(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの出力軸に駆動トルクを分配するためのはぐるま装置を提供する。【解決手段】少なくとも２つの少なくとも３軸の遊星歯車セット２、３を有する少なくとも２つの出力軸７、８に駆動トルクを分配するための歯車装置１であって、１つの遊星歯車セット２、３の各１つの軸４、５が入力軸６と結合されている。１つの遊星歯車セット２、３の各１つの軸が出力軸７、８の各１つとなり、１つの遊星歯車セット２もしくは３のそれぞれ少なくとも１つの他の軸９もしくは１０が他の遊星歯車セット３もしくは２の１つの軸１０もしくは９と作用結合される。１つの軸９または１０の運転状態依存トルクは、この軸と作用結合されたそれぞれ他の軸１０または９の運転状態に依存して作用結合部１１を介して、出力軸７、８の間に回転数差の現れたとき作用結合部１１を介して回転数差を変更するトルクが遊星歯車セット２、３に印加されるように支持可能である。【選択図】図１
2004332935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの少なくとも３軸の遊星歯車セット（２、３）を有する少なくとも２つの出力軸（７、８）に駆動トルクを分配するための歯車装置（１）であって、
各遊星歯車セット（２、３）の１つの軸（４、５）が入力軸（６）と結合されており、
各遊星歯車セット（２、３）の１つの軸が出力軸（７、８）となり、
１つの遊星歯車セット（２、３）の少なくとも１つの他の軸（９、１０）が他の遊星歯車セット（３、２）の１つの軸（１０、９）と作用結合されており、
１つの軸（９、１０）の運転状態依存トルクは、この軸と作用結合されたそれぞれ他の軸（１０、９）の運転状態に依存して、出力軸（７、８）の間に回転数差の現れたとき作用結合部（１１）を介して少なくとも時々、回転数差を変更するトルクが遊星歯車セット（２、３）に印加されるように支持可能であることを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
作用結合部（１１）が、作用結合された両方の軸（９、１０）の間の回転数反転装置を備えて実施されていることを特徴とする、請求項１記載の歯車装置。
【請求項３】
回転数反転装置がかさ歯車（２９）を備えて構成されており、このかさ歯車が同時に両方の作用結合された軸（９、１０）と結合されていることを特徴とする、請求項２記載の歯車装置。
【請求項４】
回転数反転装置が平歯車段（２４、３２）と中間歯車（３８）とを備えて実施されていることを特徴とする、請求項２または３記載の歯車装置。
【請求項５】
回転数反転装置がリングギヤ（４０）とこのリングギヤ（４０）にかみ合う平歯車（３２）とを備えて構成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項６】
作用結合部（１１）が変速装置を備えて実施されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項７】
作用結合部（１１）が、遊星歯車セット（２、３）の互いに作用結合された２つの軸（９、１０）の少なくとも一方にトルクを印加するための少なくとも１つの装置（２８）を備えて構成されており、これにより、作用結合された軸（９、１０）に各１つのトルクが印加可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項８】
トルク印加装置（２８）が少なくとも１つの駆動組立体を有することを特徴とする、請求項７記載の歯車装置。
【請求項９】
駆動組立体が電気モータまたは油圧モータとして実施されていることを特徴とする、請求項８記載の歯車装置。
【請求項１０】
トルク印加装置（２８）が少なくとも１つのブレーキを有することを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項１１】
トルク印加装置が駆動組立体または２つのブレーキとして実施された２つのトルク源（２８Ａ、２８Ｂ）を備えて構成されており、互いに作用結合された軸（９、１０）の１つに各１つの駆動組立体またはブレーキが付設されており、両方の駆動組立体（２８Ａ、２８Ｂ）またはブレーキが１つの共通する制御装置（４１）によって制御可能であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項１２】
トルク印加装置が少なくとも２つの駆動組立体と少なくとも２つのブレーキとを有し、互いに作用結合された軸の１つに各１つの駆動組立体とブレーキが付設されており、両方の駆動組立体とブレーキが１つの共通する制御装置によって制御可能であることを特徴とする、請求項４〜１０のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項１３】
