させるために働く。有利にはインサート部材は孔を有しており、これらの孔内には第１のディファレンシャルギアを支承するためのピンの内側に位置する端部が差し込まれている。この場合にピンの外側端部はディファレンシャルケースの半径方向の破断部内に収容されている。このようにしてピンは半径方向内側及び外側で支承されており、これにより、第１のディファレンシャルギアはこの位置で確実に保持されている。インサートエレメントはディファレンシャルケースに対して回動防止されており、これにより、ピンの内側端部はディファレンシャルケースに対して周方向にも支持されている。

有利な１構成によれば、ディファレンシャルケースは内筒状の区分を有しており、この区分内には円筒状の外面を有するキャリアエレメントが滑動式に支承されている。この特徴は同様にコンパクトな配置に貢献する。さらにキャリアエレメントと第２の出力ギアとは有利には一体的に形成されており、このことは部材数に有利に作用する。キャリアエレメントは有利にはリング状に形成されており、この場合に第１の端面がディファレンシャルケースのラジアル面に対して支持されており、逆向きの第２の端面に第２の出力ギアが形成されている。キャリアエレメントの第１の端面とディファレンシャルケースのラジアル面との間には、有利には回動可能な支承のためのスラストニードル軸受が設けられている。キャリアエレメントは外周面区分内に半径方向の孔を有しており、これらの孔内には第２のディファレンシャルギアを支承するためのピンが嵌め込まれている。キャリアエレメントとディファレンシャルケースとの間に半径方向に場合によっては小さいリングギャップが提供されていることにより、第２のディファレンシャルギアを支承するためのピンのためには別の軸線方向固定手段は不要である。すなわち、ピンは直接にディファレンシャルケースの内壁でピン軸線に関して軸線方向に支持され得る。

第２のディファレンシャルギアを回転軸線Ａに関して半径方向に支持するためには、第２のディファレンシャル伝動装置のクラウンギアがハブを有しており、これらのハブはクラウンギア歯列のヘッドラインを超えて軸線方向に突出しており、これらのクラウンギア歯列に対して第２のディファレンシャルギアを突き合わせることができる。

従属請求項には本発明の有利な構成が記載されている。

本発明による有利な構成では、両方のディファレンシャル伝動装置の、平歯車の形で形成されたディファレンシャルギアは等しく構成されている。

本発明による別の有利な構成では、それぞれディファレンシャルギアの第１の軸線Ｂと回転軸線Ａとがなす角度が９０°から１７０°までの間である。

本発明による別の有利な構成では、インサート部材がディファレンシャルケースに対して回動不能に保持されている。

本発明による別の有利な構成では、キャリアエレメントはリング状に形成されており、第１の端面によりディファレンシャルケースに対して軸線方向に支持されており、この場合に逆方向の第２の端面には第２の出力ギアが形成されている。

本発明による別の有利な構成では、第２のディファレンシャル伝動装置のサイドシャフトギアがそれぞれ外筒状の突合せ面を備えたハブを有しており、これらの突合せ面では第２のディファレンシャルギアが回転軸線Ａに関して半径方向に支持されている。

本発明による別の有利な構成では、キャリアエレメントは半径方向の孔を有しており、これらの孔内には第２のディファレンシャルギアを支承するためのピンが嵌め込まれている。

本発明による別の有利な構成では、キャリアエレメントはディファレンシャルケースに対してニードル軸受によって軸線方向に支持されている。

次の本発明の実施の形態を図面に基づきさらに詳しく説明する。

図１及び図２について以下に一緒に説明する。複数アクスル駆動式の自動車のための本発明によるダブルディファレンシャル装置２が示されている。このダブルディファレンシャルア装置２は、導入されたトルクを自動車のフロントアクスルとリヤアクスルとに分配するための第１のディファレンシャル伝動装置３と、これに対して同軸的に隣接して位置していて、フロントアクスルに伝達するトルクを２つのサイドシャフトの間で分配するための第２のディファレンシャル伝動装置４とを有している。

