(57)【要約】【解決手段】乗用車の好ましくは電気モータによって駆動されるモータ車両ドライブトレイン内の、推進力、特に電気モータからの推進力を伝達するための動力シフト２速トランスミッションであって、そのトランスミッションによって、直接駆動、および直接駆動とは異なる伝達比をもつ伝達段階を実現することができ、外歯車ユニット、遊星歯車ユニット、および太陽ユニットを備える３つの組立体ユニットを有するトランスミッションにおいて、小型の構造、および最終的な駆動ユニット内にできるだけ最良に組み込むことを達成すると同時に、伝達比の適切な変更を可能にするという目的は、推進力が伝達されるときに、外歯車ユニットを介してトランスミッションに推進力が導入されることを実現することによって達成される。【選択図】図１
2020513519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ車両のドライブトレイン内で推進力を伝達するためのシフト可能な２速トランスミッション（２）であって、回転駆動入力部材と、出力部材とを備え、推進力が伝達されるときに、前記回転駆動入力部材を介して前記トランスミッション（２）に前記推進力が導入され、前記出力部材を介して前記トランスミッション（２）から前記推進力を伝達することができ、シフト可能なクラッチ（１０）のシフト位置に応じて、直接駆動（ｉ＝１）、または前記直接駆動とは異なる伝達比を有する伝達段階（ｉ≠１）を、前記入力部材と前記出力部材との間で実現することができ、外歯車ユニット（４）、遊星歯車ユニット（６）、および太陽ユニット（８）を備える３つの組立体ユニットが設けられた、２速トランスミッション（２）において、推進力が伝達されるときに、前記推進力が、前記外歯車ユニット（４）を介して前記トランスミッション（２）に導入されることを特徴とする、２速トランスミッション。
【請求項２】
前記外歯車ユニット（４）が外歯車（５）を有し、前記外歯車（５）の中に、前記遊星歯車ユニット（６）の遊星歯車（７）が、径方向内側に位置するように少なくとも部分的に組み込まれることを特徴とする、請求項１に記載の２速トランスミッション。
【請求項３】
前記外歯車ユニット（４）が、外歯を有する外歯車（５）を有し、前記外歯車（５）を介して、前記外歯車ユニット（４）に前記推進力が導入されることを特徴とする、請求項１または２に記載の２速トランスミッション。
【請求項４】
前記太陽ユニット（８）が、支持太陽歯車（９、９’）を有する支持太陽ユニットとして設計され、ブロック手段が設けられ、前記ブロック手段によって前記支持太陽歯車（９、９’）が、トルクを支持するように少なくとも一方の回転方向においてブロックされて、前記伝達段階を実現することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項５】
前記太陽ユニット（８）が、出力太陽歯車を有する出力太陽ユニットとして設計され、ブロック装置が設けられ、それによって前記遊星歯車ユニット（６）が、トルクを支持するように少なくとも一方の回転方向においてブロックされて、前記伝達段階を実現することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項６】
前記ブロック装置が、受動ブロック装置であることを特徴とする、請求項４または５と組み合わせた請求項１から５のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項７】
前記ブロック装置が、フリーホイール（１１）として設計され、前記フリーホイール（１１）は、前記フリーホイール（１１）が相互作用する前記組立体ユニットを一方の回転方向においてブロックし、他方の回転方向では回転できるようにすることを特徴とする、請求項４または５と組み合わせた請求項１から６のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項８】
前記ブロック装置が能動ブロック装置であり、前記能動ブロック装置は、前記能動ブロック装置が相互作用する前記組立体ユニットを少なくとも一方の回転方向にはブロックすることができ、好ましくは、両方の回転方向にブロックすることができることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項９】
前記伝達段階が、１より大きい伝達比、好ましくは１．７＜ｉ＜２の伝達比を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項１０】
前記シフト可能なクラッチ（１０）が、前記外歯車ユニット（４）と前記太陽ユニット（８）の間で作用することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項１１】
