DE102004033396A1 - Untersetzungsgetriebe - Google Patents

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Abstract

Untersetzungsgetriebe, aufweisend eine Antriebsquelle (5, 1005, 2005, 3005), die eine Getriebewelle (95, 1078, 2084, 3084) aufweist, ein Gehäuse (31, 1031, 2041, 3041), einen ersten Untersetzungsmechanismus (33, 1033, 2033, 3033) zum Reduzieren einer Antriebskraft der Antriebsquelle, wobei der erste Untersetzungsmechanismus an dem Gehäuse abgestützt ist und einen Planetenradträger (63, 1063, 2063, 3063), ein Planetenrad (65, 1065, 1065A, 2065, 3065), das an dem Planetenradträger drehbar abgestützt ist, ein Hohlrad (67, 1067, 2067, 3067), das mit dem Planetenrad in Eingriff steht, und ein Sonnenrad (69, 1069, 2069, 3069) aufweist, das mit dem Planetenrad in Eingriff steht, einen zweiten Untersetzungsmechanismus (35, 1035, 2035, 3035) zum Reduzieren der Leistung des ersten Untersetzungsmechanismus, wobei der zweite Untersetzungsmechanismus in Bezug auf eine Axialrichtung der Getriebewelle zwischen der Antriebsquelle und dem ersten Untersetzungsmechanismus positioniert ist, und eine Verteilervorrichtung (37, 1037, 2037, 3037) zum Verteilen der Leistung des zweiten Untersetzungsmechanismus auf ein Paar Achswellen (25, 27; 1025, 1027; 2025, 2027; 3025, 3027), wobei die Verteilervorrichtung an dem Gehäuse abgestützt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb.
  • In 15 ist als Beispiel ein herkömmliches Untersetzungsgetriebe gezeigt. Das Untersetzungsgetriebe 201 reduziert die Leistung eines Elektromotors 203 zum Übertragen auf eine linke und eine rechte Achswelle und Antreiben eines linken und eines rechten Hinterrades. Der Elektromotor 203 dient als Nebenantriebsquelle, während ein Motor an der Vorderseite zum Antreiben eines linken und eines rechten Vorderrades als Hauptantriebsquelle dient.
  • Das Untersetzungsgetriebe 201 stützt eine erste Getriebewelle 207, welche die Leistung des Elektromotors 203 aufnimmt, in einem ortsfesten Gehäuse 205 drehbar ab. Die erste Getriebewelle 207 weist ein Untersetzungsrad 211 auf, das mit einem anderen Untersetzungsrad 213 in Eingriff steht, um einen ersten Untersetzungsmechanismus 209 zu bilden. Das Untersetzungsrad 213 des ersten Untersetzungsmechanismus 209 ist auf einer zweiten Getriebewelle 215 vorgesehen, die parallel zu der ersten Getriebewelle 207 angeordnet und in dem Gehäuse 205 drehbar abgestützt ist.
  • Die zweite Getriebewelle 215 ist mit einem Untersetzungsrad 219 versehen, das mit einem anderen Untersetzungsrad 221 in Eingriff steht, um einen zweiten Untersetzungsmechanismus 217 zu bilden. Das Untersetzungsrad 221 des zweiten Untersetzungsmechanismus 217 ist auf einer dritten Getriebewelle 223 vorgesehen, die parallel zu der ersten und der zweiten Getriebewelle 207 und 215 angeordnet und in dem Gehäuse 205 drehbar abgestützt ist.
  • Die dritte Getriebewelle 223 ist mit einem Untersetzungsrad 227 versehen, das mit einem Tellerrad 229 als ein anderes Untersetzungsrad in Eingriff steht, um einen dritten Untersetzungsmechanismus 225 zu bilden. Das Tellerrad 229 ist an einem hinteren Differential 231 als Differentialgetriebe vorgesehen. Eine Welle des hinteren Differentials 231 ist parallel zu der ersten, der zweiten und der dritten Getriebewelle 207, 215 und 223 angeordnet. Das hintere Differential 231 ist über Achswellen ineinandergreifend mit dem linken und dem rechten Hinterrad verbunden.
