(57)【要約】自動車用の動力分割ギアトレーンアセンブリであって、補償要素を介して２本の出力軸に出力する被駆動の差動装置を有し、出力軸における出力トルクが、重ねギアトレーンを介して変化可能であり、この重ねギアトレーンは、遊星ギア装置によって形成され、出力軸及び結合型の駆動モータに間接的に接続されるか直接接続され、この重ねギアトレーンの伝達は、出力軸が同期して回転する際に駆動モータが停止する伝達であり、この動力分割ギアトレーンアセンブリは、少なくとも１つのトルク低減遊星ギア装置(Ｕz,Ｕz2,Ｕ1,Ｕ2)を備え、この遊星ギア装置は差動装置(Ｕ)と相互作用し、重ねギアトレーン(26)に対して前置される。
2010530044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の動力分割ギアトレーンアセンブリであって、補償要素を介して２本の出力軸に出力する被駆動の差動装置を有し、前記出力軸における出力トルクが、重ねギアトレーンを介して変化可能であり、前記重ねギアトレーンは、遊星ギア装置によって形成され、前記出力軸、及び前記重ねギアトレーンに結合された駆動モータに間接的に接続されるか直接接続され、前記重ねギアトレーンの伝達において、前記出力軸が同期して回転する際に前記駆動モータが停止状態である動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記差動装置（Ｕ）と相互作用する少なくとも１つのトルク低減遊星ギア装置（Ｕz，Ｕz2，Ｕ1，Ｕ2）が、前記重ねギアトレーン（２６）に対して前置されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記差動装置（Ｕ）が遊星プラスギア装置として形成され、リングギア（３２）が駆動され、前記出力軸（１４，１６）のそれぞれが、遊星キャリア（３４）及びサンギア（４０）に駆動接続され、少なくとも１つの遊星ギア組（３６，３８）が、少なくとも１つの追加的な同軸中心歯車（４２）を介して、前記重ねギアトレーン（２６）に間接的に接続されるか、直接接続されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記差動装置（Ｕ）を有する前記遊星ギア装置（Ｕz）が、遊星ギア（３６，３８）と係合する唯一の中心歯車（４２）を有する部品削減型結合セットとして形成されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項４】
請求項３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する平歯車としての前記中心歯車（４２）が、前記差動装置（Ｕ）のラジアル外側遊星ギア（３６）と係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項５】
請求項３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
内歯を有するリングギアとしての前記中心歯車（４２’）が、前記差動装置（Ｕ）のラジアル内側遊星ギア（３８）と相互作用することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項６】
請求項３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する前記中心歯車（４２’’）が、前記差動装置（Ｕ）の内側遊星ギア（３８）上に同軸に配置された遊星ギア（３８ａ）と係合し、前記遊星ギア（３８ａ）のピッチ円の半径が、前記内側遊星ギア（３８）のピッチ円の半径と異なることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項７】
請求項３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する前記中心歯車（４２’’’）が、前記差動装置（Ｕ）の遊星キャリア（３４’）上に別個に支持される複数の遊星ギア（６８）と係合し、前記遊星ギアは前記差動装置（Ｕ）のラジアル外側遊星ギア（３６）と係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項８】
請求項の１〜７のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
上流側の前記遊星ギア装置（Ｕz，Ｕz2）に、前記差動装置（Ｕ）と相互作用する２つの中心歯車（４２，４２’’’）を設け、前記中心歯車は前記重ねギアトレーン（２６）に駆動接続され、前記中心歯車（４２，４２’’’）は、ラジアル内側遊星ギアまたはラジアル外側遊星ギア（３６，３８）を、マイナスギア装置（Ｕz）及びプラスギア装置（Ｕz2）として駆動することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する一方の前記中心歯車（４２’’’）が、前記差動装置（Ｕ）の遊星キャリア（３４’’）上に別個に支持される複数の遊星ギア（６８）と係合し、前記遊星ギアは、前記差動装置（Ｕ）の前記ラジアル外側遊星ギア（３６）とも係合し、外歯を有する他方の前記中心歯車（４２）が、前記ラジアル外側遊星ギア（３６）を直接駆動することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
