JPH06109086A - 切り換え可能な差動歯車装置 - Google Patents

切り換え可能な差動歯車装置

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JPH06109086A
JPH06109086A JP5142494A JP14249493A JPH06109086A JP H06109086 A JPH06109086 A JP H06109086A JP 5142494 A JP5142494 A JP 5142494A JP 14249493 A JP14249493 A JP 14249493A JP H06109086 A JPH06109086 A JP H06109086A
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JP
Japan
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shaft
differential
clutch
output shaft
differential gear
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JP5142494A
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English (en)
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Joerg Bensinger
イエルク・ベンジンガー
John Botterill
ヨーン・ボテリル
Karl-Heinz Huelsebusch
カール−ハインツ・ヒールゼブッシュ
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GKN Driveline International GmbH
Original Assignee
GKN Automotive GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 異なる変速比を備えた運転段階が具現され得
る切り換え可能な差動歯車装置を提供する。 【構成】 電動機２９による車両駆動用の差動歯車装置
ケース３１と、駆動可能な差動バスケツト３２と、その
中に取り付けられ突出する出力軸４０と接続され、補正
輪を介して互いに連結される２つの軸動シヤフト輪とを
備え、そのさい第１の出力軸が直接形成されかつ第２の
出力軸が軸動シヤフト４２に対して同軸的に取り付けら
れ、さらに同軸的に配置される２つのクラツチを備え、
第１運転段階には第１クラツチ４３が操作可能であり、
出力軸が軸動シヤフト４２と回転不能に接続される一
方、第２クラツチ４４が開放され、第２の運転段階（１
輪駆動による）には第２クラツチ４４が操作可能であ
り、前述の出力軸が前記差動歯車装置と回転不能に接続
される一方他方のクラツチが開放される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、とくに自動車駆動用
の、切り換え可能な差動歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロツパ特許第０３４７１６５Ａ２号
から、全輪駆動車両の中央差動装置として利用されかつ
そのさい駆動軸への不均一な回転モーメント分配が２つ
の異なる段階において具現し得る切り換え可能な差動歯
車装置が知られている。差動装置はこれまで３つの駆動
軸を有し、そのためにその場合に一方が２つから同軸に
互いに横たわって解放されかつ他方が軸駆動装置と接続
される。そのさい不都合な方法において回転方向転換が
行われる。
【０００３】本差動歯車装置の利用領域は電動機により
駆動され、該電動機により駆動される１本の軸のみを有
する自動車である。このさい電動機はこの自動車のただ
１つの駆動源であり；しかしながら、またハイブリツド
駆動装置を有する車両も取り扱われ、そのさい市街通行
に電動機がかつ長距離走行において内燃機関が投入され
る。該内燃機関はそのさい解放された電動機に際して前
記差動装置をまたは普通の型の他の差動装置を介して車
両の第２の軸を駆動することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電動機の利用し得る回
転数範囲は乗用車の速度範囲に関して、それ自体これが
主として市街通行のために設けられるとき、差動装置と
電動機の固定結合において十分でない。これを改善する
ことができる電動機の切り換え可能な制御装置はコスト
が高くかつ常に技術的に満足するとは限らない。
