(57)【要約】  トルク及び回転数の分配を制御可能な差動歯車装置構成体は、ハウジング（１）、差動歯車装置（６）、重畳歯車装置（７）及び付加駆動装置（８）から成り、差動歯車装置（６）が、車両機関により駆動される入力部材（１１）、及び出力軸（３，４）を持つ２つの出力部材（１５，１６）を含み、重畳歯車装置（７）が遊星歯車装置であり、差動歯車装置（６）の２つの出力部材（１５，１６）及び付加駆動装置（８）に結合されている。弱い付加駆動装置で精確な制御を行うため、重畳歯車装置（７）が第１の太陽歯車（２２）、第２の太陽歯車（２７）、第１の内歯車（２０）、第２の内歯車（２５）、共通な遊星キャリヤ（２８）上にある第１の遊星歯車（２１）及び第２の遊星歯車（２６）を含み、第１の遊星歯車（２１）及び第２の遊星歯車（２６）が、それぞれ第１の太陽歯車（２２）又は第２の太陽歯車（２７）及び第１の内歯車（２０）又は第２の内歯車（２５）とかみ合っている。
2008513713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク及び回転数の分配を制御可能な差動歯車装置構成体であって、ハウジング（１）、差動歯車装置（６）、重畳歯車装置（７）及び付加駆動装置（８）から成り、差動歯車装置（６）が、車両機関により駆動される入力部材（１１）、及び出力軸（３，４）を持つ２つの出力部材（１５，１６）を含み、重畳歯車装置（７）が遊星歯車装置であり、差動歯車装置（６）の２つの出力部材（１５，１６）及び付加駆動装置（８）に結合されているものにおいて、重畳歯車装置（７；１０７）が第１の太陽歯車（２２；１２２）、第２の太陽歯車（２７；１２７）、第１の内歯車（２０；１２０）、第２の内歯車（２５；１２５）、共通な遊星キャリヤ（２８；１２８）上にある第１の遊星歯車（２１；１２１）及び第２の遊星歯車（２６；１２６）を含み、第１の遊星歯車（２１；１２１）及び第２の遊星歯車（２６；１２６）が、それぞれ第１の太陽歯車（２２；１２２）又は第２の太陽歯車（２７；１２７）及び第１の内歯車（２０；１２０）又は第２の内歯車（２５；１２５）とかみ合っていることを特徴とする、差動歯車装置構成体。
【請求項２】
重畳歯車装置（１０７）において太陽歯車（１２２）が差動歯車装置構成体のハウジング（１０１）と相対回転しないように結合され、第２の太陽歯車（１２７）が付加駆動装置（１０８）により駆動され、第２の内歯車（１２５）が差動歯車装置（１０６）の入力部材（１１１）と相対回転しないように結合され、第１の内歯車（１２０）が関連する出力軸（１０３）と相対回転しないように結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置構成体（図２）。
【請求項３】
重畳歯車装置（７）において、第１の太陽歯車（２２）が差動歯車装置構成体ハウジング（１）と相対回転しないように結合され、第２の太陽歯車（２７）が付加駆動装置（８）により駆動され、第２の内歯車（２５）が差動歯車装置（６）の出力部材（１６）及び出力軸（４）と相対回転しないように結合され、第１の内歯車（２０）が他方の出力軸（３）と相対回転しないように結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置構成体（図１）。
【請求項４】
第１の太陽歯車（２２；１２２）と第２の太陽歯車（２７；１２７）、第１の遊星歯車（２１；１２１）と第２の遊星歯車（２６；１２６）、第１の内歯車（２０；１２０）と第２の内歯車（２５；１２５）が、それぞれ同じ歯数を持ち、共通な遊星キャリヤ（２８；１２８）が自由に回転可能であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の差動歯車装置構成体。
【請求項５】
重畳歯車装置（７；１０７）において、第２の太陽歯車（２７；１２７）が中空軸（３１；１３１）上に固定的にはまり、この中空軸（３１；１３１）が第１の太陽歯車（２２；１２２）とハウジング（１；１０１）との間の相対回転しない結合部（２３；１２３）を包囲し、かつ付加駆動装置（８；１０８）に伝動結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置構成体。