中心歯車（４２’’’’，４２’’’’’）が遊星ギア装置（Ｕz2）と組み合わされ、前記遊星ギア装置は、前記重ねギアトレーン（２６）に接続されたサンギア（７４）、前記差動装置（Ｕ）のサンギア（４０’）のキャリア（７２）上に支持される遊星ギア（７０）、及び前記中心歯車（４２’’’’，４２’’’’’）と共に１つのユニットを形成するリングギアで構成されることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記中心歯車（４２’’’’）が、内歯及び外歯を有するリングギアとして形成され、前記中心歯車が、前記差動装置（Ｕ）の外側遊星ギア（３６）と係合し、統合型遊星ギア装置（Ｕz2）の遊星ギア（７０）とオーバーハング位置で係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記中心歯車（４２’’’’’）が、内歯を有するリングギアとして形成され、前記中心歯車が、前記差動装置（Ｕ）の内側遊星ギア（３８）、及び統合型遊星ギア装置（Ｕz2）の遊星ギア（７０）と係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記遊星ギア装置（Ｕz）が、２つの基本ギア装置（Ｕ1，Ｕ2）の組合せで形成され、前記基本ギア装置のそれぞれが、当該基本ギア装置の３本の軸のうち２本の軸で、前記差動装置（Ｕ）の３本の軸のうち２本の軸に接続されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記２つの基本ギア装置（Ｕ1，Ｕ2）が、部品削減型セットとして形成されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記２つの基本ギア装置（Ｕ1，Ｕ2）が、マイナスギア装置として形成されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記重ねギアトレーン（２６）が、相互接続された２つの遊星ギアトレーン（４４，４６）によって形成され、前記遊星ギアトレーンは、要素（６２）を介して前記駆動モータに駆動接続され、他の要素（６４）を介して筐体に対して固定支持され、前記遊星ギア装置（Ｕz）及び前記差動装置（Ｕ）を介してトルク分配を行うことを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記遊星ギア装置（Ｕz）及び前記重ねギアトレーン（２６）が、前記差動装置（Ｕ）と共に１つのユニットとして形成され、当該ユニットに、前記駆動モータ（４８）が取り付けられていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
電気モータ（４８）を駆動モータとして使用することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
油圧モータを駆動モータ（４８）として使用することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の自動車用動力分割ギアトレーンアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
こうした種類の動力分割ギアトレーンアセンブリ（トランスファーケース）は、特許文献１（独国特許出願公開第１０２００５０２１０２３号明細書）に記載されている。そこでは、車軸差動装置である差動装置が、２本の出力軸（出力シャフト）を介して自動車の２つの駆動輪を駆動している。さらに、２つの駆動接続された遊星ギアトレーンにより形成される重ね（スーパーインポーズ）ギアトレーンに駆動モータを設け、出力軸への出力トルクは、この重ねギアトレーンを用いた差動装置を介して再分配可能である。重ねギアトレーンの伝達比は、出力軸が同期して回転する（自動車が直進走行し、車輪間に速度差が無い）際に、駆動モータの駆動軸が回転しないように設定することが好ましい。この走行状態は自動車で最も多いので、駆動部分の効率及び損耗に関して有利な設計が達成され；さらに、上記駆動モータを、その無回転状態で両方向に精密かつ敏速に動かして、駆動トルクを再分配することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００５０２１０２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、一般的な種類の動力分割ギアトレーンアセンブリを改良して、ギアトレーンアセンブリの高い効率を変化させずに、重ねギアトレーン及び駆動モータの構造的に有利な設計で、さらに精密かつ迅速に応答する駆動トルクの再分配を達成できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、請求項１の特徴部分によって解決される。本発明の他の有利な展開は、他の請求項から得ることができる。
【０００６】
本発明によれば、差動装置と相互作用する少なくとも１つのトルク低減型遊星ギア装置を提案し、この遊星ギア装置のそれぞれは上流側に接続され、上記重ねギアトレーンに対して前置されている。上記出力軸が同期して回転すると、遊星ギア装置はブロックとして回転し、即ち、ギアトレーンアセンブリの効率は大幅には低下しない。遊星ギア装置を用いて、再指向されたトルク量Ｔの大部分を、差動装置を介して直接指向させ、その結果、重ねギアトレーンに対する歪み力を低減することができる。さらに、再分配に必要な制御トルクがより小さいので、重ねギアトレーン、及び油圧モータまたは電気モータとすることのできる駆動モータのサイズを小型化することができる。
【０００７】
原則的に、遊星ギア装置を、提案するように差動装置の３本の軸に接続して、再分配に必要なトルクを低減することができる。あるいはまた、複数の遊星ギア装置を１つの差動装置に接続することができる。車軸差動装置の代わりに、あるいはこれに加えて、縦軸（長軸）差動装置を、４輪駆動車における動力分割ギアトレーンアセンブリとしてそれ相応に設計することができる。差動装置は、妥当であれば、かさ（ベベル）歯車として設計することができる。
