JP5111496B2 - 駆動トルクを少なくとも二つの出力軸に分配するための変速機装置 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸に分配するための変速機装置に関している。

このような変速機装置ないしオーバーラップ変速機は、自動車の車軸のホイール間でトルクを異ならせるために利用される。この場合、実際のディファレンシャルの近傍に、対応する装置ないしオーバーラップ装置が設けられる。各々の伝達方向のために、マルチディスククラッチが設けられる。

本件出願人によるＤＥ１０３４８９５９Ａ１から、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸に分配するための、少なくとも二つの少なくとも３軸式の遊星ギヤセットを備えた変速機装置が知られている。この場合、遊星ギヤセットがディファレンシャルとして機能する。この場合、各遊星ギヤセットの一つの軸が、駆動軸と結合されており、各遊星ギヤセットの第２の軸が、出力軸と結合されている。更に、各遊星ギヤセットの第３の軸が、両出力軸間での駆動トルクの分配量がブレーキの伝達特性に依存して変化するというように、ブレーキと作用結合している。ＤＥ１０３４８９５９Ａ１は、更に、知られた変速機装置を制御及び調整するための方法を開示している。この場合、駆動機械の駆動トルクを変速機装置の両出力軸間で分配するために、両ブレーキの伝達特性が、一方のブレーキがある同期状態を示して他方のブレーキの伝達特性が当該ブレーキの締結状態に対応する下限値と上限値との間で変化される、というように調整される。

本件出願人によるＤＥ１０３４８９６０Ａ１も、同様に、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸に分配するための、少なくとも二つの少なくとも３軸式の遊星ギヤセットを備えた変速機装置を開示している。この場合、遊星ギヤセットがディファレンシャルとして機能する。また、この場合、各遊星ギヤセットの一つの軸が、駆動軸と結合されている。更に、各遊星ギヤセットの一つの軸は、出力軸の一つであり、各遊星ギヤセットの少なくとももう一つの軸は、他の遊星ギヤセットの一つの軸と作業結合している。この場合、運転状況に依存するある軸のトルクは、当該軸と作用結合している他の軸の各々の運転状況に依存して、当該作用結合を介して、出力軸間での回転数差が生じた場合に当該作用結合によって当該回転数差を変える（整える）トルクが遊星ギヤセットにかかる、というように支持可能である。

ドイツの公開明細書（Offenlegungsschrift）２０１７７１６は、キャタピラ車両、とりわけ整雪車両（Pistenraupen）、のためのステアリングギヤを開示している。それは、駆動ピニオンと、当該駆動ピニオンと噛み合っていて内側変速機ハウジングに固定結合されたクラウンギヤと、当該ハウジング内に回転可能に軸支された補償ホイールと、少なくとも２つの出力軸と、からなっている。この場合、この知られたディファレンシャル変速機に、第２のディファレンシャル変速機がオーバーラップされ、オーバーラップされたディファレンシャルの一方側または他方側が、全体的あるいは部分的にブレーキ可能である。

更に、ＤＥ６９７１００３３Ｔ２から、ディファレンシャル変速機が知られている。それは、一つの回転可能な構成要素を、入力側に、外部駆動力を受容するために有しており、二つの回転可能な構成要素を、出力側に有しており、また、変速機ハウジングを有している。二つの回転可能な構成要素は、入力側の回転可能な構成要素の回転軸に同軸に配置されている。また、変速機ハウジングの内部に、入力側の構成要素と出力側の構成要素とが、自由に回転可能に軸支されている。入力側の回転可能な構成要素の回転力が、出力側の回転可能な（二つの）構成要素に伝達され、当該出力側の回転可能な（二つの）構成要素の間の異なる回転数が許容（実現）される。