第１のディファレンシャル伝動装置３は、回転軸線Ａを中心として回転式に駆動可能なディファレンシャルケース５と、このディファレンシャルケース５内で回転軸線Ａに対して角度をなして延びる複数の軸線Ｂで回転可能に支承されていて、ディファレンシャルケース５と一緒に回転軸線Ａを中心として回転するディファレンシャルギア６と、これらのディファレンシャルギア６と噛み合っている第１の出力ギア７及び第２の出力ギア８とを有している。これらの出力ギア７，８は、ディファレンシャルケース５内に回転軸線Ａに対して同軸的に、回転可能に支承されており、自動車のフロントアクスル若しくはリヤアクスルを駆動するために働く。第１のディファレンシャル伝動装置３はクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されており、ディファレンシャルギア６は平歯車歯列を有する円筒状の平歯車の形で形成されており、出力ギア７，８はクラウンギア歯列を有するクラウンギアの形で形成されている。この場合にクラウンギアと平歯車との間の歯噛合部の接触線は、平歯車の対応した軸線Ｂに対してそれぞれ平行に延びている。

ディファレンシャルケース５は２部材より構成されており、ポット状の第１のケース部分９と、フランジ結合部１０を介してこのケース部分９と結合されたカバー状の第２のケースア部分１２とを有している。フランジ結合部１０は、周に分配された複数の孔１１を有しており、これらの孔１１内には、ねじを嵌め込み、緊締することができるようになっている。第１のケース部分９及び第２のケース部分１２の、ディファレンシャルケース５の軸線方向に逆に向けられた端部には、支承手段（ここには図示していない）を収容するためのスリーブ状のショルダ１３，１４が一体成形されている。これらのショルダ１３，１４は回転軸線Ａに対して同軸的に配置されている。前記支承手段は、伝動装置ハウジング（ここには図示していない）内にディファレンシャルケース５を回転可能に支承するために働く。

第１のケース部分９内には、軸線Ｂに対して同軸的な孔１５が設けられており、これらの孔１５内には、それぞれ１つのピン１６の、半径方向外側に位置する端部が嵌め込まれている。軸線Ｂと回転軸線Ａとの間にはそれぞれ角度αが形成されている。第１のディファレンシャルギア６の第１の軸線Ｂと回転軸線Ａとの間にそれぞれ形成されるこの角度は１０°〜９０°までの間であり、角度αはこの実施態様では４５°〜９０°までの間であり、約７０°である。これにより、リヤアクスルを駆動するために働く第１のクラウンギア７と、フロントアクスルを駆動するために働く第２のクラウンギア８との間には非対称的なトルク配分が生じる。ここでは第１のクラウンギア７のクラウンギア歯列が第２のクラウンギア８のクラウンギア歯列よりも小さい直径を有しており、これにより、より大きいトルクがフロントアクスルに伝達されるようになっている。この場合には、トルク配分は、角度α、ひいてはクラウンギア７，８のクラウンギア歯列の直径の対応した選択により規定することができる。

それぞれのピン１６では、対応した平歯車６が回動可能に支承されている。平歯車６はそれぞれ球状の外面１７を有しており、この外面１７により平歯車６は第１のケース部分９の適合する内面１８に対して半径方向に支持されている。半径方向内側に位置する端部によりピン１６はインサートエレメント２０（特に図２によく見ることができる）の孔１９内に嵌め込まれている。この場合に軸線Ｂはそれぞれディファレンシャルケース５の孔１５及びインサートエレメント２０の孔１９により規定されている。インサートエレメント２０は孔１９を有しており、これらの孔内には第１のディファレンシャルギア６を支承するためのピンの内側に位置する端部が差し込まれており、この場合にピン１６の外側端部はディファレンシャルケース５の半径方向の貫通孔１５内に収容されている。全部で３つのディファレンシャルギア６が設けられており、これらのディファレンシャルギア６はそれぞれ所属のピン１６で回動可能に支承されていることが判る。したがってインサートエレメント２０は３つの孔１５も有しており、これらの孔１５内にはピン１６が嵌め込まれている。

インサートエレメント２０は全体にリング状に形成されており、中央の貫通孔２１を有している。この貫通孔２１をサイドシャフト（ここには図示していない）が通過することができるようになっている。さらにインサートエレメント２０は孔１５の領域内に、周方向に延びる半径方向の切欠き４８を有している。これらの切欠き４８内にはディファレンシャルギア６のためのスペースが設けられている。隣接した２つの切欠き４８の間には周方向に延びる半径方向の突出部４９が形成されており、これらの突出部４９によりインサートエレメント２０はディファレンシャルケース５内に半径方向に保持されている。突出部４９内には軸線方向に延びる孔５０を見ることができる。これらの孔５０内には、ディファレンシャルケース５に対して回動防止するためのそれぞれ１つのピン５１が嵌め込まれている。全部で３つのピン５１が周にわたって設けられており、これらのピン５１はディファレンシャルケース５の対応した孔内に係合する。このようにしてインサートエレメント２０とディファレンシャルケース５とは互いに回動不能に結合されている。さらにインサートエレメント２０が突出部４９に円筒状の外面４１を有しており、これらの外面４１によりディファレンシャルケース５の内側円筒状の面に対して回転軸線Ａでセンタリングされていることが判る。