【０００５】このことから出発して、本発明の課題は異
なる変速比を備えた運転段階が具現され得る切り換え可
能な差動歯車装置を提供することにある。さらに他の課
題はそれに適した連結手段を提供することからなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題の基本的な解決
は、とくに電動機による車両駆動用の切り換え可能な差
動歯車装置において、差動歯車装置ケースと、その中に
回転可能に取り付けられた駆動可能な差動バスケツト
と、その中に取り付けられた、前記差動バスケツトから
突出する出力軸と接続され、補正輪を介して互いに連結
される２つの軸動シヤフト輪とを備え、そのさい第１の
出力軸が軸動シヤフトとして直接形成されかつ第２の出
力軸が前記軸動シヤフトに対して同軸的に取り付けら
れ、さらに最後に述べた軸動シヤフトに対して同軸的に
配置される２つのクラツチを備え、そのさい第１運転段
階の具現のために−２輪駆動による−第１クラツチが操
作可能でありかつしたがつて前記出力軸が前記軸動シヤ
フトと回転不能に接続される一方、前記第２クラツチが
開放されそして第２の運転段階−１輪駆動による−の具
現のために前記第２クラツチが操作可能でありそして前
述の出力軸が前記差動歯車装置と回転不能に接続される
一方他方のクラツチが開放されることを特徴とする切り
換え可能な差動歯車装置からなる。これにより簡単な技
術において１：２の両方の運転段階の変速比を有する変
速ギヤを具現する差動歯車装置が提供される。純粋な市
街通行、操車および上り坂での走行のために供給される
低運転段階に関して、そのさい差動装置作動は自由にな
る。高速道路の走行に関してかつ長距離走行に際して好
適に設けられる第２運転段階は１輪駆動のみ自由にな
り、そのさいしかしながらそれはその走行状態および市
街走行の制限された最高速度に際して特別な欠点を持た
ない。それは駆動が柔軟でない後軸において行われる限
りいずれにしても価値がある。
【０００７】さらに他の課題の解決は、両方のクラツチ
が薄板摩擦クラツチとして形成されることからなる。両
方の摩擦クラツチの適切なかつ好都合な作動はその場合
に軸およびクラツチに対して同軸に横たわる調整円板お
よび圧力円板のペアリングを介して行われることがで
き、それにより調整円板が差動歯車装置ケース内で１８
０°までの角度だけ回転可能に駆動し得る一方、圧力円
板は差動歯車装置ケース内で軸に沿って回転せずに移動
可能である。これにより円板は互いに向かい合った面に
おいてそれぞれ変更される深さおよび対でその中に案内
される軸受球を備えた少なくとも３つの球溝を有する。
調整円板の回転は電動調整駆動装置を介して、対応する
軸受手段を介して薄板クラツチの薄板パツケージに作用
する圧力円板の軸方向移動を導く。
【０００８】両方のクラツチの各々に関して、それぞれ
１つの電動機により駆動される調整円板および圧力円板
を備えた単一ユニツトを設けることができる。これは好
ましくは両方のクラツチにおいて時間的に覆われた滑り
により一方の開放および他方の閉止が行われるように作
動することができ、その結果牽引力中断は生じずかつ電
気駆動モータの高速回転が切り換え時に回避される。
【０００９】他の構成においてクラツチ間に横たわる調
整装置が設けられ、そのさい１つの調整円板がその場合
にそれぞれのクラツチに作用する２つの圧力リングの間
に横たわる。球溝は深さの変更を持たないそれぞれの周
部領域を持たねばならず、その結果クラツチのさらに他
の調整は行われない。１つの調整円板の調整かつそれに
よりクラツチの調整は接触なしのセンサを介して調整円
板の周部において調べることができ、それより中立位置
が両側に外されたクラツチにより調整されることができ
る。駆動モータはこのさいその負荷において切り換え時
に小さくすることができる。
【００１０】切り換え過程は手で導かれるかまたは速度
および負荷依存で自動的に制御され得る。全体の速度範
囲に応じてまた始動は第２の運転段階において可能であ
る。このさい滑りのために個々の駆動輪に来ると、クラ
ツチは、駆動モーメントを減少するように、この運転の
ために部分的に外される。これが行われないと、切り換
えは第１の運転段階で実施することができる。
【００１１】中立の切り換え位置「Ｎ」が、すなわち駆
動モータからの駆動軸の解放によりそれぞれの場合に必
要であるので、上記した技術の調整装置に際しては１つ
の調整円板のみにより両方のクラツチが引き外される位
置が設けられる。また別個に調整する電動機を有するそ
れぞれ別個の調整装置が設けられると、中立位置の具現
と同様に他の制御に際して運転間の切り換えも負荷中断
なしに可能である。
【００１２】調整電動機は好ましくはクラツチが入れら