前記外歯車ユニット（４）が、前記遊星歯車ユニットの遊星歯車（７、７’、７”）に係合しないことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項１２】
前記遊星歯車ユニット（６）が、第１の有効な遊星歯車径を有する少なくとも１つの第１の遊星歯車（７’）と、前記第１の遊星歯車（７’）に連帯回転するように連結され、第２の有効な遊星歯車径を有する少なくとも１つの第２の遊星歯車（７”）とを有する少なくとも１つの遊星歯車の対を有し、有効な支持太陽歯車径を有する支持太陽歯車（９’）を有する支持太陽ユニットに加えて、出力太陽歯車径を有する出力太陽歯車（９”）を有する出力太陽ユニットが設けられ、前記第１の遊星歯車（７’）が前記支持太陽歯車（９’）と噛み合い、前記第２の遊星歯車（７”）が前記出力太陽歯車（９”）と噛み合うことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の２速トランスミッション。
【請求項１３】
前記支持太陽歯車（９’）が、ブロック装置によって少なくとも一方の回転方向においてブロックされ、前記推進力が、前記出力太陽歯車（９”）を介して前記トランスミッションから伝達されることを特徴とする、請求項１２に記載の２速トランスミッション。
【請求項１４】
前記クラッチ（１０）が、前記支持太陽ユニットまたは前記出力太陽ユニットを前記外歯車ユニット（４）に対してロックすることができ、前記外歯車ユニット（４）および前記遊星歯車ユニット（６）が、前記入力部材を共同して形成するために、連帯回転するように互いに常時連結されて、機能ユニットを形成することを特徴とする、請求項１２または１３に記載の２速トランスミッション。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の２速トランスミッション（２）を有するモータ車両のドライブトレイン用の最終的な駆動ユニット。
【請求項１６】
前記最終的な駆動ユニット（１）が、ホイールシャフトを駆動するためのディファレンシャルユニット（１４）を有し、前記２速トランスミッション（２）および前記ディファレンシャルユニット（１４）が、共通の最終的な駆動ハウジング（１６）に配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の最終的な駆動ユニット。
【請求項１７】
前記モータの前記駆動力を前記２速トランスミッション（２）に導入するために、モータ駆動トランスミッション駆動シャフト（３）が、直接動力を伝達するように前記外歯車ユニットに係合することを特徴とする、請求項１５または１６に記載の最終的な駆動ユニット。
【請求項１８】
前記モータ駆動トランスミッション駆動シャフト（３）が、ホイールシャフトと同軸で配置されることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の最終的な駆動ユニット。
【請求項１９】
前記トランスミッション（２）の前記出力部材が、直接動力を伝達するように前記ディファレンシャルユニット（１４）のディファレンシャルハウジング（１５）に係合することを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の最終的な駆動ユニット。
【請求項２０】
前記最終的な駆動ユニット（１）が、少なくとも１つのディファレンシャルクラッチ（１８）によってクラッチ制御されるディファレンシャルユニット（１４）を有し、前記ディファレンシャルユニット（１４）がディファレンシャルハウジング（１５）を有し、前記ディファレンシャルハウジング（１５）が、前記少なくとも１つのディファレンシャルクラッチ（１８）のクラッチプレートキャリアとして設計されることを特徴とする、請求項１５から１９のいずれか一項に記載の最終的な駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車の好ましくは電気モータによって駆動されるモータ車両（motor vehicle）のドライブトレイン内で、推進力、特に電気モータからの推進力を伝達するためのシフト可能な、特に動力シフト２速トランスミッションであって、推進力が伝達されるときに、トランスミッションに推進力が導入されるように介在する回転駆動トランスミッション入力部材と、トランスミッションから推進力が伝達されるように介在する回転駆動トランスミッション出力部材とを備え、シフト可能なクラッチのシフト位置に応じて、直接駆動（ｉ＝１、第２速ギア）、または直接駆動とは異なる伝達比を有する伝達段階（ｉ≠１、好ましくはｉ＞１、第１速ギア）を、入力部材と出力部材との間で実現することができ、外歯車ユニット、遊星歯車ユニット、および太陽ユニットを備える少なくとも３つの組立体ユニットが設けられた、２速トランスミッションに関する。この種類の２速トランスミッションを有する最終的な駆動ユニットも、本発明の一部を形成すると考えられる。