作用結合部（１１）がクラッチ（４２）を備えて実施されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項記載の歯車装置。
【請求項１４】
遊星歯車セットの作用結合された軸の少なくとも一方が変速装置を介して回転部材と結合されており、遊星歯車セットから回転部材への変速装置は、作用結合された軸の間に回転数差を生じる出力軸の自発的回転数変化が回転部材によって減衰可能であるような高い変速比を備えて実施されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項記載の歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの少なくとも３軸の遊星歯車セットを有する少なくとも２つの出力軸に駆動トルクを分配するための歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実務において知られているように車両では原動機械によって発生された駆動トルクは必要に応じて歯車装置を介して駆動輪に伝えられる。例えば全輪駆動乗用車または全輪駆動トラック等の車両が複数の駆動される車軸を備えて実施されている場合、原動機械の動力はこのような車両のパワートレイン内で個々の駆動車軸に分配されねばならない。
【０００３】
動力分配のためにいわゆる差動歯車装置が利用され、縦デファレンシャルは走行方向に見て原動機械の駆動動力を車両の複数の駆動される車軸に縦分配するのに利用される。いわゆる横デファレンシャルもしくは補償歯車装置は車両の走行方向を基準に駆動動力を１つの車軸の駆動輪へと横分配するのに使用される。
【０００４】
実務において従来使用された型式の差動歯車装置はいわゆるかさ歯車デファレンシャル、遊星歯車方式の平歯車デファレンシャルであり、またはトルセンデファレンシャルでもある。特に平歯車デファレンシャルは非対称にトルクを分配する可能性のゆえに大抵は縦デファレンシャルとして利用される。かさ歯車デファレンシャルはその後、車両における横補償にとって標準となり、トルセンデファレンシャルは縦分配にも横分配用にも利用される。
【０００５】
このような動力分配歯車装置を利用して、パワートレイン中にひずみを発生することなく駆動トルクを任意の条件で複数の駆動車軸に分配する可能性が得られる。さらに、左車輪もしくは右車輪の経路長さの違いに合わせて１つの駆動車軸の駆動輪を互いに独自に駆動し、これにより駆動トルクを対称に、従ってヨーイングモーメントなしに両方の駆動輪に分配可能とすることは、補償歯車装置の利用で達成される。
【０００６】
しかしこれら２つの利点に対峙する欠点として、１つの車軸もしくは２つ以上の駆動車軸の２つの駆動輪が車道に伝達可能な推進力は差動歯車装置の補償（平衡）作用に基づいて両方の駆動輪もしくは駆動車軸の僅かにもしくはごく僅かに伝達可能な駆動トルクにそれぞれ依存している。これは、例えば凍結路面上にある１つの駆動輪が空転するとき、他の駆動輪が滑らない地面上にある場合でもこの駆動輪にはスピンする駆動輪よりも高いトルクが供給されることはないことを意味する。このような走行状況のとき車両は、１つの差動歯車装置の２つの出力軸の間に回転数差を可能とする差動歯車装置の補償作用のゆえに、不利なことに始動できない。
【０００７】
それゆえに実務では、危険な走行状態の存在するとき補償歯車装置の補償運動を好適な措置によって阻止することが行われた。これは例えば手動でまたは機械的手段、磁気手段、空気圧手段または油圧手段で自動的に作動可能なそれ自体公知のデファレンシャルロックによって実現され、このデファレンシャルロックは補償歯車装置のブロックによってあらゆる補償運動を１００％ロックする。
【０００８】
さらに、リミテッドスリップデファレンシャルまたはロック可能なデファレンシャルとも呼ばれる自動ロックデファレンシャルが使用される。このような補償歯車装置は、１つの車軸の１つの車輪または１つの駆動車軸に対して、他の車輪または複数の駆動車軸の場合他の駆動車軸が路面グリップの悪さから空転する場合でも、トルクを伝達することを可能とする。しかし同時にヨーイングモーメントのない前記動力伝達の利点が失われ、１つの駆動車軸の両方の駆動輪の両方の車線の経路長さに対する車輪回転数の自由な適合も不利なことにやはり妨げられる。
【０００９】
さらに、補償歯車装置の補償作用の度合を調整するための外部から制御可能なデファレンシャルブレーキを設けることが実務の方から知られている。このようなデファレンシャルブレーキは大抵は電気制御され油圧操作されるシステムであり、これらのシステムではその都度の走行状態に依存して、通常はロックされていないかまたは僅かにロックされただけのデファレンシャルが広い限界内でロック可能である。差動歯車装置の補償作用を阻止する程度は制御装置を介してその都度の実際の走行状態に適合可能である。
【００１０】