第２のディファレンシャル伝動装置４はキャリアエレメント２２を有している。この支持エレメント２２は第１のディファレンシャル伝動装置３の第２のクラウンギア８と一体的に形成されており、第２のディファレンシャル伝動装置４のためのディファレンシャルケースとして働く。この場合にキャリアエレメント２２はリング状に形成されており、この場合に第１の端面がディファレンシャルケース５のラジアル面に対して支持されており、この場合に逆向きの第２の端面に第２の出力ギア８が形成されている。キャリアエレメント２２はさらに円筒状の外面２３を有しており、この円筒状の外面２３によりキャリアエレメントはディファレンシャルケース５に設けられた円筒状の内面２４に対して案内されているか、若しくは滑動式に支承されている。

第２のディファレンシャル伝動装置４は、キャリアエレメント２２のほかにこのキャリアエレメント２２と一緒に回転軸線Ａを中心として回転する複数のディファレンシャルギア２５並びに第１のサイドシャフトギア２６と第２のサイドシャフトギア２７とを有している。両方のサイドシャフトギア２６，２７は回転軸線Ａに対して同軸的に互いに向かい合ってキャリアエレメント２２内に配置されており、ディファレンシャルギア２５と噛み合う。第２のディファレンシャル伝動装置４は同様にクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されている。すなわち、ディファレンシャルギア２５は平歯車歯列を有する円筒状の平歯車の形で形成されており、サイドシャフトギア２６，２７はクラウンギア歯列を有するクラウンギアの形で形成されている。両方のクラウンギア２６，２７はそれぞれ内側歯列３０，３１を備えたハブ２８，２９を有しており、これらのハブ２８，２９内にはサイドシャフト（ここには図示しない）を回動不能に嵌め込むことができる。クラウンギア２６，２７のハブ２８，２９は軸線方向にクラウンギア歯列を超えて突出しており、円筒状のショルダを形成している。すなわち、第２のディファレンシャル伝動装置４のサイドシャフトギア２６，２７は、それぞれ外側円筒状の突合せ面３２，３３を備えたハブ２８，２９を有しており、これらの突合せ面３２，３３では、第２のディファレンシャルギア２５が回転軸線Ａに関して半径方向に支持されている。ディファレンシャルギア２５は半径方向外側にそれぞれ球状の外面３４を有している。この球状の外面３４によりディファレンシャルギア２５はキャリアエレメント２２の適合する球状の内面３５に対して回転軸線Ａに関して半径方向に支持されている。ここではちょうど２つのディファレンシャルギア２５が設けられており、これらのディファレンシャルギア２５は共通のピン３６で回動可能に支承されている。このピン３６は支承領域を潤滑するためにらせん状に周に延びる潤滑溝６６を有している。

ディファレンシャルケース５から第１のディファレンシャル伝動装置３のディファレンシャルギアセット及び第２のディファレンシャル伝動装置４のディファレンシャルギアセットへのトルク伝達時には拡開力が生じる。この拡開力は回転軸線Ａに関して軸線方向に逆方向に作用する。第１のディファレンシャル伝動装置３に作用する拡開力は、一方では第１の出力ギア７のラジアル面５９を介して、かつ他方では第２の出力ギア８に堅固に結合されたキャリアエレメント２２のラジアル面６０を介して第２のキャリア部分１２内へ導入される。第２のディファレンシャル伝動装置４に作用する拡開力は、一方の軸線方向に、インサートエレメント２０の半径方向の支持面６２に対して当接している第１のサイドシャフトギア２６のラジアル面６１を介してディファレンシャルケース５内へ導入され、このディファレンシャルケース５に対してインサートエレメント２０は対応したラジアル面により支持されている。第２のディファレンシャル伝動装置４の逆方向に作用する拡開力は、対応する支持面６４に対して支持されている第２のサイドシャフトギア２７のラジアル面６３を介してディファレンシャルケース５内へ導入される。ラジアル面と支持面との間にはそれぞれ摩耗を減じる突合せディスク６５が設けられている。