【背景技術】
【０００２】
純粋に電気モータによって駆動することもできるハイブリッドドライブトレインに配置された２速トランスミッションを介して、電気モータおよび／または内燃機関からの駆動力を伝達することが、ＷＯ２０１０／０６３７３５Ａ１に開示されている。この開示に記載されたドライブトレインの概念は、内燃機関からの駆動力と電気モータからの駆動力の両方の伝達、または両方のタイプの駆動力の組合せの伝達を保証しなくてはならないハイブリッドドライブトレインである。したがって、２速トランスミッションは、内燃機関からの駆動力を導入するための入力部材と、電気モータからの駆動力を導入するための入力部材の両方をもたなくてはならず、それらの組合せを許容しなくてはならず、内燃機関の要件と電気モータの要件の両方を満たす伝達段階を利用可能にしなくてはならない。したがって、この２速トランスミッションは、電気モータ専用のドライブトレインに容易に組み込まれることはない。さらに、ＷＯ２０１０／０６３７３５Ａ１に開示された概念では、とりわけ、トランスミッションの段階を変えるために固定ハウジングに対してアニュラスを制動する必要があり、また３シャフトオフセットを介して、ホイールシャフトに駆動力を供給する必要があることから、純粋に電気モータによって駆動される車両にとって有利と考えられる一定の伝達比を実現することができず、構造がそれほど小型ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０６３７３５Ａ１
【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、２速トランスミッション、好ましくは概要で述べるタイプの２速動力シフトトランスミッションであって、構造が小型であり、最終的な駆動ユニット内に、好ましくは純粋に電気モータによって駆動することができる駆動ユニット内に、設置スペースに関してできるかぎり小さい要件で組み込むことができる２速トランスミッションを利用可能にすることである。同時に、この２速トランスミッションによって、ドライブトレイン、特に純粋に電気モータによって駆動されるドライブトレインによく適した、好ましくは負荷下でも実行することができ、静止状態から走り出したときに電気機械の始動トルクに必要な制限と、達成可能な最大速度との有利な調和を可能にする伝達比の変更を実現することが可能になるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、推進力が伝達されるときに、この推進力が外歯車ユニットを介してトランスミッションに導入されることによって、達成される。したがって、外歯車ユニットは、トランスミッションの回転駆動入力部材を形成する。
【０００６】
特に、ここでは、外歯車を有する外歯車ユニット、および径方向内側に位置する外歯車に少なくとも部分的に、またはさらには完全に組み込まれる遊星歯車ユニットの遊星歯車を提供することが可能である。特に、外歯車ユニットは、外歯を有する外歯車を有することができ、これを介して、外歯車ユニットに推進力が導入される。外歯は、好ましくは外歯車の出力に面した側面の少なくとも一部に設けられ、外歯車の側面の、外歯が設けられたこの部分は、径方向に見たときに、遊星歯車ユニットの遊星歯車の少なくとも一部の周りに配置されてもよい。したがって、遊星歯車ユニットの遊星歯車は、好ましくは、外歯車の側面の、外歯が設けられたその部分内で少なくとも径方向に配置され、したがって、側面の、外歯が設けられたその部分によって画成される仮想円筒内に、少なくとも部分的に、またはさらには完全に入る。
【０００７】
小型の構造は、この種類の設計によって達成される。この設計は、伝達段階（ｉ≠１）を形成する歯車の対（遊星歯車ユニットの遊星歯車および太陽歯車）を、入力部材（推進力が導入される、トランスミッションの回転駆動構成要素）の径方向内側に提供する、または入力部材に対してわずかに軸ずれがあるもしくは軸ずれがない状態で提供することを可能にし、その結果、全体的に、特に軸方向において、トランスミッションが平坦で小型の構造になり、軸方向の設置スペーサーをほとんど占めない。
【０００８】
クラッチを閉じることによって、３つのすべての組立体ユニットがブロックとして回転し、トランスミッションを介した直接駆動（ｉ＝１）が保証されるように、組立体ユニットを互いに対してロックすることができる。クラッチを開くことによって、次いでトランスミッション出力部材として作用する動力伝達し回転駆動される組立体ユニットを、伝達段階を形成する歯を介して、１つまたは複数の他の組立体ユニットに係合させることができ、伝達段階（ｉ≠１）の伝達比を有効にすることができる。