しかし最後に指摘した解決は、開・閉ループ制御支出の高いことを特徴としており、しかも油圧装置のゆえに高い設計支出を必要とする欠点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、危険な走行状況において始動が保証され、単純な設計構造を有し、開・閉ループ制御支出の少ないことを特徴としている、少なくとも２つの出力軸に駆動トルクを必要に応じて分配するための歯車装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によればこの課題は請求項１の特徴による歯車装置で解決される。
【００１３】
少なくとも２つの少なくとも３軸の遊星歯車セットを有する少なくとも２つの出力軸に駆動トルクを分配するための本発明に係る歯車装置によって、簡単な設計手段と僅かな開・閉ループ制御技術的支出とで、滑り易い地面等の危険な走行状況のときにも始動は保証されている。
【００１４】
これは、遊星歯車セットの互いに作用結合された２つの軸の間に回転数差が存在する場合遊星歯車セットの２つの出力軸の間の回転数差を減らすトルクが遊星歯車セットに印加されることによって達成される。
【００１５】
本発明に係る歯車装置が駆動車軸の両方の駆動輪に駆動トルクを横分配するための補償歯車装置として利用される場合、両方の駆動輪はそれぞれ１つの遊星歯車セットの１つの出力軸に結合されている。そのことから、両方の出力軸の間の回転数差に伴って現れる１駆動輪のスリップに対処するため、スリップした出力軸は互いに作用結合された両方の軸の間の作用結合部を介して制動され、歯車装置の第２出力軸を介して他の駆動輪に駆動トルク、少なくとも駆動トルクの一部が印加され、これにより有利なことに車両の始動が可能となる。
【００１６】
本発明のその他の利点および有利な諸構成は特許請求の範囲と図面を参考に原理的に述べる実施例とから明らかとなる。理解を助けるために実施例では構造および機能が同じ部材には同じ符号が付けてある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を参考にするとここには歯車装置１の基本図式が示してあり、この歯車装置は好ましくは車両内で原動機械の駆動トルクを縦分配しまたは原動機械の駆動トルクを横分配するための差動歯車装置として利用可能である。この歯車装置１でもって、縦方向、すなわち車両走行方向に見て車両の２つの駆動車軸に駆動トルクを必要に応じて分配する可能性が簡単に得られる。さらに、歯車装置１を介して車両の１つの駆動車軸の駆動輪への駆動トルクの横分配を行うことができる。
【００１８】
歯車装置１が２つの遊星歯車セット２、３を備えて実施されており、遊星歯車セットはその都度の応用事例に応じてマイナス−、プラス−、かさ歯車−または多段遊星歯車セットとして構成しておくことができる。両方の遊星歯車セット２、３の各１つの軸（第１軸）４、５が入力軸６と結合されている。遊星歯車セットの他の軸（第２軸）７、８は歯車装置１の各１つの出力軸となる。遊星歯車セット２の第３軸９と遊星歯車セット３の第３軸１０は作用結合部１１を介して互いに結合されている。
【００１９】
作用結合部１１は次のように実施されている。すなわち、遊星歯車セット２の第３軸９または遊星歯車セット３の第３軸１０の運転状態依存トルクは、遊星歯車セット３の第３軸１０または遊星歯車セット２の第３軸９の運転状態に依存して、出力軸６、７の間に回転数差の現れるとき作用結合部１１を介して回転数差を減らすトルクが遊星歯車セット２、３に、もしくは遊星歯車セット２、３の第３軸９、１０に印加されるように、支持可能である。
【００２０】
作用結合部１１は、互いに作用結合された両方の軸９、１０の間の回転数反転部の代りにまたはそれと組合せて、または互いに作用結合された両方の軸９、１０の少なくとも一方でトルクを高めまたは低くするためのトルク源の代りにまたはそれと組合せて、実施しておくことができる。
【００２１】
図２は本発明に係る歯車装置１の図１に示す基本図式の第１実施例の歯車図式を示す。入力軸６の駆動トルクは第１かさ歯車１２を介して、両方の遊星歯車セット２、３の互いに結合された２つのリングギヤ１３、１４へと案内される。入力軸６の駆動トルクはそこから、両方のリングギヤ１３、１４とかみ合う遊星歯車１５、１６へと案内され、これらの遊星歯車はそれぞれキャリヤ１７、１８上で回転可能に支承されており、かつリングギヤ１３、１４内でのそれらの転動運動に基づいて両方のキャリヤ１７、１８を駆動する。遊星歯車セット２、３の両方のキャリヤ１７、１８はそれ自体両方の出力軸７、８と結合されており、こうして第１かさ歯車１２と両方のリングギヤ１３、１４と遊星歯車１５、１６とキャリヤ１７、１８とを介して案内された駆動トルクが両方の出力軸７、８に達する。
【００２２】
遊星歯車１５、１６がそれぞれ太陽歯車１９、２０とかみ合い、太陽歯車はそれぞれ平歯２１もしくは２２を備えて実施されている。太陽歯車１９、２０の両方の平歯２１、２２が平歯車２４、２５とかみ合い、平歯車２４は相対回転不能に副軸２３と結合されており、遊星歯車セット３の太陽歯車２０の平歯２２とかみ合う平歯車２５はかさ歯車デファレンシャル２６を介して副軸２３と結合されている。