れたときに作動されるブレーキをそれぞれ設けることが
でき、それによりそれぞれの調整円板がその位置の達成
後電流の通じてない電気可変容量形モータに際して保持
される。
【００１３】以下に、本発明を好適な実施例を示す図面
に基づいて説明する。
【００１４】
【実施例】図１において車両１がその概略平面図で示さ
れる。これは駆動されない制御可能な前輪２，３を有す
る。後輪４，５はカルダン軸６，７を介して本発明によ
る差動装置８と接続される。これに電気駆動モータ９お
よび電気可変容量形モータ１０がそれぞれフランジを介
して固定される。
【００１５】図２において車両１１がその概略図におい
て見ることができる。制御可能な前輪１２，１３がカル
ダン軸２２，２３を介して差動装置２４と接続される。
これは歯車装置２５を介して内燃機関２６によりとくに
長距離走行に際して駆動される。車両はさらに、カルダ
ン軸１６，１７を介して本発明による差動装置１８と接
続され駆動される後輪１４，１５を有する。これはフラ
ンジを介して固定された電動機１９により、とくに市街
走行において駆動される。さらに、外方にフランジを介
して固定された可変容量形モータ２０を見ることができ
る。
【００１６】図３は本発明による差動装置２８、これを
駆動する電動機２９およびフランジを介して固定された
可変容量形モータ３０を示す。差動装置はケース３１を
有し、この中に普通のかつより詳しく説明されない方法
において差動装置バスケツト３２が回転し得るように取
り付けられる。差動装置バスケツト３２において駆動ピ
ニオン３４と噛合する平歯車３３がフランジを介して固
定される。これはその中心線によつてのみ示される中間
軸に固定される。この中間軸には第３の駆動ピニオン５
５と噛合する他の駆動ピニオン５４が固定される。これ
は、その中心線によつてのみ示される駆動電動機２９の
駆動軸３５に固定される。
【００１７】差動装置はベベルギヤ差動装置として実施
される。差動装置バスケツト内には第１出力輪３６およ
び第２出力輪３７を見ることができる。これらは補正輪
３８，３９を介して互いに結合される。出力輪３６は差
動装置バスケツトから出る出力軸４０に固定されかつ同
時にフランジを備えた軸動シヤフトが示される。
【００１８】出力輪３７は中空軸として実施される出力
軸４１に載置する。これにフランジを備えた軸動シヤフ
ト４２が同軸的に取り付けられる。この軸に対して同軸
的に２つの切り換え可能な薄板摩擦クラツチ４３，４４
が配置され、それらの間に同様に調整装置４５が載置す
る。第１クラツチ４３の外方薄板は差動歯車装置３１内
で支持体４６に回転不能に載置する。クラツチ４３の内
方薄板は出力軸４１に回転不能に載置する。クラツチ４
４の外方薄板は出力軸と回転不能に接続されるリングケ
ース４７に回転不能に載置する。第２のクラツチ４４の
内方薄板は中空出力軸４１に回転不能に調整装置４５の
作動装置は可変容量形モータ３０から減速歯車装置４８
を介して回転可能に駆動される調整円板４９、ならびに
それぞれそれに対して隣接して横たわる圧力円板５０，
５１を含んでいる。すべて３つの円板はその中で回転す
る軸４１に対して回転可能に取り付けられる。調整円板
４９は差動歯車装置ケース３１内に駆動装置を介して回
転（捩じれ）可能である。それに対して圧力円板５０，
５１は差動歯車装置ケース３１内で回転せずに軸方向に
移動可能に保持される。圧力円板と調整円板との間には
それぞれ溝内に延びる軸受球５２，５３が設けられる。
【００１９】第１のクラツチ４３が外されかつ第２のク
ラツチ４４が入れられると、出力軸４１および軸動シヤ
フト４２が回転不能に互いに接続される。差動歯車装置
は駆動シヤフト４０，４２の間の回転モーメント分配の
その普通の機能を有する。
【００２０】第１クラツチ４３が入れられかつ第２クラ
ツチ４４が外されると、軸動シヤフト４２は自由にな
り、その結果それはモーメントを伝達しない。出力軸４
１は差動歯車装置ケース３１内に固定され、その結果公
知の規則性により軸動シヤフト４０は差動歯車装置ケー
スに関連して差動歯車装置バスケツトの２倍の回転数に
より駆動される。
【００２１】図４は本発明による差動装置２８、これを
駆動する電動機２９およびフランジで固定された可変容
量形モータ３０を示す。ユニツトは実質上図３のユニツ
トに対応し、そのさいさらに差異についてのみ示され
る。またここでは軸に対して同軸に２つの切り換え可能
な薄板摩擦クラツチ４３，４４が配置され、それらの間
にここでは２つの互いに独立した調整装置５６，５７が
載置する。調整装置５６の作動装置が完全に示されそし
て可変容量形モータ３０および減速歯車装置４８を含ん
でいる。調整装置は回転不能に駆動された調整円板５８