【０００９】
太陽ユニットは、好ましくは、支持太陽ユニットとして設計され、好ましくは少なくとも１つの支持太陽歯車を有する。支持太陽歯車を有する支持太陽ユニットとは、トランスミッションが伝達段階（ｉ≠１）で動作したときに、その太陽歯車が回転駆動されず、すなわち動力を伝達するように回転するのではなく、トルクを支持するようにブロックされた、すなわち静止した太陽ユニットを意味すると理解されるべきである。支持太陽歯車の、トルクを支持する静止状態を可能にするために、ブロック装置が設けられ、これによって、支持太陽ユニットとして設計された太陽ユニットの支持太陽歯車が、伝達段階を実現するために少なくとも１つの回転方向においてブロックされる。この場合、遊星歯車ユニットは、動力を伝達するように回転し、回転駆動トランスミッション出力部材として作用する。
【００１０】
代替形態として、太陽ユニットは、出力太陽ユニットとして設計されてもよく、トランスミッションが伝達段階（ｉ≠１）で動作するときに、動力を伝達するように回転する出力太陽歯車を有してもよく、回転駆動トランスミッション出力部材として作用する。この場合、遊星歯車ユニットは、トルクを支持するように静止しており、伝達段階を実現するために、トルクを支持するように少なくとも１つの回転方向においてブロック装置によってブロックされる。
【００１１】
ブロック装置は、好ましくは受動ブロック装置として設計される。所望のシフト状態、すなわち、支持太陽歯車または遊星歯車ユニットのいずれかを一方の回転方向においてブロックして、前記歯車またはユニットがトルクを支持するように作用できるようにするが、それ自体の一方向への回転は確実にブロックするというシフト状態を生成するために、外部からのエネルギーの供給または外部から作用する何らかの他の手段を必要とするシフト要素が必要ない場合に、ブロック装置は「受動」であると理解されるべきである。この種類のブロック装置は、特にフリーホイールであって、このフリーホイールが相互作用する組立体ユニット（トランスミッションの実施形態に応じて支持太陽ユニットまたは遊星歯車ユニット）を一方の回転方向ではブロックし、他方の回転方向では広い範囲まで自由に回転できるようにするフリーホイールによって、形成することができる。
【００１２】
しかし、外部から主導される始動、または外部からのエネルギー供給による作動によって、支持太陽歯車または遊星歯車ユニットのいずれかを少なくとも一方の回転方向にのみブロックすることを実施する能動ブロック装置を提供することも可能である。この種類の能動的に制御可能なブロック装置の利点は、この装置によって、伝達段階にある間にエネルギー回復モードおよび反転も可能になることであり、その理由は、推進時には静止しておりトルクを支持する効果を有する組立体ユニットが、その他の自由に回転することを、防止することもできるからである。
【００１３】
伝達段階の伝達比（トランスミッション入力部材の速度に対するトランスミッション出力部材の速度）は、好ましくは１より大きい。伝達比が約２、特に伝達比が１．７＜ｉ＜２が、特に好ましいと考えられる。
【００１４】
組立体ユニットを互いに対してロックして直接駆動（ｉ＝１）を生成するシフト可能なクラッチは、原則的には、任意の２つの組立体ユニットの間で作用することができ、すなわち、外歯車ユニットと支持太陽ユニットまたは出力太陽ユニットとの間、外歯車ユニットと遊星歯車ユニットの間の両方、または遊星歯車ユニットと支持太陽ユニットまたは出力太陽ユニットとの間で作用することができる。しかし、トランスミッションの実施形態に応じて、クラッチの特定の配置が有利と考えられてもよい。好ましくは、外歯車ユニットと支持太陽ユニットまたは出力太陽ユニットとの間で作用するクラッチが提供される。
【００１５】
本発明は、外歯車ユニットの外歯車が、内歯が設けられたアニュラスとして設計され、その内歯が、遊星歯車ユニットの遊星歯車と噛み合い、ひいては遊星歯車ユニットの遊星歯車が、太陽ユニットの太陽歯車と噛み合う場合にも、実現することができる。ここで、伝達段階でトランスミッションが動作するときの伝達比は、トルクを支持するように太陽歯車または遊星歯車ユニットのいずれかをブロック手段によってブロックしながら、いずれの場合にも他の組立体ユニットが、トランスミッション出力部材として動力を伝達するように回転することによって、実現することができる。
【００１６】
しかし、外歯車ユニットが遊星歯車ユニットの遊星歯車に歯を介して係合しない、すなわち、特に遊星歯車ユニットの遊星歯車の方を向いた、遊星歯車に係合する内歯を有していないトランスミッションの実施形態が使用されることが好ましい。２速トランスミッション内の動力を伝達する伝達比を実現するために、次いでさらなる段階のステップの変更がなされなくてはならない。