【００２３】
すなわち、図１に示す作用結合部１１は図２において太陽歯車１９、２０の間の平歯車段と、副軸２３と、かさ歯車デファレンシャル２６と、互いに作用結合された軸９、１０の一方にトルクを印加するための装置２８とを備えて実施されている。この装置すなわちトルク源２８は、かさ歯車デファレンシャル２６のかさ歯車２７を備えており、本実施例の場合電気モータとして実施されている。
【００２４】
トルク源２８を備えて作用結合部１１を構成すると、運転状態に依存して、また電気モータの回転方向に依存して、互いに作用結合された太陽歯車１９、２０にトルクを印加する可能性が得られ、こうして例えば両方の出力軸７、８の間に回転数差のあるとき両方の出力軸７、８の間で歯車装置１の補償作用が低減または増強される。すなわち、遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の太陽歯車もしくは軸１９、２０で適切なトルク上昇もしくはトルク低減はトルク源２８を介して実行可能であり、こうして例えば曲線走行中のオーバステアまたはアンダステアに対して１駆動車軸の両方の駆動輪の間の回転数差を高めることによって効果的かつ簡単に対処される。
【００２５】
さらに、両方の出力軸の間、従って１駆動車軸の２つの駆動輪の間の速度差を適切に調整することによって車両の横風感度を向上させる可能性がある。
【００２６】
別の可能性としてトルク源２８を油圧原動機械として、または他の好適な原動機械として、実施することもできる。さらに、トルク源２８とかさ歯車デファレンシャル２６のかさ歯車２７との間に単数または複数の変速段を設け、適切なトルク上昇もしくはトルク低減を必要に応じて作用結合部１１に、もしくは遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸に印加できるようにする可能性も当然にあり、その際トルク源の制御は付加的変速段の実施にかかわりなく詳しくは図示しない制御装置を介して行われ、この制御装置は歯車装置１の歯車装置制御装置に一体化しまたは個別の制御装置として実施しておくことができる。その際、作用結合部１１の個々の平歯車対と両方の太陽歯車１９、２０との間の変速比はそれぞれ同じ大きさである。
【００２７】
電気モータの非通電状態のとき電気モータは回転する付加的回転質量であるにすぎず、かさ歯車デファレンシャル２６のかさ歯車２７と作用結合されており、一定の走行状況のとき遊星歯車セットの互いに作用結合された軸に対して後述する作用を加える。
【００２８】
図２に示す歯車装置１を１つの駆動車軸の２つの駆動輪に駆動トルクを分配するための車軸デファレンシャルとして利用するとき、車道の条件が不都合な場合、出力軸７と結合された駆動輪が滑り易い地面上で空転し、出力軸８と結合された駆動輪が良好な路面グリップに基づいてほぼ停止する事態が起きることがある。歯車装置１のこの運転状態のとき両方の出力軸７、８の間に大きな回転数差が存在し、そのことから、両方の出力軸７、８の回転数が同じとき停止している両方の太陽歯車１９、２０は異なる回転方向に回転することになる。作用結合部１１の回転質量は、そして電気モータとして構成された非通電状態のトルク源２８も、その質量慣性に基づいて、特に出力軸７と結合された駆動輪の空転開始時にこの回転数差に対抗して働き、入力軸６の駆動トルクの一部が出力軸８へと案内されて始動が可能となるようにする。
【００２９】
両方の出力軸７、８の間で歯車装置１の補償作用を走行状況に依存して積極的に制御して調節したいとの要求がある場合、遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の太陽歯車もしくは軸１９、２０の間の作用結合部１１はトルク源２８を備えて構成するのが特別適している。というのも、歯車装置１の両方の出力軸の間の回転数差に対して電気モータを介して一方で駆動的影響、他方で制動的影響を加えることができるからである。
【００３０】
本発明に係る歯車装置１の図１に示した基本図式の歯車図式の他の実施例が図３に示してある。歯車装置１の図３に示す歯車図式は増速部と遊星歯車セット２、３の両方の太陽歯車１９、２０の間にかさ歯車反転部とを有する車軸デファレンシャルであり、両方の太陽歯車１９、２０の間の作用結合部１１は補償かさ歯車２９とこれに結合されたトルク源２８とを介して実施されている。
【００３１】
トルク源２８はこの場合ブレーキとして、もしくは多板ブレーキとして実施されており、歯車装置１の有利な諸構成において円錐ブレーキ、爪ブレーキ、バンドブレーキ等とすることもできる。実務から公知の車軸デファレンシャルでは車軸デファレンシャルの補償作用を阻止するためにロック作用が予定されているが、このロック作用はブレーキを介して同様な仕方で無段調整される。