【０００８】
しかし、差動装置は、それ自体は既知である方法で、（遊星キャリアの静止時にサンギアとリングギアとが同じ向きに回転する）遊星プラス（正転）ギア装置として設計することが好ましく、この遊星プラスギア装置では、外部歯車を駆動し、出力軸はそれぞれ、遊星キャリア（担体）及びサンギア（太陽歯車）に駆動接続され、差動装置の少なくとも１つの遊星ギア組が、少なくとも１つの追加的な同軸中心歯車を介して重ねギアトレーンに接続されていることが、構造的に特に有利である。この遊星ギア組を加速または減速させることによって、差動装置の出力トルクの再分配を有利に制御することができる。遊星ギアを駆動モータによって加速または減速させると、結果的な出力トルク比は差動装置の伝達比から外れ、これによりトルクベクトル方向付けの機能性を記述することができる。
【０００９】
ここでは、差動装置付きの遊星ギア装置を、遊星ギア組（＝４軸ギアトレーンアセンブリ）と係合する１つの中心歯車のみを有する部品削減型結合器セットとして形成することができる。従って、遊星ギア装置の他の２つの要素は、差動装置の既存の出力要素、即ち遊星キャリア及びサンギアによって形成される。従って、再指向された出力トルクは、差動装置を直接経由する経路をとる。
【００１０】
請求項４〜７は、差動装置付きの遊星ギア装置の中心歯車の、構造的及び伝達的に有利な接続を記載している。
【００１１】
本発明の他の有利な展開では、上流側の２つの遊星ギア装置に、差動装置と相互作用する２つの中心歯車を設けることができ、これらの中心歯車は上記重ねギアトレーンに駆動接続され、これらの中心歯車は、ラジアル内側遊星ギアまたはラジアル外側遊星ギアを、プラスギア装置及び（遊星キャリアの静止時にサンギアとリングギアとが互いに逆向きに回転する）マイナス（反転）ギア装置（＝５軸ギアトレーンアセンブリ）として駆動する。
【００１２】
あるいはまた、上記中心歯車を、差動装置のサンギアと共にこのサンギアのキャリア（担体）上に支持される遊星ギアで形成される遊星ギア装置と組み合わせることができ、このサンギアは重ねギアトレーンに接続され、外部歯車が中心歯車と共に構造体を形成する。従って、さらに高い伝達比では、遊星ギアをマイナスギア装置として差動装置内に統合することが構造的に有利である。
【００１３】
ここでは、上記中心歯車を、内部兼外部リングギアとして形成し、このリングギアが、差動装置の外部歯車と係合し、統合型遊星ギア装置のる遊星ギアとオーバーハング位置で係合すれば、構造及び製造に関して特に有利であり得る。
【００１４】
あるいはまた、上記中心歯車を、差動装置の内部遊星ギア及び統合型遊星ギア装置の遊星ギアと係合する内部リングギアとして形成することができる。
【００１５】
さらに、上記遊星ギア装置を２つの基本ギア装置の組み合わせで形成することができ、その３軸のうち２軸は、差動装置の３軸のうち２軸に接続されている。ここでは、これら２つの基本ギア装置は、１つのマイナスギア装置と１つのプラスギア装置を有する部品削減型セットとして、あるいはマイナスギア装置として設計することができる。このようにして、特に高い伝達比（＝上記重ねギアトレーン及び駆動モータにおける特に低いトルク量）を提供することができる。
【００１６】
本発明の他の好適例では、上記重ねギアトレーンを、相互接続された２つの遊星ギア装置で形成することができ、これらの遊星ギア装置は、１つの要素を介して上記駆動モータに駆動接続され、他の要素を介して筐体（ハウジング）に対して固定支持され、これらの遊星ギア装置及び差動装置によってトルク分配を実行する。
【００１７】
特に、構造及び製造に関して特に有利な方法で、上記遊星ギア装置及び重ねギアトレーンを、差動装置を有する１つの構造体として形成することができ、この構造体に上記駆動モータが取り付けられる。このようにして、副歯車（サブギア）の駆動接続を特に容易に実現することができる。
【００１８】
いくつかの実施例及びその利点を、以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】自動車用動力分割ギアトレーンアセンブリを、ウルフシンボリズム（体系図）により示す図であり、この動力分割ギアトレーンアセンブリは、駆動モータの上流側に接続した遊星ギア装置を有するその重ねギアトレーンの可能な構成を有する。
【図２】自動車用動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図であり、この動力分割ギアトレーンアセンブリは、プラスギアとして設計された車軸差動装置、部品削減型結合セットとして形成された外歯付きの中心歯車を有する遊星ギア装置、及び電気モータ付きの重ねギアトレーンを有する。
【図３】中心歯車として機能する内歯付きの環状歯車を有する、図２による動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図である。
【図４】図２及び図３による動力分割ギアトレーンアセンブリ及び重ねギアトレーンを、ウルフシンボリズムで示す図である。
【図５】中心歯車が、差動装置の遊星ギア装置と共に一体形成された追加的遊星ギアと係合する、図２による動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図である。
【図６】外歯付きの中心歯車が、差動装置の遊星キャリアにおいて別個に支持される遊星ギアと係合する、図２による動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図である。