【００１７】
こうした場合には、遊星歯車ユニットが、第１の有効な遊星歯車径を有する少なくとも１つの第１の遊星歯車と、第１の遊星歯車に連帯回転（conjoint rotation）するように連結され、第２の有効な遊星歯車径を有する少なくとも１つの第２の遊星歯車とを有する少なくとも１つの遊星歯車の対を有する２速トランスミッションであって、有効な支持太陽歯車径を有する支持太陽歯車を有する支持太陽ユニットに加えて、有効な出力太陽歯車径を有する出力太陽歯車を有する出力太陽ユニットが設けられ、第１の遊星歯車が支持太陽歯車と噛み合い、第２の遊星歯車が出力太陽歯車と噛み合う、２速トランスミッションが使用されることが好ましい。
【００１８】
この場合には、支持太陽歯車と出力太陽歯車は、互いに独立して回転可能に取り付けられ、出力太陽歯車は、クラッチが閉じたことにより組立体ユニットがブロックとして回転している（直接駆動）かどうか、または支持太陽歯車がブロック装置によってブロックされ、トルクを支持する効果のある状態で静止している（伝達段階）かどうかに関わらず、回転駆動トランスミッション出力部材として作用する。支持太陽歯車が、ブロック装置によって少なくとも一方の回転方向においてブロックされた場合でも、推進力は、それに応じて、トランスミッション出力部材の一部として出力太陽歯車を介してトランスミッションから伝達される。
【００１９】
この種類の設計では、連帯回転できるように互いに常時連結され、一貫した機能ユニットとして、回転駆動トランスミッション入力部材を連帯的に形成する外歯車ユニットと遊星歯車ユニットがさらに提供される。遊星歯車の対は、外歯車ユニットとともに、支持太陽ユニットおよび出力太陽ユニットの周りを回転し、このプロセスにおいて、伝達段階でトランスミッションが動作するとき、２つの太陽ユニット上を転がる。こうした構造により、特に適切と考えられる伝達段階を実現しながら、同時に、トランスミッション組立体の小型の構造を得ることが可能になる。こうして、トランスミッション組立体への直接駆動を保証しながら、クラッチを軸方向に組み込む有利な可能性が生じる。
【００２０】
直接駆動を保証するクラッチが、外歯車ユニットと支持太陽ユニットの間、または外歯車ユニットと出力太陽ユニットの間で作用すれば、特に有利であると考えられる。
特にモータ車両の電気モータドライブトレイン用の、上で述べたような２速トランスミッションがその中に組み込まれた最終的な駆動ユニットも、同様に本発明の一部を形成すると考えられる。ホイールシャフトを駆動するためのディファレンシャルユニットを有する最終的な駆動ユニット、ならびに共通の最終的な駆動ハウジングに収容される２速トランスミッションおよびディファレンシャルユニットを、提供することができる。
【００２１】
有利な実施形態では、電気モータの駆動力、または異なる実施形態では、内燃機関のエンジン力、またはハイブリッドドライブトレインの場合には、電気モータと内燃機関の組み合わされた駆動力を、２速トランスミッションに導入するために、外歯車ユニットに直接動力を伝達するように（歯車）係合される、電気モータによって駆動されるトランスミッション駆動シャフトを提供することができる。電気モータおよび／または内燃機関によって駆動されるトランスミッション駆動シャフトは、電気モータおよび／または内燃機関の動力をトランスミッションに導入し、トランスミッション入力部材の一部を形成する外歯車に、特に上記歯車の外側の側面に直接駆動力を導入するために、好ましくは、外歯車ユニットの外歯車の側面の少なくとも一部分に設けられた外歯に係合する歯を有する。
【００２２】
最終的な駆動ユニットを確実に全体的に小型の構造にするために、ホイールシャフトと同軸に配置されるトランスミッション駆動シャフトが提供され得る。特に、トランスミッション駆動シャフトは中空のシャフトとすることができ、その中で、１つのホイールシャフトが内側シャフトとして回転する。
【００２３】
ホイールシャフトを駆動する、したがって被駆動車輪を駆動するために、最終的な駆動ユニットは、好ましくは、回転駆動ディファレンシャルハウジングを有するディファレンシャルユニットを有する。この場合、このディファレンシャルユニットのディファレンシャルハウジングに、その上で連帯回転するように配置された、またはその上に一体に形成された駆動歯車を介して、動力を伝達するように直接係合するトランスミッションの出力部材、またはトランスミッションの出力部材によって駆動されるトランスミッション出力シャフトを提供することができる。
【００２４】