【請求項６】
付加駆動装置（８）が、減速歯車装置（３４）を持つ制動可能な電動機（３３）であることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置構成体。
【請求項７】
差動歯車装置（６；１０６）が遊星歯車装置であり、電動機から駆動されるその入力部材（１１；１１１）が内歯車であり、その出力部材が遊星キャリヤ（１６；１１６）及び太陽歯車（１５；１１５）であり、これらの出力部材がそれぞれ第１及び第２の出力軸（３，４；１０３，１０４）と相対回転しないように結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動歯車装置構成体。
【請求項８】
遊星キャリヤ（１６；１１６）が第１の遊星歯車（４；１１４）及び第２の遊星歯車（１７；１１７）を持ち、第１の遊星歯車（１４；１１４）が内歯車（１１；１１１）及び第２の遊星歯車（１７；１１７）とかみ合い、第２の遊星歯車（１７；１１７）が太陽歯車（１５；１１５）とかみ合っていることを特徴とする、請求項７に記載の差動歯車装置構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、トルク及び回転数の分配を制御可能な差動歯車装置構成体であって、ハウジング、差動歯車装置、重畳歯車装置及び付加駆動装置から成り、差動歯車装置が、車両機関により駆動される入力部材、及び出力軸を持つ２つの出力部材を含み、重畳歯車装置が遊星歯車装置であり、差動歯車装置の２つの出力部材及び付加駆動装置に結合されているものに関する。
【背景技術】
【０００２】  差動歯車装置は、両方の出力軸の回転数差を補償し、形状寸法からトルクの分配が生じる。上記の定義による差動歯車装置構成体は、更にトルク分配へ適切な影響を及ぼすのを可能にする。これは、両方の出力軸に比較的小さい速度差を強制することによって行われる。例えば車軸差動装置として使用する場合、カーブの外側で一層速く回転する車輪に付加的な駆動力が供給されるか、又は中間差動装置として使用する場合、駆動される両方の車軸の間のトルク分配が調節される。それにより車両の運動への介入が行われる。したがって「トルクベクトリング」ともいう。【０００３】  このような差動歯車装置構成体は、車軸差動装置として車軸の両方の車輪の間に設けられ、また中間差動装置として駆動される２つの車軸の間に設けられる。付加的な駆動力は、動力伝達路の上流の適当な個所で分岐されるか、又は付加駆動装置から与えられる。後者の場合エネルギ経済及び摩耗の理由から、両方の出力軸の回転数が同じ場合、付加駆動装置を停止するのが望ましい。更にこのような介入の車両運動効果に対して、付加駆動装置により発生される駆動力は非常に精確に制御可能でなければならない。【０００４】  このような差動歯車装置構成体は、米国特許第５，３８７，１６１号明細書から公知である。この差動歯車装置構成体では、重畳歯車装置は簡単な遊星歯車装置であり、その遊星キャリヤは出力軸と相対回転しないように結合され、その太陽歯車は付加駆動装置と相対回転しないように結合され、その内歯車は固定軸変速段を介して同様に遊星歯車装置として構成される差動歯車装置の遊星キャリヤ従って他方の出力軸と伝動結合されている。その欠点は、まず付加駆動装置が一方の出力軸のみには作用しないことである。それは、付加駆動装置の精確な制御を困難にする複雑なトルク状態を生じる。直進走行の際、付加駆動装置は停止しているが、差動歯車装置との連結部に極めて高い回転数が生じる。更に付加駆動装置は、有効な介入のためにかなりの機関動力を必要とする。装置は全体で重く、かさばり、構造費がかかる。【０００５】  国際公開第０３／０６６３６３号から、車軸間差動装置として使用される最初にあげた種類の差動歯車装置構成体が公知であり、トルクに作用するため重畳歯車装置を持っている。