(57)【要約】  単一速度の遊星差動伝動装置は、入力シャフト１２を二つの出力シャフト１６，２３に接続するとともに実質的に等しいトルクに分配するものである。この装置は、出力シャフト１６，２３に相対的な変速を与える差動ギヤとしての機能を持つ一体の環状部／サンギヤ１７，１８を有する、二つの遊星ギヤ列を具えるものである。【選択図】図１
2008501920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２１）と、ハウジング内に回転軸（１０）を有する回転可能な環状の入力部材（１２）と、前記軸上（１０）にあり、回転可能な対向した二つの出力部材であって、そのうちの一方が前記入力部材（１２）により駆動されるよう構成された出力部材（１６，２３）と、前記入力部材（１２）の周囲に設けられた遊星ギヤ列と、を具え、
前記入力部材（１２）は、サンギヤ（１３）を具え、
インナ遊星ギヤ（１４）が前記サンギヤと噛み合った状態で設けられており、
前記入力部材（１２）と関連して、出力部材（１６）とともに高速回転するインナ遊星ギヤキャリア（１５）が設けられており、
インナリングギヤがその内側を前記インナ遊星ギヤ（１４）に噛み合わせ、その外側を前記ハウジング内の軸（２０）上を回転可能なアウタ遊星ギヤ（１９）に噛み合わせた状態で設けられており、
アウタリングギヤが前記アウタ遊星ギヤ（１９）と噛み合うとともに、前記出力部材のうちの他方の部材（２３）に接続された状態で設けられていることを特徴する、遊星差動伝動装置。
【請求項２】
前記サンギヤ（１３）と、インナ遊星ギヤ（１４）と、インナリングギヤ（１７）とは、実質的に同一平面内に配置されたことを特徴とする、請求項１記載の遊星差動伝動装置。
【請求項３】
インナリングギヤ（１７）と、アウタ遊星ギヤ（１９）と、アウタリングギヤ（２２）とは、実質的に同一平面内に配置されたことを特徴とする、請求項１もしくは２に記載の遊星差動伝動装置。
【請求項４】
サンギヤ（１３）と、遊星ギヤ（１４，１９）と、リングギヤ（１７，２２）とは、全て実質的に同一平面内に配置されたことを特徴とする、請求項２もしくは３に記載の遊星差動伝動装置。
【請求項５】
四つのインナ遊星ギヤ（１４）と、四つのアウタ遊星ギヤ（１９）とが設けられていることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の遊星差動伝動装置。
【請求項６】
前記遊星差動伝動装置は、遊星差動伝動装置を固定するため、およびパークロック機能を提供するために、ハウジング（２１）に対して遊星ギヤ列の要素を制止させる係合可能なロック爪（２４）をさらに具えることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の遊星差動伝動装置。
【請求項７】
前記ロック爪（２４）は、アウタリングギヤ（２２）に係合することを特徴とする、請求項６に記載の遊星差動伝動装置。
【請求項８】
サンギヤ（１３）は３３歯を有し、インナ遊星ギヤ（１４）は２６歯を有し、インナリングギヤ（１７）はその内側に８７歯およびその外側に１０３歯を有し、アウタ遊星ギヤ（１９）は１９歯を有し、アウタリングギヤ（２２）は１４１歯を有することを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の遊星差動伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つの駆動車輪を有する車両、とりわけ電気駆動車両に用いるのに特に適した遊星差動伝動装置に関するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
二つの駆動車輪と一つの駆動力源を有する車両は、一つの駆動シャフトをそれぞれの駆動車輪に結合されたハーフシャフトに分割する手段が必要である。また、例えばコーナリング時には、それら駆動車輪間のそれぞれの回転を調整するための差動ギヤも必要である。さらには、特に前輪駆動車両においては、トルクステアを回避するために、それら駆動車輪間で駆動トルクを均等に分配する必要がある。
【０００３】
通常、ベベルギヤのような最終駆動減速ギヤは、従来のベベルギヤ式差動装置に組み込まれており、この装置は特に小型というわけではない。
【０００４】