この場合、ディファレンシャルユニットは、確実係合によって作用するディファレンシャルトランスミッションを有する従来のディファレンシャルか、摩擦で作用する、好ましくは個々に制御可能なディファレンシャルクラッチを介して、ディファレンシャルハウジングからホイールシャフトに駆動力が伝達されるクラッチ制御のディファレンシャルかのいずれかとすることができる。この場合、好ましくは、最終的な駆動ユニットは、ホイールシャフトを駆動するための少なくとも１つのディファレンシャルクラッチを有するクラッチ制御されるディファレンシャルユニットを有し、このディファレンシャルユニットはディファレンシャルハウジングを有し、このディファレンシャルハウジングは、少なくとも１つのディファレンシャルクラッチのプレートキャリアとして設計される。この場合、ディファレンシャルハウジングは、好ましくは、複数のクラッチとして設計されるディファレンシャルクラッチの外側プレートキャリアを形成する。次いで、ホイールシャフト駆動部材が、連帯回転できるように内側プレートに連結され、または前記キャリアを形成する。
【００２５】
したがって、まとめると、乗用車の電気モータおよび／または内燃機関によって駆動されるモータ車両ドライブトレイン内の、電気モータおよび／または内燃機関からの推進力を伝達するための動力シフト２速トランスミッションであって、そのトランスミッションによって、直接駆動、および直接駆動とは異なる伝達比をもつ伝達段階を実施することができ、外歯車ユニット、遊星歯車ユニット、および太陽ユニットを備える３つの組立体ユニットを有する２速トランスミッションにおいて、小型の構造、および最終的な駆動ユニット内にできるだけ最良に組み込むことを達成すると同時に、伝達比の適切な変更を可能にするという目的は、推進力が伝達されるときに、外歯車ユニットを介してトランスミッションに導入される推進力を提供することによって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】２速トランスミッションを有する最終的な駆動ユニットの第１の可能な実施形態であって、上記駆動ユニットが、好ましくは電気モータによって駆動される実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す細部Ａによる、図１からの２速トランスミッションの拡大図である。
【図３】２速トランスミッションを有する最終的な駆動ユニットの第２の可能な実施形態であって、上記駆動ユニットが、好ましくは電気モータによって駆動される実施形態を示す図である。
【図４】図３に示す実施形態の代替形態として最終的な駆動ユニットで使用することができる２速トランスミッションの第１の変形形態を示す図である。
【図５】図３に示す第１の変形形態および図４に示す実施形態の代替形態として使用することができる２速トランスミッションの第２の変形形態を示す図である。
【図６】クラッチ制御のディファレンシャルユニットを有する２速トランスミッションの図４に示す変形形態をもつ最終的な駆動ユニットの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、組み込まれた２速トランスミッション２を有する最終的な駆動ユニット１を示す。最終的な駆動ユニットは、モータ車両の（ハイブリッド）ドライブトレインで使用するために設計されており、上記ドライブトレインは、電気モータおよび／または内燃機関を有する。図２は、図１の細部Ａにより示される２速トランスミッションの拡大図を示す。
【００２８】
たとえば電気モータによって駆動されるトランスミッション入力シャフト３は、外歯車ユニット４を介して２速トランスミッションに電気モータの駆動力を導入するために、２速トランスミッション２の外歯車ユニット４に外歯を介して直接係合する。この目的のために、外歯車ユニット４は外歯車５を有し、その外側に面する側面に、駆動されるトランスミッションドライブシャフト３と係合する外歯車の歯が直接形成される。したがって、外歯車５は、トランスミッションの入力部材としての役割を果たす。
【００２９】
外歯車５内に径方向に組み込まれているのが、複数の遊星歯車７を有する遊星歯車ユニット６であり、この遊星歯車が、ひいては太陽ユニット８の太陽歯車９と噛み合い、上記太陽歯車も同様に遊星歯車ユニット６内に軸方向に組み込まれている。図１に示す例示的な実施形態では、外歯車５はアニュラスとして、すなわち遊星歯車７と噛み合う内歯を有するものとして設計される。
【００３０】
遊星歯車ユニット６に横方向に隣接して配置されているのが、油圧により作動可能なクラッチ１０であり、これによって、クラッチ１０を閉じることにより太陽ユニット８および遊星歯車ユニット６を互い対してロックすることができ、こうして、外歯車ユニット４、遊星歯車ユニット６、および太陽ユニット８を備える２速トランスミッション２がブロックとして回転して、直接駆動（ｉ＝１）が実現できるようになる。このプロセス中に、太陽歯車９は、最終的な駆動ハウジング１６に対して第１の回転方向に回転する。