【００３２】
閉状態時または滑り運転中は歯車装置１のケース３０内で支持されるブレーキとしてトルク源２８を構成すると、互いに作用結合された両方の軸もしくは太陽歯車１９、２０の間の回転数を反転するためのこの場合補償かさ歯車２９によって実施された装置を介して遊星歯車セット２、３によって入力軸６と出力軸７もしくは出力軸８との間に「減速」もしくは「増速」への付加的変速部を設ける可能性が付加的に得られる。これにより、例えば標準駆動装置、前縦置駆動装置または後縦置駆動装置用に使用されるようなかさ歯車、または例えば前横置駆動装置で利用されるような平歯車変速部の設計構成は、効率を最適化して、小さい取付空間で行うことができる。
【００３３】
付加的に利点としてトルク源は原動機械としての実施でもブレーキとしての実施でもケースに固定して歯車装置１内に配置しておくことができ、従って設計上簡単に実施することができる。これは、歯車装置１内でのトルク源の支持が、力、圧力または電流の回転伝達を必要とする付加的設計措置なしに実行可能である事実から生じる。
【００３４】
図４を参考にするとここには本発明に係る歯車装置１の他の実施例の歯車図式が示してあり、この歯車装置は増速部と遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸もしくは太陽歯車１９、２０の間で回転数を反転するための装置としての平歯車反転部とを有する車軸デファレンシャルとして実施されている。作用結合部１１はここでは電気モータとして実施されたトルク源２８を備えて実施されており、このトルク源は第２副軸３１の延長上でこの副軸と相対回転不能に結合されている。
【００３５】
作用結合部１１はここでは副軸２３と、これと相対回転不能に結合された平歯車２４と、やはり相対回転不能に副軸２３と結合された他の平歯車３２とを備えて実施されており、最後に指摘した平歯車３２は第２副軸３１の平歯車３３とかみ合う。第２副軸３１が他の平歯車３４を有し、この平歯車が第２遊星歯車セット３の太陽歯車２０の平歯２２内に係合し、こうして作用結合部１１が遊星歯車セット２の太陽歯車１９と遊星歯車セット３の太陽歯車２０との間に実現されている。
【００３６】
電気モータとして実施されるトルク源２８は歯車装置１の実施例におけると同様に回転方向に依存して第２副軸３１を介して電動機式または発電機式に作用結合部を介して両方の太陽歯車１９、２０に作用する。トルク源２８の電動機運転のとき歯車装置１の両方の太陽歯車１９、２０の間で差回転数の増大が達成されるのに対して、発電機運転範囲内ではトルク源２８が制動的に働き、両方の出力軸７、８の間で差回転数が減少する。
【００３７】
電気モータが電動機的に運転される場合、両方の出力軸７、８の間の差回転数は曲線内側の駆動輪と曲線外側の駆動輪との曲線半径の違いに基づいて発生する差回転数に比べて適切に拡大可能であり、こうして車両は曲線走行時に傾斜が強まり、これにより著しく向上した車両走行挙動が達成される。
【００３８】
本発明に係る歯車装置１の歯車図式が図５に示してあり、この歯車装置は減速部と遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸の間にかさ歯車反転部とを有する全輪動力分配歯車装置として実施されている。遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸もしくは太陽歯車１９、２０の間の作用結合部１１はブレーキとして構成されるトルク源２８を備えており、このトルク源がかさ歯車デファレンシャル２６のかさ歯車２７と相対回転不能に結合され、かつケース側で支持されている。
【００３９】
出力軸７、８がここでは遊星歯車セット２、３のリングギヤ１３、１４と結合されており、入力軸６の駆動トルクは互いに結合されたキャリヤ１７、１８を介して遊星歯車セット２、３に導入される。
【００４０】
図６は減速部とかさ歯車反転部とを有する全輪動力分配歯車装置として実施された本発明に係る歯車装置１の他の実施形態を示しており、この歯車装置では両方の遊星歯車セット２、３の両方のリングギヤ１３、１４が、遊星歯車セット２、３の作用結合部１１を介して互いに結合された両方の軸９、１０となる。
【００４１】
両方のリングギヤ１３、１４の間に補償かさ歯車２９が回転数反転装置として設けられており、この補償かさ歯車は電気モータとして実施されたトルク源２８と結合されている。
【００４２】
図７に示した歯車装置１の歯車図式では、駆動トルクの導入は入力軸６から出発して両方の遊星歯車セット２、３の互いに結合された太陽歯車１９、２０へと起きる。歯車装置１の出力軸７、８は両方の遊星歯車セット２、３のキャリヤ１７、１８と結合されている。両方のリングギヤ１３、１４の間、もしくは両方の遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸９、１０の間にやはり補償かさ歯車２９が回転数反転装置として設けられており、作用結合部１１の補償かさ歯車２９はケース側で支持可能なブレーキをトルク源２８として備えて実施されている。