電動機のトルク特性により、走行速度をモータ速度に正比例させることができるので、電気自動車は、通常は単一速度の減速ギヤのみしか必要としない。コンパクトに収納するためには、ハーフシャフトを、電動機の電機子の軸方向に沿って延在させて駆動車輪に結合する、同軸配置とするのが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従う、単一速度の遊星差動伝動装置は、ハウジングと、ハウジング内に回転軸を有する回転可能な環状の入力部材と、前記軸上にあり、回転可能な対向した二つの出力部材であって、そのうちの一方が前記入力部材により駆動されるように構成された出力部材と、前記入力部材の周囲に設けられた遊星ギヤ列と、を具え、前記入力部材はサンギヤを具え、インナ遊星ギヤが前記サンギヤと噛み合った状態で設けられており、前記入力部材と関連して出力部材とともに高速回転するインナ遊星ギヤキャリアが設けられており、インナリングギヤがその内側を前記インナ遊星ギヤに噛み合わせ、その外側を前記ハウジングの軸上を回転可能なアウタ遊星ギヤに噛み合わせた状態で設けられており、アウタリングギヤが前記アウタ遊星ギヤと噛み合うとともに、前記出力部材のうちの他方の部材に接続された状態で設けられていることを特徴するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この配置は、軸方向距離が短く、遊星ギヤ列の要素が、駆動車輪間に実質的に等しいトルクを分配すると同時に、それぞれの出力部材の相対的な回転を調整する差動ギヤとして機能する単一速度の伝動装置を提供するものである。
【０００７】
さらには、サンギヤと、インナ遊星ギヤと、インナリングギヤとを実質的に同一平面内に配置するのが好ましい。また、インナリングギヤと、アウタ遊星ギヤと、アウタリングギヤとを実質的に同一平面内に配置するのが好ましい。好適な実施例では、サンギヤと、遊星ギヤと、リングギヤとを全て実質的に同一の平面内に配置している。この配置の特に有利な点は、出力部材の内端同士を互いに極めて接近させ得ることで、これにより、ハーフシャフトの長さを最大にすることができるとともに、車両のサスペンションが作動している際の、ハーフシャフトの揺動（アーティキュレーション）を最小とすることができる。
【０００８】
好適な実施例では、四つのインナ遊星ギヤと、四つのアウタ遊星ギヤとを設けている。
【０００９】
本装置は、伝動装置を固定するため、およびパークロック機能を提供するために、ハウジングに対して遊星ギヤ列の要素を制止させる係合可能なロック爪をさらに具えることができる。この爪を、例えばアウタリングギヤに係合させることもできる。
【００１０】
好適な実施例では、サンギヤは３３歯を有し、インナ遊星ギヤは２６歯を有し、インナリングギヤはその内側に８７歯およびその外側に１０３歯を有し、アウタ遊星ギヤは１９歯を有し、アウタリングギヤは１４１歯を有している。この装置は７．２４対１の総減速比を有することになる。
【００１１】
インナリングギヤは、インナ遊星ギヤ列の環状部およびアウタ遊星ギヤ列のサンギヤを具えていることは理解されよう。このインナリングギヤは、差動ギヤとしての作用を奏するために、インナ遊星ギヤ列およびアウタ遊星ギヤ列の互いの要素間で浮動する。
【００１２】
実質的にトルクを等しく分配するために、ギヤ比を注意深く選択する必要があるが、これは、必要とする最終的な駆動減速および、遊星ギヤ要素の一連の寸法制限を考慮した上で、伝動装置を熟知した技術者が計算により求め得るものである。
【００１３】
好適な実施例において、本発明にかかる伝動装置の軸方向距離は、従来の最終駆動／差動ユニットの５０％近くに短縮され、部品数は約３０％が削減されている。小型車両においては、ステアリングおよびサスペンションの部品のためのスペースを最大化することができるので、軸方向距離を短縮することは有益である。
【００１４】
さらに、本発明は、例えば、両出力シャフト間の速度比を固定もしくは制御する、差動固定機能もしくは差動制限機能を取り入れることもできる。これは、出力部材同士が直接隣接しており、かつ同一の回転軸上にあるので、比較的容易に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のさらなる特徴は、本発明の一例として図示した好適な実施例の詳細な説明から理解することができ、ここに、図１は、本発明にかかる伝動装置を示した概略図、図２は、図１の実施例の概略図の実際を示した軸方向の断面図である。
【００１６】
図１に示すように、伝動装置は、中空の電機子（図示せず）を有する電動機１１上に回転の主軸１０を具えている。電機子は、伝動装置の、中空の入力シャフト１２に直接接続されており、その入力シャフトは、図に示すように、全ての主要なギヤ部品が実質的に同一の平面内に配置された二段遊星伝動装置のサンギヤ１３を具えている。
【００１７】
複数の（典型的に四つの）インナ遊星ギヤ１４は、サンギヤと噛み合った状態でその周りを回り、一般の遊星ギヤキャリア１５によって軸支されている。このキャリア１５は、車両の駆動車輪に接続するために、入力シャフト１２およびモータ１１に沿って延在する駆動シャフト１６に結合されている。
【００１８】