両方のディファレンシャルギア３，４は、回転軸線Ａに関して軸線方向に互いに近傍に配置されている。この場合に第１のディファレンシャルギア６と第２の出力ギア８との間の噛合部は第１のサイドシャフトギア２６の外部に半径方向に、このサイドシャフトギア２６に対して回転軸線Ａに関して部分的に軸線方向にオーバラップして位置している。これは特にスペースを節約する構成なので、ディファレンシャル装置の重量がわずかですむ。さらに第１のディファレンシャルギア６と第１の出力ギア７との間の噛合部は、サイドシャフトギア２６，２７のクラウンギア歯列の直径にほぼ相当している。したがって全体としてダブルディファレンシャルは回転軸線Ａに関してわずかな半径方向構成サイズを有しており、このことは、横方向に組み込まれたエンジンを有する複数アクスル駆動式の自動車内に挿入するためには好都合である。両方のディファレンシャル伝動装置３，４の、平歯車の形で形成されたディファレンシャルギア６，２５は等しく構成されており、これにより、部材多様性が減じられており、このことは製造コストに有利に作用する。

図２は、第１のディファレンシャル伝動装置３のディファレンシャルギアセット、及び第２のディファレンシャル伝動装置４のディファレンシャルギアセットを示している。この場合に、一体的に接続されたキャリアエレメントを有する第１のディファレンシャル伝動装置３は示されていない。

図３は、図１に示した装置に広範囲に対応している類似したダブルディファレンシャル装置２′を示している。この点では上記説明に関連しており、この場合、等しい構成部分には等しい符号が付されており、変化した構成部分には印「′」つきの符号が付されている。唯一の相違は、両方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数であり、この数はそれぞれ４つである。この場合に第１のディファレンシャル伝動装置３′の４つのディファレンシャルギア６は周にわたって規則的に分配されている。対応してディファレンシャルケース５′内にはピン１６′を収容するための４つの孔１５′が設けられており、これらの孔１５′は回転軸線Ａを中心としてそれぞれ９０°だけずらされて配置されている。さらにインサート部材２０′にも４つの孔１９′が設けられており、これらの孔１９′内にはピン１６′の、内側に位置する端部が嵌め込まれている。４つのディファレンシャルギア６を有するこのダブルディファレンシャル装置は、上に挙げた実施態様のものよりも高いトルクを伝達するために適している。なぜならば、ディファレンシャルケース５′から出力ギア７，８に伝達したいトルクは全部で４つの噛合部を介して伝達されるからである。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２５の数も同様に４つである。したがって横方向に延びる２つのピン３７が設けられており、これらのピン３７はピン３６の中央の貫通孔内に嵌め込まれており、これらのピン３７では付加的な両方のディファレンシャルギアが支承されている。この実施態様でも両方のディファレンシャル伝動装置３′４のディファレンシャルギア６，２５は同様に構成されており、これにより、部材多様性が減じられている。

図４は、図１若しくは図３のダブルディファレンシャル装置を原理図の形で示している。等しい構成部分には等しい符号を付す。図１の構成部分に対して付加的にここではディファレンシャルケース５内へトルクを導入するための入力ギア３８並びにディファレンシャルケース５を支承するための支承手段３９，４０をも見ることができる。これらの支承手段３９，４０は、通例のように転がり軸受の形で形成されている。さらにリヤアクスルのために規定されたトルクを第１の出力ギア７から自動車の長手方向駆動軸４３に伝達するための角度伝達装置(Winkeltrieb) ４２が設けられている。この角度伝達装置４２は第１の出力ギア７に回動不能に結合されたリングギア４４及びこのリングギア４４と噛み合うピニオン４５を有している。このピニオン４５は長手方向駆動軸４３に堅固に結合されている。さらにフロントアクスルのサイドシャフト４６，４７が示されている。これらのサイドシャフトは回転軸線Ａに対して同軸的に位置している。