【００４３】
図８〜図１０には図３の歯車図式がそれぞれ示してあり、電気モータとして実施されたトルク源２８は出力軸７、８を基準にそれぞれ異なる配置で位置決めされている。
【００４４】
図８に示す歯車装置１の実施例ではトルク源もしくは電気モータ２８が出力軸７、８と軸線平行に配置され、電気モータの駆動軸３４は冠歯３５もしくはかさ歯車を備えて実施されており、後者は補償かさ歯車２９の対応する冠歯３６とかみ合う。さらに、補償かさ歯車２９は両方の遊星歯車セット２、３の作用結合部１１を介して互いに作用結合された両方の軸もしくは太陽歯車１９、２０の間で回転数を反転するための装置となる。
【００４５】
図８に示す電気モータ２８の配置は、図３に示すその配置と比較して、図８の歯車装置１が図３の歯車装置１よりも幅広でかつ僅かな長さで実施されているように歯車装置１の外寸を形成する可能性を提供する。電気モータ２８の駆動軸の冠歯３５と補償かさ歯車２９の冠歯３６とを介して電気モータを補償かさ歯車２９と結合すると付加的に電気モータ２８と互いに作用結合された両方の軸９、１０との間に変速部を設ける可能性が得られ、この変速部は相応に設計すると電気モータ２８の所要駆動出力を低減する。この可能性は図３に示す歯車装置１の実施形態においても当然に存在し、その場合相応する変速部は必要なら電気モータ２８の略示したケースに一体化することができる。
【００４６】
図９を参考にすると、電気モータ２８が出力軸７、８に垂直に配置され、かさ歯３７を介して補償かさ歯車２９に直接作用する。この配置はそれ自体、冠歯３６が補償かさ歯車２９の直径増大を引き起こす図８の実施例に比較して補償かさ歯車２９の直径縮小をもたらす。図３と比較して、図９の実施例では歯車装置が僅かな長さを有し、図８の実施に比較して一層細身に実施されている。
【００４７】
図１０は図８、図９に関して本発明に係る歯車装置１の他の選択的構成であり、電気モータとして実施されるトルク源２８は出力軸７、８に垂直に配置され、かさ歯車もしくは冠歯３５を介して補償かさ歯車２９の歯内に直接係合し、この補償かさ歯車は同時に遊星歯車セット２、３の両方の太陽歯車１９、２０とかみ合う。
【００４８】
図１０に示す歯車装置１の実施形態は図９の実施と比較して長さが僅かであることを特徴としており、また図８の実施形態と比較して幅が小さく、これにより歯車装置の必要取付空間が全体として減少している。
【００４９】
別の可能性として、電気モータもしくはトルク源は両方の出力軸７、８に対して任意の他の角度に配置しておくことも当然可能であり、電気モータと補償かさ歯車との間の歯は例えばトルセン歯を介して形成しておくこともできる。
【００５０】
図１１〜図１６には本発明に係る歯車装置の複数の歯車図式が示してあり、これらの歯車図式は図４に示す歯車図式に実質的に基づいており、有利な諸構成である。これらの構成についての以下の説明では図４の歯車装置１の実施との違いのみが指摘される。
【００５１】
歯車装置１の図１１に示す歯車図式ではトルク源２８が電気モータとして実施されて、両方の平歯車２４、３２の間で副軸２３上に配置されている。回転数を反転するための中間平歯車３８が遊星歯車セット３の平歯車３２と太陽歯車２０との間に設けられている。中間平歯車３８と平歯２２との間の破線は、中間歯車３８が太陽歯車２０の平歯２２と直接かみ合うことを示している。中間歯車３８と平歯２２との間に図示された距離は、図面に表示し易くするために中間歯車が傾けられていることから生じる。
【００５２】
平歯車２４、３２の間で副軸２３上に電気モータを直接配置すると、歯車装置１のケースへの電気モータの簡単な一体化が容易にもたらされ、また電気モータをケースの外側に配置した歯車装置１の諸構成に比較して、取付状態において歯車装置の外寸低減がもたらされ、これによりやはり歯車装置の取付空間需要減少が達成される。
【００５３】
トルク源もしくは電気モータ２８が、その所要駆動出力およびそこから帰結する外寸に基づいて図１１に示すように副軸２３上に直接には位置決め可能でない場合、図１２に示すように延長部を介して電気モータ２８を副軸２３に連結することもできる。
【００５４】
図１３は、図１１の歯車装置１における作用結合部１１の回転数反転装置の他の構成を示す。ここでは、回転数を反転するための平歯車３２は太陽歯車２０と結合されたリングギヤ４０とかみ合い、電気モータはやはり平歯車２４、３２の間で副軸３２上に直接配置されている。
【００５５】
図１４に示す歯車装置１では、遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸９、１０もしくは両方の太陽歯車１９、２０の間の作用結合部１１は図１〜図１３に示した歯車装置１の実施例と比較して単数または複数の歯車対を介して実施されてはいない。作用結合部１１は互いに作用結合される軸９、１０、すなわちこの場合太陽歯車１９、２０にそれぞれ付設された２つの個別トルク源２８Ａ、２８Ｂによって実施されており、トルク源は電気制御装置４１を介して開・閉ループ制御技術的に互いに接続されている。