しかしこれは変速比誤差をもって構成されているので、両方の出力軸の回転数が同じであるにもかかわらず、変速比誤差を除くため、付加駆動装置が動作せねばならない。これは、高い摩耗及びエネルギ需要に加えて、付加駆動装置の高い動力需要を意味する。なぜならば、付加駆動装置は、高い回転数において導入すべきトルクを発生せねばならないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従って本発明の基礎になっている課題は、小さい重畳及び空間及びエネルギの需要で小さい付加駆動装置により精確な制御を可能にする、最初にあげた種類の差動歯車装置構成体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  これは本発明によれば、重畳歯車装置が第１の太陽歯車、第２の太陽歯車、第１の内歯車、第２の内歯車、共通な遊星キャリヤ上にある第１の遊星歯車及び第２の遊星歯車を含み、第１の遊星歯車及び第２の遊星歯車が、それぞれ第１の太陽歯車又は第２の太陽歯車及び第１の内歯車又は第２の内歯車とかみ合っていることによって達せられる。【０００８】  このように構成される重畳歯車装置は、両方の出力軸の同じ回転数においては付加駆動装置を利用しない。従って付加駆動装置は通常作動においては停止しており、エネルギを必要としない。更によくわかる運動状態が生じ、それが精確な制御に役立つ。それにより本発明による差動歯車装置構成体は、車軸作動装置としても車軸間差動装置（中間差動装置）としても使用可能である。このような遊星歯車装置では、付加駆動装置のために大きい変速比が得られ、機能性は走行速度とは無関係であり、それにより簡単かつ非常に精確な制御が行われる。それにより付加駆動装置も僅かな出力しかとらず、それが全体の大きさにも貢献する。車両運動の制御即ち（高い）速度での走行の際の制御が重要なので、制御範囲はあまり広くなくてもよい。【０００９】  結局この装置では、遊星歯車により吸収すべき周方向力は非常に小さいので、両方の遊星段は非常に幅狭く構成可能である。それにより差動歯車装置構成体は普通の差動歯車装置より僅か大きいだけである。更にそれにより、両方の遊星段の歯車の歯数はそれぞれ同じに選ばれ（請求項４）、それが費用を低下して多い数の同じ部品を可能にする。【００１０】  差動歯車装置と重畳歯車装置との結合のために、２つの有利な進路がある。一方の進路は差動歯車装置の入力部材から第２の内歯車へ通じ（請求項２）、他方の進路は差動歯車装置の出力部材から第２の内歯車へ通じている（請求項３）。どちらを選ぶかは車両に特有な設計次第である。【００１１】  付加駆動装置及び同心的な軸の軸受の特に有利な配置は、第２の太陽歯車が中空軸上に固定的にはまり、この中空軸が第１の太陽歯車とハウジングとの間の相対回転しない結合部を包囲し、かつ付加駆動装置に伝動結合されていると（請求項５）可能になる。【００１２】  付加駆動装置は、それが両方の回転方向に制御可能に牽引作動及び制動差動のみを可能にする限り、任意の種類のものでよい。付加駆動装置が、減速歯車装置を持つ電動機であるのがよい（請求項６）。組込み、エネルギ供給及びどこか他の場所に収容される制御装置への結合は、こうして特に簡単である。【００１３】  概略図により本発明が以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  差動歯車装置構成体の全体は、車両に固定したハウジング１内にある。車両用駆動動力は、駆動軸２を介して、図示しない機関−変速機集合体から、動力伝達系統の配置に応じて、また車軸差動装置であるか車軸間差動装置であるかに応じて、直接又は間接に利用可能である。第１の出力軸３及び第２の出力軸４は、ハウジング１の互いに反対の側から導かれている。これらの出力軸は、１つの車軸の両方の車輪へ至る駆動軸であるか、又は２つの駆動される車軸へ至る軸である。