遊星ギヤ１４の周りには、直径方向内側にインナ遊星ギヤ１４と噛み合うギヤ歯を持つインナリングギヤ（環状部）１７が設けられている。さらに、このインナリングギヤは、直径方向外側にギヤ歯を有し、このようにして、アウタ遊星ギヤ列のサンギヤ１８は構成されている。
【００１９】
複数の（典型的に四つの）アウタ遊星ギヤ１９は、上記アウタサンギヤ１８と噛み合った状態でその周りを回り、伝動装置ケーシング２１に固定されたスピゴット２０にそれぞれ軸支されている。
【００２０】
アウタリングギヤ（環状部）２２は、アウタ遊星ギヤ１９と噛み合うとともに、車両の第二の駆動車輪と接続するために、もう一方の駆動シャフト２３に接続されている。
【００２１】
使用時には、電動機１１からの駆動トルクは、入力シャフト１２を介してサンギヤ１３に伝動される。インナリングギヤ１７による反動トルクは、インナ遊星ギヤを回転させ、キャリア１５および駆動シャフト１６を作動させる。
【００２２】
アウタサンギヤ１８も（インナリングギヤ１７とともに）回転し、アウタ遊星ギヤ１９を介してアウタリングギヤ２２にトルクを伝達する。これらアウタ遊星ギヤは、伝動装置ケーシング２１によって構成される固定キャリアとしての機能を効果的に果たしており、これにより、アウタリングギヤ２２は回転し、そして駆動シャフト２３を作動させる。
【００２３】
駆動シャフト間における速度バランスは、路面と接触する車輪によって制御されることは理解されよう。インナリングギヤ１７／アウタサンギヤ１８は、差動ギヤであるから、それぞれの駆動シャフトを（例えば車両のコーナリング時に）相対的に回転させる。
【００２４】
電動機からの駆動トルクは、二つの遊星ギヤ列間で分配され、トルクバランスは、選択された回転比によって決定される。車両の駆動車輪が実質的に同一軸上ある場合は、トルクを等しく分配するのが好ましいが、例えば、駆動シャフトが全輪駆動車両の異なる軸に接続されている場合、または自動車以外の特殊な用途に用いる場合は、異なるトルク分配を選択することができる。
【００２５】
図１に、要求に応じてアウタリングギヤ２２を伝動装置ケーシング２１に係合して固定することのできるパークロック爪２４を示す。アウタリングギヤの回転を妨げることで、伝動装置の作動を固定でき、このようにすれば、車両に車輪ブレーキを与えることができることは理解されよう。
【００２６】
本装置は、差動ギヤ１７／１８の外的な制御に対する変更に適している。その差動ギヤ１７／１８を外的に制御することによって、駆動シャフト１６，２３間のトルク分配を調整することができることは理解されよう。差動ギヤ１７／１８を制動するための手段は、ブレーキバンド、クラッチまたは粘性カップリングが適している。
【００２７】
駆動シャフト１６，２３の内端同士を互いに直接接近させて配置することにより、従来の差動ギヤ装置の駆動シャフトの内端間と比べて、車両のサスペンションが作動している際の、伝動装置の駆動シャフトの揺動（アーティキュレーション）を最小にすることができる。この配置は、車両の軌跡が比較的狭い、小型の前輪駆動車両に特に有用である。さらには、駆動軸端同士を接近させて配置することにより、駆動シャフト同士を固定する、または駆動シャフト同士の相対的な回転を制限するカップリングを比較的容易に装備させることができる。このようにして、この装置は、特定の車両には重要となる差動固定機能または差動制限機能を具えることができる。
【００２８】
図１に概略的に示した実施例では、差動ギヤ１７／１８を外的に制御することなく、実質的に等しいトルクに分配するために、各ギヤは以下に示す数の歯を有している。
インナサンギヤ１３  ‐  ３３歯
インナ遊星ギヤ１４  ‐  ２６歯
インナリングギヤ１７  ‐８７歯
アウタサンギヤ１８  ‐  １０３歯
アウタ遊星ギヤ１９  ‐１９歯
アウタリングギヤ２２  ‐１４１歯
【００２９】
従って、これら個々の比による総減速比は、７．２４対１である。
【００３０】
前輪駆動車両用の実際的な伝動装置を図２に示しており、伝動装置ケーシング１１、ベアリング、シャフトシールおよび他の従来の部品をより詳細に説明している。必要に応じて部品には図１に対応した参照符号を付したが、パークロック装置は図示していない。
【００３１】
伝動装置ケーシング２１は、図示したように、電動機のケーシング３０に直接ボルト留めされている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明にかかる伝動装置を示した概略図である。
【図２】図１の実施例の概略図の実際を示した軸方向の断面図である。
【図１】
2008501920.tif 000003
【図２】
2008501920.tif 000004
【国際調査報告】
2008501920.tif 000005
2008501920.tif 000006
2008501920.tif 000007