【００５６】
すなわち、互いに作用結合される両方の軸９、１０の間の作用結合部１１は電気接続部として構成されており、両方の軸は、この場合電気モータとして実施された両方のトルク源２８Ａ、２８Ｂの適宜な開ループ制御および／または閉ループ制御を介して、図１４の歯車装置１が図１〜図１３の歯車装置１の実施と同じ前記仕方で運転できるようにトルクを印加可能である。遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸９、１０の間の回転数反転装置はこの場合両方のトルク源２８Ａ、２８Ｂの適宜な制御を介して実現されている。
【００５７】
遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された両方の軸の間の作用結合部が車両搭載電源の故障時にも提供されているように、図１５に示す歯車装置１の実施形態では、互いに作用結合された両方の軸９、１０の間に、平歯車２４、３２と中間平歯車３８とを有する副軸２３が設けられている。但し副軸２３は２つの部分に分離されており、その分離個所にクラッチ４２を備えて構成されており、このクラッチは非通電状態のとき閉じており、副軸２３の両方の部分を互いに強固に結合する。クラッチ４２のこの運転状態のとき図１５の歯車装置１は開放差動歯車装置であり、作用結合部１１の部材の質量慣性に基づいて、出力軸７、８の間に差回転数のあるとき歯車装置１の補償作用を或る程度減衰する。
【００５８】
両方のトルク源２８Ａ、２８Ｂの他の基本的配置が図１６に示してあり、ここでは電気モータとして実施されたトルク源が太陽歯車１９、２０の周りに同軸で配置されており、太陽歯車は遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された軸９、１０となる。
【００５９】
図１７を参考にするとここには本発明に係る歯車装置１の他の実施例が示してあり、この歯車装置では両方の遊星歯車セット２、３が組合せて１つのいわゆるプラス遊星歯車セットとされている。両方の遊星歯車セット２、３は、内側遊星歯車１５Ａ、１６Ａと外側遊星歯車１５Ｂ、１６Ｂとを有する二重遊星歯車セットをそれぞれ有する。その際、各二重遊星歯車セットの内側遊星歯車１５Ａ、１６Ａは太陽歯車１９、２０と外側遊星歯車１５Ｂ、１６Ｂとに同時にかみ合う。外側遊星歯車１５Ｂ、１６Ｂはそれぞれ内側遊星歯車１５Ａ、１６Ａとリングギヤ１３、１４とにかみ合う。
【００６０】
駆動軸６の駆動トルクは第１かさ歯車１２を介して遊星歯車セット２、３の互いに結合されたキャリヤ１７、１８へと案内され、また内側遊星歯車１５Ａ、１６Ａと外側遊星歯車１５Ｂ、１６Ｂとを介して両方のリングギヤ１３、１４へと案内される。リングギヤ１３、１４がそれぞれ出力軸７、８と結合されており、出力軸はそれぞれ駆動車軸の駆動輪と結合されている。
【００６１】
両方の太陽歯車１９、２０はこの場合遊星歯車セット２、３の互いに作用結合された軸９、１０となり、両方の太陽歯車１９、２０の間の作用結合部１１は副軸２３と、副軸２３と太陽歯車２０との間の平歯車反転部とを介して実施されている。トルク源２８は副軸２３の両方の平歯車２４、３２の外側で副軸２３の延長部に作用する。
【００６２】
本発明に係る歯車装置の図面に示した実施例から離れて、遊星歯車セットの互いに作用結合された両方の軸の間の作用結合部は、歯車装置もしくは遊星歯車セットの両方の出力軸の間の回転数差を積極的に調節できるようにするために、少なくとも１つのブレーキと例えば電気モータまたは油圧モータ等の付加的原動機械とを備えて実施しておくことも当然に予定することができる。
【００６３】
本発明に係る歯車装置の１構成において、電気モータまたはブレーキの代りにまたは電気モータおよび／またはブレーキと組合せても設けられる回転可能な質量もしくは回転可能な部材に作用結合部を結合しておくことを付加的に予定することができる。作用結合部のこの回転可能な部材もしくはこの回転可能な質量はその質量慣性に基づいて、遊星歯車セットの両方の出力軸に突然の回転数変化を生じると遊星歯車セットの両方の出力軸の間に現れる回転数差が減衰されもしくは最小となるようにする。
【００６４】
これはいわゆる加速度感知システムであり、それを利用すると、例えばビスカスカップリングまたはロック可能デファレンシャルにおけるような速度差の算出が、または例えばいわゆるトルセンデファレンシャルにおけるようなトルク差の算定が不要となる。このシステムでは、遊星歯車セットの互いに作用結合された両方の軸に作用結合部を介して加えられるシステム依存制御トルクが遊星歯車セットの両方の出力軸の間の加速度差に依存して自動的に生成される。