【００３１】
クラッチ１０が伝達比ｉ≠１を有する伝達段階を実現するように開いた場合、外歯車５の内歯が遊星歯車７を駆動し、ひいてはこの遊星歯車７が太陽歯車９周りを転がり、その間に太陽歯車９それ自体は、ブロック装置として作用するフリーホイール１１があるために静止したままであり、このフリーホイール１１は、最終的な駆動ハウジング１６に対してトルクを支持するように、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向において太陽歯車９をブロックし、その結果、遊星歯車７は、太陽歯車９上を転がり、伝達段階を実現しながら、トランスミッション出力シャフト１３に確実係合している遊星歯車ユニット６の遊星キャリア１２を駆動する。したがって、図１に示す例示的な実施形態では、太陽歯車９は支持太陽歯車として作用し、遊星歯車ユニット６は遊星キャリア１２とともに、トランスミッションの出力部材を形成する。
【００３２】
トランスミッション出力シャフト１３を介して、ディファレンシャルユニット１４のディファレンシャルハウジング１５が駆動され、上記ハウジングを介して、被駆動ホイールにつながるホイールシャフトに駆動力が最終的に伝達される。
【００３３】
図１および図２に示す例示的な実施形態では、外歯車５として内歯のあるアニュラスを有する２速トランスミッションが、伝達段階の伝達比を形成できるようにする必要があるが、図３〜図６に示す例示的な実施形態では、内歯のない外歯車５が使用される。
【００３４】
駆動モータによって駆動されるトランスミッション駆動シャフト３は、外歯車ユニット４の外歯車５と噛み合い、この外歯車５は、図１および図２に示す例示的な実施形態とちょうど同じように、その側面の外側に外歯車の歯を有する。しかし、図３〜図６に示す例示的な実施形態では、外歯車ユニット４は、連帯回転するように遊星歯車ユニット６に連結されており、したがってクラッチ１０のシフト位置に関わらず、遊星歯車ユニット６と外歯車ユニット４の互いに対する回転が排除される。こうして、外歯車ユニット４と遊星歯車ユニット６はともに、２速トランスミッションの入力部材として作用する機能ユニットを形成する。
【００３５】
遊星歯車ユニット６は複数の遊星歯車の対を有し、この対のそれぞれは、第１の遊星歯車７’および第２の遊星歯車７”を備える。第１の遊星歯車７’および第２の遊星歯車７”は、連帯回転するように互いに連結され、異なる有効径を有する。これを達成するために、遊星歯車の対は、一体型の設計（図３）であるか、図４および図５に示すように、第１の遊星歯車７’および第２の遊星歯車７”が互いに連帯回転するように配置された少なくともいくつかの部分で構築されるかのいずれかとすることができる。
【００３６】
図３〜図６に示す例示的な実施形態において、外歯車ユニット４または外歯車５がトランスミッション駆動シャフト３を介して回転駆動される場合、外歯車５は、遊星歯車の対が回転可能に取り付けられた遊星歯車シャフト１７に沿って延びている。第１の遊星歯車７’は、支持太陽歯車９’と噛み合い、第２の遊星歯車７”は、出力太陽歯車９”と噛み合う。第１の遊星歯車および第２の遊星歯車、ならびに支持太陽歯車９’および出力太陽歯車９”は、それぞれ異なる有効径を有する。
【００３７】
トランスミッション入力部材として作用する、外歯車ユニット４および遊星歯車ユニット６から成る機能ユニットに横方向に隣接して、クラッチ１０が配置される。このクラッチによって、一方では支持太陽歯車９’を、他方では外歯車ユニット４および遊星歯車ユニット６から成る機能ユニットを、互いに対してロックすることができ、その結果、支持太陽歯車９’および出力太陽歯車９”を含むトランスミッション全体が、第１の回転方向にブロックとして回転し、直接駆動（ｉ＝１）が保証される（閉じたクラッチ）。
【００３８】
クラッチが開くと、支持太陽歯車９’は、図１および図２を参照してすでに説明したやり方で、フリーホイール１１によって最終的な駆動ハウジング１６に対して支持される。第１の遊星歯車７’は、遊星歯車シャフト１７周りを回転しながら、静止した支持太陽歯車９’上を転がり、このプロセスにおいて、第２の遊星歯車７”を直接駆動し、ひいてはこの第２の遊星歯車７”が、第２の遊星歯車７”と出力太陽歯車９”の間で作用する歯を介して出力太陽歯車９”を駆動し、したがって、連帯回転するようにそれに連結されたトランスミッション出力シャフト１３を駆動する。出力太陽歯車９”とトランスミッション出力シャフト１３は、一体に形成された場合、トランスミッション出力部材を連帯的に形成することができる。当然ながら、出力太陽歯車９”が、トランスミッション出力シャフト１３とは別個の構成要素として、トランスミッション出力シャフト１３と連帯回転するするように連結されている場合には、トランスミッション出力シャフト１３および出力太陽歯車９”を複数部分の設計にすることも可能である。