【図７】図５及び図６の動力分割ギアトレーンアセンブリを、ウルフシンボリズムで示す図である。
【図８】動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図であり、この動力分割ギアトレーンアセンブリは、差動装置、及び重ねギアトレーンに駆動接続された２つの中心歯車を有する遊星ギア装置を有する。
【図９】図８による動力分割ギアトレーンアセンブリをウルフシンボリズムで示す図である。
【図１０】差動装置及び遊星ギア装置を有する動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図であり、このギアトレーンアセンブリは、マイナスギアとして形成された追加的な遊星ギア装置が、リングギアとして形成された中心歯車内に統合され、下流側の重ねギアトレーンを有する。
【図１１】図１０による動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図であり、中心歯車が内歯付きのリングギアとして形成され、この中心歯車は、差動装置の内側遊星ギア、及び統合型遊星ギア装置の遊星ギアと係合する。
【図１２】図１０及び図１１の動力分割ギアトレーンアセンブリを、ウルフシンボリズムで示す図である。
【図１３】差動装置を有する他の動力分割ギアトレーンを示す図であり、遊星ギア装置は２つの基本ギア装置の組合せで形成され、この動力分割ギアトレーンは、その３軸のうちの２軸で、差動装置の３軸のうちの２軸に接続されている。
【図１４】図１３及び図１５による動力分割ギアトレーンアセンブリを、ウルフシンボリズムで示す図である。
【図１５】図１３による動力分割ギアトレーンアセンブリを示す図であり、ここでも遊星ギア装置は２つの基本ギア装置の組み合わせで形成されている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に、自動車用動力分割ギアトレーンアセンブリをウルフシンボリズム（体系図）で例示し、この動力分割ギアトレーンアセンブリは、（４輪駆動の自動車における）縦（長）軸差動装置として、及び／または、横方向差動装置及び車軸差動装置のそれぞれとして用いることができる。
【００２１】
この実施例では、動力分割ギアトレーンアセンブリに車軸差動装置Ｕを設け、車軸差動装置Ｕは、以下で説明する遊星ギア装置及び遊星ギアトレーンのそれぞれとして形成され、その駆動軸（ドライブシャフト）１２は、自動車の駆動源からの駆動トルクを２本の軸１４、１６に分配し、そこから、プロペラ軸を介して自動車の駆動輪２２、２４に分配する。
【００２２】
トルク低減遊星ギア装置Ｕzは、２本の駆動軸１４、１６の間に駆動接続され、さらに、下流側に重ねギアトレーン２６を有する少なくとも１本の駆動軸２８を介して、重ねギアトレーンに取り付けた駆動モータに接続され、重ねギアトレーン２６は以下でさらに説明する。重ねギアトレーン２６は、出力軸１４、１６の一方をフィードバックされて、出力トルクを再分配する。遊星ギア機構Ｕzにより、再分配される出力トルクＴ1、Ｔ2がＴStに低減され、ここにＴSt＜＜Ｔ1、Ｔ2である。
【００２３】
図１に実線で示す、軸１４、１６間の遊星ギア装置Ｕzの代わりに、下流側に重ねギアトレーン２６を有する遊星ギア装置Ｕz（破線で示す）を、駆動軸１２と出力軸１４または１６との間に駆動接続して配置することもできる。さらに、必要であれば、複数の遊星ギア装置Ｕzを同時に使用することもできる。
【００２４】
なお、「...軸」及び「駆動接続されている」とは、差動装置Ｕの遊星ギア要素、追加的な遊星ギア装置Ｕz、及び重ねギアトレーン２６を含むこともでき、これらは、以下の図からも明らかなように、前記の軸に接続される。
【００２５】
構造の実施例では、図２に、それ自体は既知である遊星プラスギア装置としての車軸差動装置Ｕを示し、この車軸差動装置は、駆動される外部ギア装置３２（図１の駆動軸１２参照）、ラジアル外側遊星ギア３６及びラジアル内側遊星ギア３８を有する出力遊星キャリア３４（図１の出力軸１４参照）、及び中心サンギア（図１の出力軸１６参照）を有する。遊星ギア３６は、外部歯車３２及び遊星ギア３８と係合し、これに加えて、遊星ギア３８はサンギア４０と係合する。
【００２６】
さらに、外歯付きの中心歯車４２を設け、中心歯車４２は、以下に説明するように、動力分割ギアトレーンアセンブリ内に統合された重ねギアトレーン２６に接続され、差動装置Ｕの遊星ギア３６と係合する。
【００２７】
従って、中心歯車４２は、差動装置Ｕに既存の要素である遊星キャリア３４及びサンギア４０と共に、部品削減型結合セット及び遊星ギア装置Ｕzのそれぞれを形成し、重ねギアトレーン２６に駆動接続されている。遊星ギア装置Ｕzの統合により、追加的な動力負担要素を用いなければならないことなしに、動力の流れを既に差動装置Ｕ内で変えることができる。このことは、コスト及び重量の大幅な低減を生じさせ、動力分割ギアトレーンアセンブリの機能的信頼性を増加させる。
【００２８】
図２によれば、重ねギアトレーン２６は、駆動接続された２つの遊星ギアトレーン４４、４６で構成され、これらはそれぞれ、重ねギアトレーンに取り付けた駆動モータ及び電気モータ４８と相互作用する。遊星ギアトレーン４４、４６及び重ねギアトレーン２６の伝達比のそれぞれは、出力軸１４、１６が同期して回転している際に、電気モータ４８の駆動軸５０が回転しないように構成する。
【００２９】
ここでは、遊星ギア装置Ｕzの中心歯車４２は、遊星ギア５４を有する遊星ギアトレーン４６の遊星キャリア５２も形成すると共に、遊星ギアトレーン４４の遊星ギア５６は、出力軸１６に駆動接続された遊星キャリア５８上に回転可能に支持される。
【００３０】