このディファレンシャル変速機は、更に、第１の入力側歯車を有しており、それは、入力側の回転可能な構成要素上の、軸方向端部の一方に固定されており、入力側の回転可能な構成要素と共に回転可能である。また、このディファレンシャル変速機は、更に、第２の入力側歯車を有しており、それは、入力側の回転可能な構成要素に固定されており、当該入力側の回転可能な構成要素と共に回転可能である。また、このディファレンシャル変速機は、更に、第１の出力側歯車を有しており、それは、第１の入力側歯車との関係でより大きいかより小さい減速比（Verzoegerungsverhaeltnis）を有している。第１の出力側歯車は、出力側の回転可能な構成要素と共に回転可能である。また、このディファレンシャル変速機は、更に、第２の出力側歯車を有しており、それは、第２の入力側歯車との関係でより大きいかより小さい減速比（Verzoegerungsverhaeltnis）を有している。また、このディファレンシャル変速機は、更に、少なくとも一つの遊星歯車を有しており、それは、第１の入力側歯車及び第１の出力側歯車と噛み合っている。また、このディファレンシャル変速機は、更に、少なくとも一つの第２遊星歯車を有しており、それは、第２の入力側歯車及び第２の出力側歯車と噛み合っている。

ＤＥ６９７１００３３Ｔ２に基づく変速機では、第２の入力側歯車が、入力側の回転可能な構成要素上の、軸方向端部の一方に配置されている。第２の出力側歯車は、出力側の回転可能な構成要素の一つと同軸に回転可能である。更に、このディファレンシャル変速機は、キャリヤ（保持器：Traeger）を有しており、それは、第１遊星歯車及び第２遊星歯車を支持していて、それらは、それら固有の軸回りに回転可能であり、且つ、入力側の回転可能な構成要素の回転軸回りを巡回するようになっている。

更に、入力側の回転可能な構成要素の回転軸回りのキャリヤの回転を任意の制御力で制御するための第１回転制御部が設けられ、また、第２出力側歯車の回転を任意の制御力で制御するための第２回転制御部が設けられている。当該回転制御部は、複数の摩擦板を有しており、それらはキャリヤあるいは第２出力側歯車と共に、回転可能であり、当該摩擦板を押圧する圧力媒体が任意の圧力で提供されている。このような公知の変速機は、不利なことに、極めて多数の構成要素を有しており、更に、製造コスト及び組立コストが高い。

本発明の課題は、ディファレンシャルを有して簡単に構成される、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸に分配するための変速機装置を提示すること、である。とりわけ、オーバーラップ装置（Ueberlagerungseinheit）がディファレンシャルに一体化されるべきであり、当該オーバーラップ装置の動作が、ディファレンシャルの一方側で可能とされるべきである。

本発明は、特許請求の範囲の請求項１及び２の特徴によって解決される。本発明による更なる実施の形態ないし利点が、対応する下位請求項から明らかにされる。

すなわち、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸に分配するための変速機装置であって、ディファレンシャルを備えており、当該ディファレンシャルは出力軸に恒久的に接続されており、ディファレンシャルケージと一方側の出力との間に作動装置が設けられ、当該作動装置によって両方向にトルクが伝達され得る、という変速機装置が提案される。

本発明の第１の実施の形態においては、ディファレンシャルのディファレンシャルケージと一方側の出力との間に、デュアル遊星ギヤセットが、当該出力と同軸に設けられている。当該デュアル遊星ギヤセットは、第１太陽歯車と、第２太陽歯車と、第１遊星グループギヤと、中間遊星グループギヤと、内ば歯車と、を有している。前記内ば歯車は、前記ディファレンシャルケージに接続されており、前記遊星ギヤセットのリブは、前記出力に接続されている。ここで、第１太陽歯車は、第１遊星グループギヤと噛み合っており、トルクを一方向にシフトさせる（異ならせる）ために、ブレーキによって変速機装置のハウジングに制御されつつ減速可能ないし結合可能である。本発明によれば、遊星ギヤセットの第２太陽歯車は、中間遊星グループギヤと噛み合っており、トルクを反対方向にシフトさせる（異ならせる）ために、別のブレーキによって変速機装置のハウジングに制御されつつ減速可能ないし結合可能である。

本発明の第２の有利な実施の形態では、切換可能な伝達比（ギヤ比）による制御作動部が、プラス遊星ギヤセットに置換される。この動作は、また、ブレーキを介して、プラス遊星ギヤセットのリブにおいて行われる。