図５には、入力ギア３８からフロントアクスルのサイドシャフト４６，４７及び長手方向駆動軸４３へのトルク経過が示されている。エンジンから入力ギア３８を介して第１のディファレンシャル伝動装置３内へ導入されたトルクはここで出力ギア７，８の種々異なった歯数に基づき不均等に分配される。これにより、回転軸線Ａに対して補償ギアの角度位置が生じる。この場合に軸線Ｂの角度αが次のように、すなわち、ディファレンシャルケース５内へ導入されるトルクの約４０％が第１の出力ギア７へ、角度伝達装置４２を介してリヤアクスルへ伝達され、トルクの約６０％が第２の出力ギア８及び第２のディファレンシャル伝動装置４を介してフロントアクスルに伝達されるように選択される。この場合に第２のディファレンシャル伝動装置３に伝達されたトルクは両方のサイドシャフトギア２６，２７に均等に分配され、これにより、両方のサイドシャフト４６，４７のそれぞれにダブルディファレンシャル装置内へ導入されるトルクの３０％が割り当てられる。相応してリヤアクスルの両方のサイドシャフトは提供されている総トルクのそれぞれ２０％により駆動される。

図６は、本発明によるダブルディファレンシャル装置の別の実施態様を示している。この実施態様は、構成及び機能形式に関して図１〜図４までによる実施態様に広範囲に対応している。この点では上記説明に関連しており、この場合に等しい構成部分には等しい符号を付し、変化した構成部分には２つの印「′」を有する符号を付す。この実施態様は、第１のディファレンシャル伝動装置３″のディファレンシャルギア６が回転軸線Ａに対して垂直方向の軸線Ｂ″で保持されていることを特徴としている。この構成により、第１の出力ギア７″及び第２の出力ギア８″若しくはリヤアクスル及びフロントアクスルへの均等なトルク配分が生じる。第１のディファレンシャル伝動装置３″は、上記実施態様と同様にクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されている。すなわち、ディファレンシャルギア６は円筒状の平歯車の形で形成されており、出力ギア７″，８″はクラウンギアの形で形成されている。この場合に、クラウンギアのクラウンギア歯列はこの実施態様では回転軸線Ａに対して半径方向平面に位置している。この実施態様においても第１のディファレンシャルギア６及び第２のディファレンシャルギア２５は等しく形成されており、このことは製造に好都合に作用する。

図８は、複数アクスル駆動式の自動車（ここには図示しない）のフロントアクスル５２を示している。このフロントアクスル５２は図４によるダブルディファレンシャル装置を有している。このダブルディファレンシャル装置には角度伝動装置４２と、２つのサイドシャフト４６，４７と、これらのサイドシャフト４６，４７に接続された２つのジョイントシャフト５３，５４と２つのホイール５５，５６とが設けられている。このダブルディファレンシャル装置２は、ピニオン５７を介してエンジン・伝動装置ユニット５８により駆動される。ピニオン５７は入力ギア３８と噛み合っており、この入力ギア３８はディファレンシャルケース５に回動不能に結合されている。既に上に述べたように、ダブルディファレンシャル装置２はトルクをフロントアクスルとリヤアクスルとに分配するための第１のディファレンシャル伝動装置３並びにこの第１のディファレンシャル伝動装置３に対して同軸的に配置されていてフロントアクスル５２に伝達されたトルクを両方のサイドシャフト４６，４７の間で分配するための第２のディファレンシャル伝動装置４を有している。この場合に第１のディファレンシャル伝動装置３はフロントアクスルとリヤ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４は両方のサイドシャフト４６，４７の間の補償作用を有しており、これにより、パワートレーン内の応力が阻止される。

もちろん図６又は図７による本発明によるダブルディファレンシャル装置のいずれかを図示のフロントアクスルにおいて使用することもできる。

本発明によるダブルディファレンシャル装置の第１の実施態様を示す長手方向断面図である。図１のダブルディファレンシャル装置の、インサート部材を有するディファレンシャルギアセットを示す斜視図である。本発明によるダブルディファレンシャル装置の第２の実施態様を示す長手方向断面図である。図１〜図３のダブルディファレンシャル装置の原理を示す図である。図４のダブルディファレンシャル装置のトルク経過を示す図である。本発明によるダブルディファレンシャル装置の第３の実施態様の原理を示す図である。本発明によりダブルディファレンシャル装置の第４の実施態様の原理を示す図である。図４による本発明によるダブルディファレンシャル装置を有する、複数アクスル駆動式の自動車の駆動アクスルを示す図である。