遊星ギアトレーン４４、４６の遊星ギア５４、５６は、共通の外部歯車６０、及び各々が１つのサンギア６２、６４と係合する。ここでは、遊星ギアトレーン４６のサンギア６４は、位置６６で筐体に対して固定支持されると共に、サンギア６２は電気モータ４８の駆動軸５０に接続されている。
【００３１】
図３に、図２に相当する動力分割ギアトレーンアセンブリを示し、図２との相違のみを説明する。ここでは、中心歯車４２’は、内歯を有するリングギアとして形成され、ラジアル外側遊星ギア３６とは係合しないが、遊星キャリア３４の内側遊星ギア３８とは係合する。その機能、及び重ねギアトレーン２６への接続は、図２に相当する。
【００３２】
図４に、図２及び図３に相当する重ねギアトレーン２６を有する動力分割ギアトレーンアセンブリＵ及びＵzをウルフシンボリズムで示す。部品削減型マイナスギア装置Ｕzのサン（太陽）軸（二重線で示す）は、差動装置Ｕの遊星キャリア３４と同一である。さらに図に見られるように、差動装置Ｕの出力軸１４及び出力軸１６は、図に示す、部品削減型遊星ギア装置Ｕzの出力軸１４、１６と同一である。
【００３３】
図５及び６に、他の動力分割ギアトレーンアセンブリを示し、上述した動力分割ギアトレーンアセンブリとの本質的な相違のみを説明する。同じ機能を有する部分には同じ参照番号を与える。
【００３４】
図５によれば、中心歯車４２’’が遊星ギア３８ａと係合し、遊星ギア３８ａは、差動装置Ｕの内側遊星ギア３８上及び遊星キャリア３４上のそれぞれに同軸に配置され、これらのピッチ円の半径は、隣接する遊星ギア３８とは異なる。このことは、構造的に単純な手段を用いることによって、遊星ギア装置Ｕzを介したさらなるトルク低減を可能にする。
【００３５】
図６によれば、中心歯車４２’’’は他の遊星ギア６８と係合し、遊星ギア６８も、遊星キャリア３４の外側遊星ギア３６と係合する。図に見られるように、遊星ギア６８も、遊星キャリア３４’上に回転可能に支持されている。他の遊星ギア６８の相互接続は、追加的遊星ギア装置Ｕzのトルク低減のさらに他の設計を可能にする。
【００３６】
図７によるウルフシンボリズムに見られるように、プラスギア装置Ｕzの合同軸（二重線）は、プラスギア装置Ｕz内に入り、サンギア４０と同一である。
【００３７】
図８に、他の代案の動力分割ギアトレーンアセンブリを示し、上記の実施例との本質的な相違のみを説明する。同じ部分には同じ参照番号を与える。
【００３８】
図８によれば、２つの追加的な遊星ギア装置Ｕz及びＵz2を設け、これらは、差動装置Ｕと相互作用する中心歯車４２、４２’’’を有する。中心歯車４２、４２’’’は、重ねギアトレーン２６（図示せず）に駆動接続されている。ここでは、外歯を有する中心歯車４２’’’が複数の遊星ギア６８と係合し、遊星ギア６８は、差動装置Ｕの単一の遊星ギア３４’’上に別個に支持されてプラスギア機構を形成し、これらの遊星ギアはさらに、差動装置Ｕのラジアル外側遊星ギア３６と係合する。外歯を有する他の中心歯車４２は、マイナスギア装置として外側遊星ギア３６に直接作用する。
【００３９】
２つの遊星ギア機構Ｕz及びＵz2を差動装置Ｕ内に統合したことにより、それぞれの電気モータへの伝達比がさらに増加し、制御モーメントがさらに低減される。２つの中心歯車４２、４２’’’に逆向きのトルクが加われば、内側遊星ギア３８が一方向に「２回」駆動され、従って、差動装置Ｕのトルク分配がこれに応じた影響を受ける。
【００４０】
図８に示す実施例の代わりに、２つの中心歯車４２との駆動接続は、一組の反転遊星ギア６８に接続したラジアル内側遊星ギア３８によって行うこともできる。
【００４１】
図９に、図８による動力分割ギアトレーンアセンブリの、説明した形態またはそれから導出される形態のウルフシンボリズムを示す。
【００４２】
図１０及び１１に、他の代案の動力分割ギアトレーンアセンブリを示して、上記実施例との本質的な相違のみを説明する。機能的に同じ部分には同じ参照番号を与える。
【００４３】
図１０によれば、先の参照番号４２を有する中心歯車は、内歯及び外歯を有するリングギア４２’’’’として形成され、オーバーハング位置で差動装置Ｕの外側遊星ギア３６で支持され、内歯を有する外部歯車としての他の統合型遊星ギア装置Ｕz2の遊星ギア７０と機能的に係合する。遊星ギア７０は、サンギア４０’に取り付けられたキャリア７２上に回転可能に支持されている。第２遊星ギア装置Ｕz2のサンギアも、重ねギアトレーン２６の遊星ギア５８’として作用する。さらに、遊星ギア装置Ｕzのリングギア４２’’’’は、重ねギアトレーン２６の他の遊星キャリア５２’を形成し、重ねギアトレーン２６は、このこと以外は、図２に従って設計され、その説明は繰り返さない。
【００４４】
第２の完結した遊星ギア装置Ｕz2の使用により、電気モータへの伝達比がさらに高くなる。ここでは、第２の回転するキャリア７２が存在するが、このキャリアは差動装置Ｕのサンギア４０’と同一である。このことは非常に単純な構成を可能にする。実現可能な伝達比に関する効率性は非常に良好である。この概念は、非常に狭い軸構造を有し、比較的少数の構成要素から成る。
【００４５】
図１０とは異なり、図１１の中心歯車を、内歯を有するリングギア４２’’’’’として形成され、差動装置Ｕの拡大したラジアル内側遊星ギア３８、及び統合型遊星ギア装置Ｕz2の遊星ギア７０と係合する。
【００４６】
図１２に、図１０及び図１１によるウルフシンボリズムを、ギアトレーン接続をより良く概観するために示す。
【００４７】
図１３〜１５に動力分割ギアトレーンアセンブリを記載し、この動力分割ギアトレーンアセンブリでは、遊星ギア装置Ｕzが２つの基本ギア装置Ｕ1及びＵ2の組合せで構成され、遊星ギア装置Ｕzは、その３軸のうちの２軸で、差動装置Ｕの３軸のうち２軸に接続されている。