【００３９】
図１を参照してすでに説明したように、ディファレンシャルハウジング１５を有するディファレンシャルユニット１４は、トランスミッション出力シャフト１３を介して駆動される。
【００４０】
図１および図３とは対照的に、図６は、ディファレンシャルユニット１４が、確実に作用するディファレンシャルトランスミッションを有しておらず、２つの個々に制御可能なディファレンシャルクラッチ１８を有する最終的な駆動ユニット１を示し、このディファレンシャルクラッチ１８によって、電気モータの駆動力が被駆動ホイールに伝達される。他の点については、図６に示す２速トランスミッション２は、図４に詳細に示す実施形態に対応する。図示するすべての最終的な駆動ユニット１に共通しているのは、トランスミッション駆動シャフト３が中空のシャフトとして具現化されており、その回転軸が、ホイールシャフトの回転軸と一致していることである。
【００４１】
図１および図２の例示的な実施形態ではフリーホイール１１は最終的な駆動ハウジング１６の内部に組み込まれているが、図６に見ることができる設計では、フリーホイール１１は外側に向かってシフトされている。これを達成するために、内側シャフトが支持太陽歯車９’に連結され、中空のシャフトとして設計されたトランスミッション出力シャフト１３内を外向きに通過して、そこで、すでに上で述べたやり方でブロック装置（フリーホイール１１）と相互作用し、このブロック装置は最終的な駆動ハウジング１６の外側から配置されており、したがって外側から容易にアクセス可能である。
【００４２】
所望の伝達比ｉ＞１を実現するために、第１の遊星歯車７’の有効径は、第２の遊星歯車７”の有効径よりも大きく、したがって、支持太陽歯車９’の有効径は、出力太陽歯車９”の有効径よりも小さい。図４と図５を比較することによって、支持太陽歯車９’と噛み合う第１の遊星歯車７’は、クラッチ１０から離れる方に面した遊星歯車対の側、すなわち図４の右手側に配置されるか、クラッチ１０に面する遊星歯車対の側、すなわち図５の左手側に配置されるかのいずれかであってもよいことが示される。図４および図６の実施形態とは対照的に、図５のトランスミッション出力シャフト１３は、内側シャフトとしてそれに応じて設計されており、その一方で、ブロック装置（フリーホイール１１）のシャフトと相互作用し、連帯回転するように支持太陽歯車９’に連結されたシャフトは、その内側シャフトを囲む中空のシャフトとして設計される。
【００４３】
しかし、図４および図６に示す実施形態の方が好ましい。なぜなら、これらの実施形態では、トランスミッション入力部材として作用する機能ユニット（そのユニットを形成する外歯車ユニット４および遊星歯車ユニット６）をトランスミッション出力シャフト１３に対してクラッチ１０が直接ロックし、それにより、間にある他の構成要素（遊星歯車の対、支持太陽歯車、ベアリングなど）が効果的にブリッジされ、それによりドライブチェーンから広い範囲まで除外されて、その結果、これらの構成要素が、直接駆動モードで車両が動作している間にいかなる著しいストレスも受けなくなることが保証されるからである。
【００４４】
図４に見ることができる実施形態の別の有利な態様は、クラッチ１０のクラッチプレートを第２の遊星歯車７”の周りに配置でき、第２の遊星歯車７”の外側側面が、第１の遊星歯車７”よりも小さい直径を通ることである。クラッチ１０が遊星歯車の対の少なくとも一部を外側で径方向に囲むにも関わらず、この有利な態様によって、上記クラッチは、第１の遊星歯車７’の周りにクラッチ１０が配置された図５に示す実施形態よりも小さい直径を有することができるようになる。
【符号の説明】
【００４５】
１  最終的な駆動ユニット
２  ２速トランスミッション
３  トランスミッション駆動シャフト
４  外歯車ユニット
５  外歯車
６  遊星歯車ユニット
７  遊星歯車
８  太陽ユニット
９  太陽歯車
１０  クラッチ
１１  受動フリーホイール
１２  遊星キャリア
１３  トランスミッション出力シャフト
１４  ディファレンシャルユニット
１５  ディファレンシャルハウジング
１６  最終的な駆動ハウジング
１７  遊星歯車シャフト
１８  ディファレンシャルクラッチ
【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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【国際調査報告】
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