符号の説明

２ダブルディファレンシャル装置、３第１のディファレンシャル伝動装置、４第２のディファレンシャル伝動装置、５ディファレンシャルケース、６ディファレンシャルギア、７第１の出力ギア、８第２の出力ギア、９第１のケース部分、１０フランジ結合部、１１孔、１２第２のケース部分、１３，１４ショルダ、１５孔、１６ピン、１７外面、１８内面、１９孔、２０インサートエレメント、２１貫通孔、２２キャリアエレメント、２３外面、２４内面、２５ディファレンシャルギア、２６，２７サイドシャフトギア、２８，２９ハブ、３０，３１内側歯列、３２，３３突合せ面、３４外面、３５内面、３６，３７ピン、３８入力ギア、３９，４０支承手段、４１外面、４２角度伝動装置、４３長手方向駆動軸、４４リングギア、４５ピニオン、４６，４７サイドシャフト、４８切欠き、４９突出部、５０孔、５１ピン、５２フロントアクスル、５３，５４ジョイントシャフト、５５，５６ホイール、５７ピニオン、５８エンジン・伝動装置ユニット、５９，６０，６１，６３ラジアル面、６２，６４支持面、６５突合せディスク、６６潤滑溝、Ａ回転軸線、Ｂ，Ｃ軸線、 α 角度

Claims

特に複数アクスル駆動式の自動車のパワートレーン内で使用するための、ダブルディファレンシャル装置であって、
該ダブルディファレンシャル装置が、第１のディファレンシャル伝動装置（３）を有しており、該第１のディファレンシャル伝動装置（３）に、回転軸線（Ａ）を中心として回転式に駆動可能なディファレンシャルケース（５）と、該ディファレンシャルケース（５）内に、回転軸線（Ａ）に対して角度をなして延びる第１の軸線（Ｂ）で回動可能に保持されていて、ディファレンシャルケース（５）と一緒に回転軸線（Ａ）を中心として回転する複数の第１のディファレンシャルギア（６）と、回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置されていて、第１のディファレンシャルギア（６）と噛み合う第１の出力ギア（７）及び第２の出力ギア（８）とが設けられており、
前記ダブルディファレンシャル装置が、第２のディファレンシャル伝動装置（４）を有しており、該第２のディファレンシャル伝動装置（４）に、第１のディファレンシャル伝動装置（３）の第２の出力ギア（８）に堅固に結合されていて、該出力ギア（８）により回転軸線（Ａ）を中心として回転式に駆動可能なキャリアエレメント（２２）と、該キャリアエレメント（２２）内で回転軸線（Ａ）に対して垂直方向の第２の軸線（Ｃ）で回転可能に保持されていて、キャリアエレメント（２２）と共に回転軸線（Ａ）を中心として回転する複数の第２のディファレンシャルギア（２５）と、回転軸線（Ａ）に対して同軸的に配置されていて、第２のディファレンシャルギア（２５）と噛み合う第１のサイドシャフトギア（２６）及び第２のサイドシャフトギア（２７）とが設けられており、
両方のディファレンシャル伝動装置（３，４）の少なくともいずれか一方がクラウンギア式ディファレンシャルの形で形成されており、
ディファレンシャルケース（５）内ではインサート部材（２０）が中央の破断部（２１）により回転軸線（Ａ）に対して同軸的に保持されており、このインサート部材（２０）は第１のディファレンシャルケース（５）に対して支持されており、かつ第１のサイドシャフトギア（２６）に対して軸線方向に支持されていることを特徴とする、ダブルディファレンシャル装置。
インサート部材（２０）がディファレンシャルケース（５）に対して回動不能に保持されている、請求項１記載のダブルディファレンシャル装置。
インサート部材（２０）は孔（５０）を有しており、これらの孔内には第１のディファレンシャルギア（６）を支承するためのピン（１６）の内側に位置する端部が差し込まれており、ピン（１６）の外側端部はディファレンシャルケース（５）の破断部（１５）内に収容されている、請求項１又は２記載のダブルディファレンシャル装置。
第２のディファレンシャル伝動装置（４）のサイドシャフトギア（２６，２７）がそれぞれ外筒状の突合せ面（３２，３３）を備えたハブ（２８，２９）を有しており、これらの突合せ面（３２，３３）では第２のディファレンシャルギア（２５）が回転軸線（Ａ）に関して半径方向に支持されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のダブルディファレンシャル装置。