【００４８】
図１３によれば、２つの基本ギア装置が、２つのマイナスギア装置Ｕ1及びＵ2を有する部品削減型セットとして形成されている。
【００４９】
従って、マイナスギア装置Ｕ1のサンギア７６は、マイナスギア装置Ｕ2のサンギアと同一である。遊星ギア７８は、サンギア７６及び外部歯車８０と係合する。この外部歯車は、差動装置Ｕの遊星キャリア３４に接続されている。遊星ギア７８の遊星キャリア８２は無意味に回転する。
【００５０】
第２基本ギア装置Ｕ2は外部歯車８４を有し、外部歯車８４も遊星ギアを介してサンギア７６に駆動接続されている。遊星キャリア８２は、基本駆動装置Ｕ1及びＵ2によって共用される。
【００５１】
２つの基本駆動装置Ｕ1及びＵ2は、（図２による）重ねギアトレーン２６に駆動接続され、外部歯車８４は遊星キャリア５８としても機能し、サンギア７６は遊星キャリア５２として機能する。
【００５２】
全ての遊星ギア装置Ｕ1及びＵ2が、構造的及び空間的に有利な方法で同軸に配置されている。マイナスギア装置Ｕ２の外部歯車８４は、（図２による）遊星ギア装置４４の遊星キャリア５８に接続されて１つのユニットを形成する。さらに、マイナスギア装置Ｕ1のサンギア７６は、遊星ギア装置４６の遊星キャリア５２と一体に形成されている。
【００５３】
上述した基本ギアＵ1及びＵ2の配置及び接続は、ギアＵ2の特に効果的な、高い伝達比でのトルク低減相互接続の提供を可能にし、このことは、適度に低い駆動トルクを有する高速回転電気モータ４８を使用すれば、自動車の駆動輪２２、２４における駆動トルクの非常に精密かつ敏感な再分配を保証する。
【００５４】
図１４に、図１３による動力分割ギアトレーンに相当するウルフシンボリズムを示す。
【００５５】
図１３の代わりに、図１５に、２つの基本ギア装置を有する動力分割ギアトレーンアセンブリの実施例を示し、両方の基本ギア装置はマイナスギア装置Ｕ1及びＵ2として形成されている。図１４による実施例との、動力分割ギアトレーンアセンブリの本質的な相違のみを説明する。機能的に同等の部分には同じ参照番号を与える。
【００５６】
図１３とは異なり、図１５の基本ギア装置Ｕ2の外部歯車８４’は、軸８６を介して差動装置Ｕのサンギア４０’に接続され、このサンギア上に、重ねギアトレーン２６の遊星ギア装置４４の遊星ギア５６も、（図２による）キャリア８８を介して回転可能に支持されている。
【００５７】
遊星ギア装置Ｕ1の遊星ギア７８は、遊星ギア装置Ｕ2の遊星ギア９０を有する共通の遊星キャリア８２’上に支持されている。遊星ギア９０はサンギア７６’ａと係合し、遊星ギア７８はサンギア７６’ｂと係合する。サンギア７６’ａ及び７６’ｂが共用する軸７６は、重ねギアトレーン２６と相互作用する。
【００５８】
図１５による動力分割ギアトレーンアセンブリのウルフシンボリズムは、図１４に相当する。
【００５９】
上述した実施例に基づき、基本ギア装置Ｕ1及びＵ2の他の接続も、要求される効率及び伝達比に応じて実現可能である。
【００６０】
駆動軸が同期して回転する際は、遊星ギア装置Ｕ、Ｕz、Ｕ1及びＵ2のそれぞれが一緒に回転し、即ち、回転運動による効率の損失が存在しない。この回転状態は、自動車において最も多く、ギア要素の歯もより不精密に形成することができ、例えば単純で、粗く、直線的な歯として形成することができる。
【００６１】
逆に、重ねギアトレーン２６の歯は、より静粛（例えばはすば歯車）であり、良好な回転特性を有する。重ねギアトレーン２６のトルク低減接続により、構造をより軽くすることができ；駆動モータにも同じことが当てはまり、駆動モータは、油圧モータまたは好適には電気モータとすることができる。必要であれば、重ねギアトレーン２６のこれらの歯車、並びに他のギア要素は、筐体（図示せず）を含めて、少なくとも部分的に、高い強度のプラスチックで作製することができる。プラスチック製の歯車はより静粛に動くので、必要であれば、直線状の歯も重ねギアトレーン２６に使用することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月15日(2009.12.15)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリに関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
こうした種類の動力分割ギアトレーンアセンブリは、特許文献１（独国特許出願公開第１０２００５０２１０２３号明細書）に記載されている。そこでは、車軸差動装置である差動装置が、２本の出力軸（出力シャフト）を介して自動車の２つの駆動輪を駆動している。さらに、２つの駆動接続された遊星ギアトレーンにより形成される重ね（スーパーインポーズ）ギアトレーンに駆動モータを設け、出力軸への出力トルクは、この重ねギアトレーンを用いた差動装置を介して再分配可能である。重ねギアトレーンの伝達比は、出力軸が同期して回転する（自動車が直進走行し、車輪間に速度差が無い）際に、駆動モータの駆動軸が停止状態であるように設定することが好ましい。この走行状態は自動車で最も多いので、駆動部分の効率及び損耗に関して有利な設計が達成され；さらに、上記駆動モータを、その無回転状態で両方向に精密かつ敏速に動かして、駆動トルクを再分配することができる。