ならびそれに隣接して横たわる圧力円板６０を含んでい
る。他の平面に横たわる調整装置５７の作動装置により
単にピニオンのみを見ることができる。調整装置は回転
不能に駆動される調整円板５９ならびにそれに隣接して
横たわる圧力円板６１を含んでいる。４枚のすべての円
板５８〜６１はそこで回転する軸４１に対して回転可能
に取り付けられる。調整円板５８，５９は差動歯車装置
ケース３１内で駆動装置を介して回転可能である。それ
に対して、圧力円板６０，６１は回転せずに軸方向に移
動可能に差動歯車装置ケース５１内に保持される。圧力
円板と調整円板との間にはそれぞれ溝内に延びる軸受球
６２，６３が設けられる。
【００２２】以下に共通して説明される図５および図６
は図３による調整円板４９および圧力円板５０を示す。
調整円板４９は可変容量形モータによる駆動のために外
方歯５４を有する。圧力円板はケース固定部分に案内噛
合のために案内溝５５を有する。両円板は端部に向かっ
て減少する通路深さを有する調整領域５６ａ，５７ａな
らびにより大きな減少しない通路深さの中立領域５６
ｂ，５７ｂを有するそれぞれ３つの周部に分布された球
通路５６，５７を有する。円板が互いに置かれると、通
路は反対方向の関係にある。その場合に２つの互いに横
たわる通路内には軸受球が収容される。球が調整領域５
７内にあると、圧力円板５０は調整円板４９から球を通
って球通路の端部に向かって離される。クラツチはこの
さい入れられる。対向する運動に際して中立位置５８，
５９の達成までクラツチは外される。さらに他の回転通
路は、中立領域５６ｂ，５７ｂ内に球があるさらに他の
回転通路は、図３による実施の調整円板に際して調整円
板および対応して並置された圧力円板の反対側で調整通
路に利用される。図４においてセンサ６０が外周に認め
られる。
【００２３】次に共通して説明される図７および図８に
おいて、センサ６０は調整円板４９に形成された伝達リ
ング６１と協働し、該伝達リングは円板の中立位置５
８，５９が一致する位置を示す。
【００２４】以下に共通し説明される図９および図１０
は調整円板５８および圧力円板６０を示す。調整円板５
８は可変容量形モータによる駆動のために外方歯６４を
有する。圧力円板６０はケースに固定された部分での案
内噛合のために案内溝６５を有する。両円板は周部全長
にわたつて変化する通路深さを備えた、それぞれ周部に
分布された３つの球通路６６，６７を有する。円板が置
かれると、通路は反対方向の関係にある。その場合に２
つの互いに横たわる通路内には軸受球が収容される。調
整円板５８の回転により圧力円板６０は球により平らな
端部への途中で軸方向に離される。対向する運動に際し
てより深い位置の達成時対向通路端において中立位置が
達成され、すなわちクラツチが外される。第２の回転装
置の対応して形成された調整円板および圧力円板はそれ
に同期してまたはそれに接続して反対方向に調整され
る。第１の場合に切り換えは牽引力中断なしに行われ、
第２の場合にまず中立位置となる、すなわち両方のクラ
ツチの外れを生じる。
【００２５】さらに、述べれば、差動歯車装置はベベル
ギヤ差動歯車装置である。
【００２６】前記差動歯車装置は平歯車差動歯車装置で
あつても良い。
【００２７】前記クラツチの操作装置が、制限された角
度量だけ互いに回転可能に配置される、それぞれ第１の
回転可能なかつ前記差動歯車装置ケース内で軸方向に固
定の調整リングおよび第２の差動歯車装置ケース内で回
転不能なかつ軸方向に移動可能な圧力リングを有し；前
記調整リングおよび圧力リングの互いに対向する前面に
は少なくとも３つのローラ体用の周方向に延びる溝対が
それぞれ逆方向に可変の深さを有して設けられ；そして
前記圧力リングがそれぞれスラスト軸受を介してクラツ
チに作用しかつ前記調整リングが回転装置を介して回転
可能であり、そのさい前記圧力リングが前記ローラ体お
よび溝対を介して前記支持された調整リングに対して支
持可能である。
【００２８】前記操作装置が前記クラツチ間に横たわり
そして共通の調整リングが両圧力リングのために設けら
れる。
【００２９】その場合に両方クラツチの調整リングの前
記回転装置用の電気可変容量形モータが設けられ、その
さい前記装置はそれぞれブレーキ装置を有し、これらの
ブレーキ装置は前記電気可変容量形モータの作動に際し
てのみ解放される。
【００３０】前記共通の調整リングの回転装置用の電気
可変容量形モータが設けられ、そのさい前記装置が前記
電気可変容量形モータの作動に際してのみ解放されるブ
レーキ装置を有する。
【００３１】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、とくに電動機
による車両駆動用の切り換え可能な差動歯車装置におい