【００６５】
作用結合部の回転可能な質量もしくは回転可能な部材の質量を最小にできるようにするために、本発明に係る歯車装置の他の有利な実施において、回転可能な質量もしくは回転可能な部材は「増速」変速部を介して作用結合部に連結されている。というのも、回転可能な部材もしくは回転可能な質量の質量慣性は乗数的に高まり、従って大きな質量を使ったのと同じ作用が達成されるからである。
【００６６】
作用結合部の回転可能な質量との概念でここで理解されるのは、好ましくは作用結合部のあらゆる質量、すなわち例えば副軸または補償かさ歯車、作用結合部の平歯、そして例えば電気モータ、ブレーキ等のトルク源の質量である。付加的に作用結合部の質量は、前述の如く、遊星歯車セットの互いに作用結合された両方の軸に連結された付加的部材として実現しておくこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る歯車装置の基本図式である。
【図２】増速部とかさ歯車反転部とを有する車軸デファレンシャルとして実施された本発明に係る歯車装置の歯車図式であり、この歯車装置はトルク源として電気モータを有する。
【図３】増速部とかさ歯車反転部とを有する車軸デファレンシャルとして実施された本発明に係る歯車装置の歯車図式であり、この歯車装置はトルク源としてブレーキを有する。
【図４】平歯車反転部を備えて実施された本発明に係る歯車装置の他の実施例の歯車図式である。
【図５】減速部とかさ歯車反転部とを有する全輪動力分配歯車装置として実施された本発明に係る歯車装置の歯車図式である。
【図６】減速部とかさ歯車反転部とを有する全輪動力分配歯車装置として実施されかつトルク源として電気モータを有する本発明に係る歯車装置の他の実施例を示す。
【図７】増速部とかさ歯車反転部とトルク源としてのブレーキとを有する本発明に係る全輪動力分配歯車装置を示す。
【図８】図３に示す本発明に係る歯車装置であり、トルク源は出力軸と軸線平行に配置された電気モータとして実施されている。
【図９】図８の歯車装置であり、電気モータが出力軸に垂直に配置されている。
【図１０】図８、図９の歯車図式であり、電気モータの歯が補償かさ歯車の歯内に直接係合している。
【図１１】図４の歯車図式であり、電気モータが出力軸と軸線平行に、かつ作用結合部の副軸上に直接配置されている。
【図１２】図１１の歯車図式であり、電気モータが副軸の延長上に配置されている。
【図１３】図１１、図１２の歯車図式であり、副軸と遊星歯車セットの互いに作用結合された軸との間の回転数反転部は平歯車とリングギヤとを介して実施されている。
【図１４】図１１〜図１３の歯車図式であり、遊星歯車セットの互いに作用結合された両方の軸の間の作用結合部は共通する制御装置を介して制御される２つの電気モータを介して実施されている。
【図１５】図１４に示す歯車装置の１構成であり、互いに作用結合された両方の軸の間にクラッチが設けられている。
【図１６】図１４に示す歯車図式であり、両方の電気モータは電気モータを介して作用結合された両方の軸と同軸に配置されている。
【図１７】本発明に係る歯車装置の他の実施例であり、両方の遊星歯車セットが１つのプラス遊星歯車セットを形成する。
【符号の説明】
【００６８】
１  歯車装置
２  遊星歯車セット
３  遊星歯車セット
４  遊星歯車セット２の第１軸
５  遊星歯車セット３の第１軸
６  入力軸
７  出力軸、遊星歯車セット２の第２軸
８  出力軸、遊星歯車セット３の第２軸
９  遊星歯車セット２の第３軸
１０  遊星歯車セット３の第３軸
１１  作用結合部
１２  第１かさ歯車
１３  遊星歯車セット２のリングギヤ
１４  遊星歯車セット３のリングギヤ
１５  遊星歯車セット２の遊星歯車
１５Ａ、１６Ａ  内側遊星歯車
１５Ｂ、１６Ｂ  外側遊星歯車
１６  遊星歯車セット３の遊星歯車
１７  遊星歯車セット２のキャリヤ
１８  遊星歯車セット３のキャリヤ
１９  遊星歯車セット２の太陽歯車
２０  遊星歯車セット３の太陽歯車
２１  遊星歯車セット２の平歯
２２  遊星歯車セット３の平歯
２３  副軸
２４  副軸２３の平歯車
２５  副軸２３の平歯車
２６  かさ歯車デファレンシャル
２７  かさ歯車デファレンシャル２６のかさ歯車
２８  トルク源
２８Ａ、２８Ｂ  トルク源
２９  補償かさ歯車
３０  ケース
３１  第２副軸
３２  副軸２３の平歯車
３３  第２副軸３１の平歯車
３４  第２副軸３１の平歯車
３５  トルク源の冠歯
３６  補償かさ歯車の冠歯
３７  かさ歯
３８  中間平歯車
４０  遊星歯車セット３の太陽歯車のリングギヤ
４１  電気制御装置
４２  クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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