ここで、ディファレンシャルのディファレンシャルケージとパワーフロー方向に見て一方側の出力との間に、２つのプラス遊星ギヤセット（第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット）が、当該出力と同軸に直列に設けられており、第１遊星ギヤセットは、第１太陽歯車と、第２太陽歯車と、第１遊星グループギヤと、第２遊星グループギヤと、を有しており、第２遊星ギヤセットは、第１太陽歯車と、第２太陽歯車と、第１遊星グループギヤと、第２遊星グループギヤと、を有しており、第１遊星ギヤセットの第１太陽歯車は、前記ディファレンシャルケージに接続されており、第１遊星ギヤセットの第２太陽歯車は、第２遊星ギヤセットの第１太陽歯車に接続されている。

更に、第２遊星ギヤセットの第２太陽歯車は、前記出力に接続されており、第２遊星ギヤセットのリブは、当該変速機装置の作動ないし調整可能な回転トルクの伝達のために、ブレーキによって、当該変速機装置のハウジングに制御されつつ減速可能ないし結合可能である。また、第１遊星ギヤセットのリブは、ギヤ比反転（Uebersetzungsumkehr）を実現するために、好適にはドグクラッチを介して、当該変速機装置のハウジングに結合可能である。

本発明は、以下に、添付の図面に基づいて、例示的に、より詳細に説明される。

図１は、本発明の第１の実施の形態の概略図である。ここでは、ディファレンシャルのディファレンシャルケージと一方側の出力との間に、デュアル遊星ギヤセットが、当該出力と同軸に設けられている。

図２は、本発明の第２の実施の形態の概略図である。ここでは、ディファレンシャルのディファレンシャルケージとパワーフロー方向に見て一方側の出力との間に、２つのプラス遊星ギヤセット（Plus-Planetensaetze）が、当該出力と同軸に、直列に配置されている。

図１に示されるように、本発明による変速機装置１は、ディファレンシャル２を有している。ディファレンシャル２は、駆動部Ａｎによって駆動されるディファレンシャルケージ３を有している。出力部Ａｂ１及びＡｂ２が、ディファレンシャル２に結合されている。図１に示されるように、ディファレンシャルケージ３と一方側の出力Ａｂ２との間に、デュアル遊星ギヤセット４が、当該出力Ａｂ２と同軸に設けられている。デュアル遊星ギヤセット４は、第１太陽歯車５と、第２太陽歯車６と、第１遊星グループギヤ７と、中間遊星グループギヤ８と、内ば歯車９と、を有している。中間遊星グループギヤ８は、半径方向に見て、第２太陽歯車６と第１遊星グループギヤ７との間に配置されている。

内ば歯車９は、ディファレンシャルケージ３に接続されており、遊星ギヤセット４のリブ１０は、出力Ａｂ２に接続されている。また、第１太陽歯車５は、第１遊星グループギヤ７と噛み合っており、一方向（図示の実施の形態では低速方向）にシフトさせる（偏らせる）ために、ブレーキ１１を介してハウジングＧに結合可能である。また、第２太陽歯車６は、中間遊星グループギヤ８と噛み合っており、反対方向（図示の実施の形態では高速方向）にシフトさせる（偏らせる）ために、別のブレーキ１２を介してハウジングＧに結合可能である。

図２に示された実施の形態では、ディファレンシャルケージ３とパワーフロー方向に見て一方側の出力Ａｂ２との間に、２つのプラス遊星ギヤセット１３及び２３が、当該出力Ａｂ２と同軸に直列に設けられている。遊星ギヤセット１３は、第１太陽歯車１４と、第２太陽歯車１５と、第１遊星グループギヤ１６と、第２遊星グループギヤ１７と、を有している。遊星ギヤセット２３は、第１太陽歯車２４と、第２太陽歯車２５と、第１遊星グループギヤ２６と、第２遊星グループギヤ２７と、を有している。

ここで、遊星ギヤセット１３の第１太陽歯車１４は、ディファレンシャルケージ３に接続されており、これによって駆動される。また、遊星ギヤセット１３の第２太陽歯車１５は、遊星ギヤセット２３の第１太陽歯車２４に接続されている。更に、遊星ギヤセット２３の第２太陽歯車２５は、出力Ａｂ２に接続されている。本発明によれば、遊星ギヤセット２３のリブ２８が、当該変速機装置の作動のために、ブレーキ２９を介して、ハウジングＧに制御されつつ減速可能ないし結合可能である。また、遊星ギヤセット１３のリブ１８が、ギヤ比反転（Uebersetzungsumkehr）を実現するために、好適にはドグクラッチ１９を介して、ハウジングＧに結合可能である。