ハウジング１の内部に差動歯車装置６、重畳歯車装置７及び制動可能な付加駆動装置８がある。【００１５】  差動歯車装置６は遊星歯車装置である。これは、同時に入力部材及び駆動軸２上にあるピニオン１２により駆動されかつ入力部材を包囲する大歯車１３を持つ差動ハウジングとしての内歯車１１と、遊星キャリヤ１６上に回転可能に支持される第１及び第２の遊星歯車１４，１７と、太陽歯車１５から成っている。太陽歯車１５は第１の出力軸３と相対回転しないように結合され、遊星キャリヤ１６は第２の出力軸４と相対回転しないように結合されている。【００１６】  重畳歯車装置７は二重遊星歯車装置であり、隣接する２つの遊星段を持っている。第１段の第１の内歯車２０は第１の遊星歯車２１とかみ合い、この遊星歯車２１は第１の太陽歯車２２とかみ合っている。第１の内歯車２０は第１の出力軸３と相対回転しないように結合され、従って差動歯車装置６の太陽歯車１５と相対回転しないように結合されている。太陽歯車２２は管２３を介してハウジング１と相対回転しないように結合され、従って常に静止している。第２の内歯車２５は第２の遊星歯車２６とかみ合い、この遊星歯車２６は第２の太陽歯車２６とかみ合っている。両方の段の遊星歯車２１，２６は、第１の出力軸３上に自由に回転可能に支持される遊星キャリヤ２８上に回転可能に支持されている。【００１７】  太陽歯車２７は、付加駆動装置８の入力歯車３０と相対回転しないように結合されている中空軸３１の一部である。付加駆動装置８は、ここではその特性曲線図の４つの象限すべてにおいて制御可能な電動機３３と減速歯車装置３４から成り、この減速歯車装置３４から制御可能なトルクが歯車３２を介して付加駆動装置８の入力歯車３０へ伝達される。【００１８】  上述した装置は次のように動作する。両方の出力軸３，４が同じ速さで回転し、したがって差動歯車装置６がブロックとして回転する車両の直進走行では、重畳歯車装置７の両方の内歯車２０，２５は同じ速さで回転する。この作動状態でトルクが片側で重畳されないと、付加駆動装置８は静止している。それにより両方の太陽歯車２２，２７は静止している。両方の組の遊星歯車２１，２６は、それぞれの内歯車２０，２５と太陽歯車２２，２７との間で自由に転がる。【００１９】  付加駆動装置８が、トルクの供給により第１の出力軸３に作用するか、換言すればトルクの増大により一層大きいトルクが利用可能であると、このトルクが第２の太陽歯車１２７を介して導入される。即ちこの第２の太陽歯車２７が固定した第１の太陽歯車２２に対して回転する。その結果生じる第２の遊星歯車２６の一層速い旋回運動及びそれにより共通な遊星キャリヤ２８の旋回運動が、第１の遊星歯車２１従って第１の出力軸３の一層高い回転数を生じる。【００２０】  第２の出力軸４を加速する場合、付加駆動装置８が逆方向に始動せしめられる。重畳歯車装置７が同じように動作する。それにより第１の出力軸３が減速され、その結果差動歯車装置６の作用により、第２の出力軸４の一層高い回転数が生じる。【００２１】  対応する符号を１００だけ高めた図２の実施例は、第２の内歯車１２５が、遊星キャリャ１６ではなく、差動歯車装置１０６の入力部材１１１と相対回転しないように結合されているという点で、第１の実施例と相違している。更に減速歯車装置３４を持つ電動機３３の代わりに、液圧モータ１３３が組込まれ、かさ歯車構成のピニオン１２及び大歯車１３の代わりに、中間差動装置として使用される場合のように平歯車１１２，１１３が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】  第１実施例を示す。
【図２】  第２実施例を示す。
【図１】
2008513713.tif 000003
【図２】
2008513713.tif 000004
【国際調査報告】
2008513713.tif 000005
2008513713.tif 000006
2008513713.tif 000007
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