て、差動歯車装置ケースと、その中に回転可能に取り付
けられた駆動可能な差動バスケツトと、その中に取り付
けられた、前記差動バスケツトから突出する出力軸と接
続され、補正輪を介して互いに連結される２つの軸動シ
ヤフト輪とを備え、そのさい第１の出力軸が軸動シヤフ
トとして直接形成されかつ第２の出力軸が前記軸動シヤ
フトに対して同軸的に取り付けられ、さらに最後に述べ
た軸動シヤフトに対して同軸的に配置される２つのクラ
ツチを備え、第１運転段階の具現のために第１クラツチ
が操作可能でありかつしたがつて前記出力軸が前記軸動
シヤフトと回転不能に接続される一方、前記第２クラツ
チが開放され、そして第２の運転段階（１輪駆動によ
る）の具現のために前記第２クラツチが操作可能であり
そして前述の出力軸が前記差動歯車装置と回転不能に接
続される一方他方のクラツチが開放される構成としたの
で、異なる変速比を備えた運転段階が具現され得る切り
換え可能な差動歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例において本発明による駆動装置を備
えた車両を略示する原理図である。
【図２】第２実施例において本発明による駆動装置を備
えた車両を略示する原理図である。
【図３】１つの電動機により作動されるクラツチを備え
た軸動シヤフトによる本発明による差動装置を備えた駆
動装置を示す断面図である。
【図４】別個の電動機により作動されたクラツチを備え
た軸動シヤフトによる本発明による差動装置を備えた駆
動装置を示す断面図である。
【図５】図３による調整円板を示す軸方向平面図であ
る。
【図６】図３による圧力円板を示す軸方向平面図であ
る。
【図７】図５による断面Ａ−Ａにおいて調整円板を示す
断面図である。
【図８】図７による断面Ｂ−Ｂにおいて調整円板を示す
断面図である。
【図９】図４による調整円板を示す軸方向平面図であ
る。
【図１０】図４による圧力円板を示す軸方向平面図であ
る。
【符号の説明】
８ 差動装置 ９ 電動機 １０ 可変容量形モータ １１ 車両 １９ 差動装置 ２０ 可変容量形モータ ２４ 差動装置 ２８ 差動装置 ２９ 電動機 ３０ 可変容量形モータ ３１ 差動歯車装置ケース ３２ 差動歯車装置バスケツト ３３ 平歯車 ４０ 出力軸 ４１ 出力軸 ４２ 軸動シヤフト ４３ 薄板摩擦クラツチ ４４ 薄板摩擦クラツチ ４９ 調整円板 ５０ 圧力円板 ５２ 軸受球 ５３ 軸受球 ５８ 調整円板 ６０ 圧力円板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーン・ボテリル ドイツ連邦共和国 サールブッリーケン、 ヴァインベルクヴェク 62 (72)発明者 カール−ハインツ・ヒールゼブッシュ ドイツ連邦共和国 ケルン、フランクフル テル・シュトラーセ 676

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 とくに電動機による車両駆動用の切り換
    え可能な差動歯車装置において、差動歯車装置ケース
    と、その中に回転可能に取り付けられた駆動可能な差動
    バスケツトと、その中に取り付けられた、前記差動バス
    ケツトから突出する出力軸と接続され、補正輪を介して
    互いに連結される２つの軸動シヤフト輪とを備え、その
    さい第１の出力軸が軸動シヤフトとして直接形成されか
    つ第２の出力軸が前記軸動シヤフトに対して同軸的に取
    り付けられ、さらに最後に述べた軸動シヤフトに対して
    同軸的に配置される２つのクラツチを備え、第１運転段
    階の具現のために第１クラツチが操作可能でありかつし
    たがつて前記出力軸が前記軸動シヤフトと回転不能に接
    続される一方、前記第２クラツチが開放され、そして第
    ２の運転段階（１輪駆動による）の具現のために前記第
    ２クラツチが操作可能でありそして前述の出力軸が前記
    差動歯車装置と回転不能に接続される一方他方のクラツ
    チが開放されることを特徴とする切り換え可能な差動歯
    車装置。
JP5142494A 1992-05-26 1993-05-24 切り換え可能な差動歯車装置 Pending JPH06109086A (ja)

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DE4217313A DE4217313A1 (de) 1992-05-26 1992-05-26 Umschaltbares Differentialgetriebe
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