本発明の好適な一実施の形態では、遊星ギヤセット１３のステーショナリギヤ比（Standuebersetzung）ｉ＿２は、遊星ギヤセット２３のステーショナリギヤ比ｉ＿１の２乗（Quadrat）に等しい。

当然のことながら、いかなる構造上の形態も、特に本発明による変速機装置のそれ自体ならびに相互のいかなる空間的配置も、技術的に有意である限り、たとえそれら形態が図面や前記説明の中で明確に示されていなくとも、請求項の中に記載されているような変速機装置の機能に影響を与えずに、提示されている請求項の保護範囲に含まれる。

本発明の第１の実施の形態の概略図である。ここでは、ディファレンシャルのディファレンシャルケージと一方側の出力との間に、デュアル遊星ギヤセットが、当該出力と同軸に設けられている。 本発明の第２の実施の形態の概略図である。ここでは、ディファレンシャルのディファレンシャルケージとパワーフロー方向に見て一方側の出力との間に、２つのプラス遊星ギヤセット（Plus-Planetensaetze）が、当該出力と同軸に、直列に配置されている。

Claims (3)

1. 駆動トルクを少なくとも二つの出力軸（Ａｂ１、Ａｂ２）に分配するための変速機装置であって、
   ディファレンシャル（２）を備えており、
   前記ディファレンシャル（２）は、出力軸（Ａｂ１、Ａｂ２）に恒久的に接続されており、
   ディファレンシャル（２）のディファレンシャルケージ（３）とパワーフロー方向に見て一方側の出力（Ａｂ２）との間に、第１のプラス遊星ギヤセット（１３）と第２のプラス遊星ギヤセット（２３）とが、当該出力（Ａｂ２）と同軸に直列に設けられており、
   前記第１の遊星ギヤセット（１３）は、
   第１太陽歯車（１４）と、
   第２太陽歯車（１５）と、
   第１遊星グループギヤ（１６）と、
   第２遊星グループギヤ（１７）と、
   を有しており、
   前記第２の遊星ギヤセット（２３）は、
   第１太陽歯車（２４）と、
   第２太陽歯車（２５）と、
   第１遊星グループギヤ（２６）と、
   第２遊星グループギヤ（２７）と、
   を有しており、
   前記第１の遊星ギヤセット（１３）の第１太陽歯車（１４）は、前記ディファレンシャルケージ（３）に接続されており、
   前記第１の遊星ギヤセット（１３）の第２太陽歯車（１５）は、前記第２の遊星ギヤセット（２３）の第１太陽歯車（２４）に接続されており、
   前記第２の遊星ギヤセット（２３）の第２太陽歯車（２５）は、前記出力（Ａｂ２）に接続されており、
   前記第２の遊星ギヤセット（２３）のリブ（２８）は、当該変速機装置（１）の動作のために、ブレーキ（２９）によってハウジング（Ｇ）に制御されつつ減速可能ないし結合可能であり、
   前記第１の遊星ギヤセット（１３）のリブ（１８）は、ギヤ比反転（Uebersetzungsumkehr）を実現するために、ハウジング（Ｇ）に結合可能である
   ことを特徴とする変速機装置。
2. 前記第１の遊星ギヤセット（１３）のリブ（１８）は、ギヤ比反転（Uebersetzungsumkehr）を実現するために、ドグクラッチ（１９）を介して、ハウジング（Ｇ）に結合可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸（Ａｂ１、Ａｂ２）に分配するための変速機装置。
3. 前記第１の遊星ギヤセット（１３）のステーショナリギヤ比ｉ＿２は、前記第２の遊星ギヤセット（２３）のステーショナリギヤ比ｉ＿１の２乗に等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載の、駆動トルクを少なくとも二つの出力軸（Ａｂ１、Ａｂ２）に分配するための変速機装置。

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