特許文献２（国際公開第２００６／０２９４３４号パンフレット）並びに特許文献３（独国特許第４３１４７９７号明細書）には、重ねギアトレーンを有する動力分割ギアトレーンアセンブリが提案され、これらの動力分割ギアトレーンアセンブリは、２つの同一の遊星ギア装置から成り、直線走行中に、トルク再分配用のモータを停止することを可能にする。また、特許文献４（米国特許第５３８７１６１号明細書）、特許文献５（米国特許第５４０９４２５号明細書）、及び特許文献６（米国特許第５５１８４６３号明細書）には、重ねギアトレーンを有する動力分割ギアトレーンアセンブリが記載され、ここでは、自動車の車軸が同期して回転している際に、駆動モータは停止状態である。上記重ねギアトレーンは、差動装置と並列に配置されている。
上述した種類の既知の動力分割ギアトレーンアセンブリの特徴は、重ねギアトレーンが差動装置の２本の出力軸、あるいは差動装置の１本の入力軸及び１本の出力軸に直接接続されていることにあり、従って、差動装置と並列に配置されている。
従って、重ねギアトレーン内では、車輪トルクの範囲内のトルクが作用している。さらに、通常の動作中に高いストレス（応力）にさらされる要素も、直進走行中に回転運動を行い、このことは、無効なトルク再分配においてさえも、全体効率を低下させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００５０２１０２３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０２９４３４号パンフレット
【特許文献３】独国特許第４３１４７９７号明細書
【特許文献４】米国特許第５３８７１６１号明細書
【特許文献５】米国特許第５４０９４２５号明細書
【特許文献６】米国特許第５５１８４６３号明細書
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、動力分割ギアトレーンアセンブリを改良して、ギアトレーンアセンブリの高い効率を変化させずに、重ねギアトレーン及び駆動モータの構造的に有利な設計で、さらに精密かつ迅速に応答する出力トルクの再分配を達成できるようにすることにある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の動力分割ギアトレーンアセンブリであって、補償要素を介して２本の出力軸（１４，１６）に出力する被駆動の差動装置を有し、前記出力軸における出力トルクが、重ねギアトレーン（２６）を介して変化可能であり、前記重ねギアトレーンは、遊星ギア装置によって形成され、前記出力軸、及び前記重ねギアトレーンに結合された駆動モータに間接的に接続されるか直接接続され、前記重ねギアトレーンの伝達において、前記出力軸が同期して回転する際に前記駆動モータが停止状態である動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
少なくとも１つのトルク低減遊星ギア装置（Ｕz，Ｕz2，Ｕ1，Ｕ2）が、前記差動装置（Ｕ）と相互作用し、当該トルク低減遊星ギア装置の３本の軸のうち２本の軸で、前記差動装置（Ｕ）の３本の軸のうち２本の軸に接続され、前記重ねギアトレーン（２６）に対して前置されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
１つの前記トルク低減遊星ギア装置（Ｕ2）が、前記差動装置（Ｕ）と相互作用し、当該トルク低減遊星ギア装置は、前記差動装置（Ｕ）の歯車、及び少なくとも１つの中心歯車（４２，４２’，４２’’，４２’’’，４２’’’’，４２’’’’’）で構成され、前記中心歯車は、前記差動装置の遊星ギアと直接係合するか、間接的に係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
複数の前記トルク低減遊星ギア装置（Ｕz，Ｕz2）が、前記差動装置（Ｕ）と相互作用し、前記複数のトルク低減遊星ギア装置の各々が、前記差動装置（Ｕ）の歯車、及び１つの中心歯車（４２，４２’，４２’’，４２’’’，４２’’’’，４２’’’’’）で構成され、前記中心歯車は、前記差動装置（Ｕ）の遊星ギアと直接係合するか、間接的に係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記差動装置（Ｕ）が遊星プラスギア装置として形成され、リングギア（３２）が駆動され、前記出力軸（１４，１６）のそれぞれが、遊星キャリア（３４）及び太陽歯車（４０）に駆動接続され、少なくとも１つの遊星ギア組（３６，３８）が、少なくとも１つの追加的な同軸中心歯車（４２，４２’，４２’’，４２’’’，４２’’’’，４２’’’’’）を介して、前記重ねギアトレーン（２６）に間接的に接続されるか、直接接続されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項５】
請求項４に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する平歯車としての前記中心歯車（４２）が、前記差動装置（Ｕ）のラジアル外側遊星ギア（３６）と係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項６】
請求項４に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
内歯を有するリングギアとしての前記中心歯車（４２’）が、前記差動装置（Ｕ）のラジアル内側遊星ギア（３８）と相互作用することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項７】
請求項３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する前記中心歯車（４２’’）が、前記差動装置（Ｕ）の内側遊星ギア（３８）上に同軸に配置された遊星ギア（３８ａ）と係合し、前記遊星ギア（３８ａ）のピッチ円の半径が、前記内側遊星ギア（３８）のピッチ円の半径と異なることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項８】
請求項３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
外歯を有する前記中心歯車（４２’’’）が、前記差動装置（Ｕ）の遊星キャリア（３４’）上に別個に支持される複数の遊星ギア（６８）と係合し、前記遊星ギアは前記差動装置（Ｕ）のラジアル外側遊星ギア（３６）と係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項９】
請求項の１〜８のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
上流側の前記遊星ギア装置（Ｕz，Ｕz2）に、前記差動装置（Ｕ）と相互作用する２つの中心歯車（４２，４２’’’）を設け、前記中心歯車は前記重ねギアトレーン（２６）に駆動接続され、前記中心歯車（４２，４２’’’）は、ラジアル内側遊星ギアまたはラジアル外側遊星ギア（３６，３８）を、マイナスギア装置（Ｕz）及びプラスギア装置（Ｕz2）として駆動することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１０】
請求項９に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記中心歯車（４２，４２’’’）が外歯を有し、前記中心歯車の一方（４２’’’）は、前記差動装置（Ｕ）の遊星キャリア（３４’’）上に別個に支持される複数の遊星ギア（６８）と係合し、さらに、前記差動装置（Ｕ）の前記ラジアル外側遊星ギアと係合し、前記中心歯車の他方（４２）は、前記ラジアル外側遊星ギア（３６）を直接駆動することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１１】
請求項２または３に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
中心歯車（４２’’’’，４２’’’’’）が遊星ギア装置（Ｕz2）と組み合わされ、前記遊星ギア装置は、前記重ねギアトレーン（２６）に接続された太陽歯車（７４）、前記差動装置（Ｕ）の太陽歯車（４０’）のキャリア（７２）上に支持される遊星ギア（７０）、及び前記中心歯車（４２’’’’，４２’’’’’）と共に１つのユニットを形成するリングギアで構成されることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記中心歯車（４２’’’’）が、内歯及び外歯を有するリングギアとして形成され、前記中心歯車が、前記差動装置（Ｕ）の外側遊星ギア（３６）と係合し、統合型遊星ギア装置（Ｕz2）の遊星ギア（７０）とオーバーハング位置で係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１１に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記中心歯車（４２’’’’’）が、内歯を有するリングギアとして形成され、前記中心歯車が、前記差動装置（Ｕ）の内側遊星ギア（３８）、及び統合型遊星ギア装置（Ｕz2）の遊星ギア（７０）と係合することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記遊星ギア装置（Ｕz）が、２つの基本ギア装置（Ｕ1，Ｕ2）の組合せで形成され、前記基本ギア装置のそれぞれが、当該基本ギア装置の３本の軸のうち２本の軸で、前記差動装置（Ｕ）の３本の軸のうち２本の軸に接続されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記２つの基本ギア装置（Ｕ1，Ｕ2）が、部品削減型セットとして形成されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１６】
請求項１４に記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記２つの基本ギア装置（Ｕ1，Ｕ2）が、マイナスギア装置として形成されていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記重ねギアトレーン（２６）が、相互接続された２つの遊星ギアトレーン（４４，４６）によって形成され、前記遊星ギアトレーンは、要素（６２）を介して前記駆動モータに駆動接続され、他の要素（６４）を介して筐体に対して固定支持され、前記遊星ギア装置（Ｕz）及び前記差動装置（Ｕ）を介してトルク分配を行うことを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
前記遊星ギア装置（Ｕz）及び前記重ねギアトレーン（２６）が、前記差動装置（Ｕ）と共に１つのユニットとして形成され、当該ユニットに、前記駆動モータ（４８）が取り付けられていることを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
電気モータ（４８）を駆動モータとして使用することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の動力分割ギアトレーンアセンブリにおいて、
油圧モータを駆動モータ（４８）として使用することを特徴とする動力分割ギアトレーンアセンブリ。
【国際調査報告】
2010530044.tif 000019
2010530044.tif 000020
2010530044.tif 000021
2010530044.tif 000022
2010530044.tif 000023
2010530044.tif 000024