  • Dementsprechend wird durch den Elektromotor 203 die erste Getriebewelle 207 angetrieben, um ein Drehmoment über den ersten Untersetzungsmechanismus 209 auf die zweite Getriebewelle 215 zu übertragen. Von der zweiten Getriebewelle 215 wird das Drehmoment über den zweiten Untersetzungsmechanismus 217 auf die dritte Getriebewelle 223 und über den dritten Untersetzungsmechanismus 225 auf das hintere Differential 231 übertragen. Von dem hinteren Differential 231 wird das Drehmoment über die linke und die rechte Achswelle auf das linke und das rechte Hinterrad übertragen, so dass diese von dem Elektromotor 203 angetrieben werden.
  • Die Vorderräder werden von dem Motor als Hauptantriebsquelle angetrieben. Daher ist es möglich, ein Hybridfahrzeug mit einem Vierradantrieb zu schaffen.
  • 16 zeigt ein weiteres herkömmliches Untersetzungsgetriebe. Zur Vereinfachung der Erläuterung werden gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in 15 bezeichnet.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe 201A in 16 sind die erste Getriebewelle 207 und die zweite Getriebewelle 215 koaxial zueinander angeordnet, und der erste Untersetzungsmechanismus 209A wird von einem Planetengetriebemechanismus gebildet.
  • Daher wird die Leistung des Elektromotors 203 auf die erste Getriebewelle 207 übertragen, in dem ersten Untersetzungsmechanismus 209A reduziert und auf die zweite Getriebewelle 215 übertragen. Die weitere Drehmomentübertragung ist dieselbe wie bei dem Untersetzungsgetriebe 201 in 15.
  • Da die herkömmlichen ersten Untersetzungsmechanismen 209 und 209A nahe des Elektromotors 203 montiert sind; hat jedoch ein Fehler bei der Montage des Elektromotors 203 einen direkten Einfluss auf den ersten Untersetzungsmechanismus 209 und 209A derart, dass Vibrationen oder ungewöhnliche Geräusche in dem ersten Untersetzungsmechanismus 209 und 209A auftreten können und somit Verbesserungen in der akustischen Vibration oder Haltbarkeit beschränkt sind (siehe zum Beispiel JP-A-2001-287550).
  • Darüber hinaus ist in 14 ein anderes herkömmliches Untersetzungsgetriebe gezeigt (siehe zum Beispiel JP-A-2003-104073). Das Untersetzungsgetriebe 1201 in 14 reduziert die Leistung eines Elektromotors zum Übertragen auf eine linke und eine rechte Achswelle und Antreiben eines linken und eines rechten Hinterrades. Der Elektromotor dient als Nebenantriebsquelle, während ein Motor, wie ein Verbrennungsmotor, an der Vorderseite zum Antreiben eines linken und eines rechten Vorderrades als Hauptantriebsquelle dient.
  • Das Untersetzungsgetriebe 1201 stützt eine erste Getriebewelle 1207 in einem ortsfesten Gehäuse 1205 drehbar ab. Die erste Getriebewelle 1207 weist ein Untersetzungsrad 1211 auf, das mit einem anderen Untersetzungsrad 1215 in Eingriff steht, um einen ersten Untersetzungsmechanismus 1209 zu bilden. Das Untersetzungsrad 1215 des ersten Untersetzungsmechanismus 1209 ist an einer zweiten Getriebewelle 1217 abgestützt, die parallel zu der ersten Getriebewelle 1207 angeordnet und in dem Gehäuse 1205 drehbar abgestützt ist.
  • Die zweite Getriebewelle 1217 ist mit einem Untersetzungsrad 1221 versehen, das mit einem anderen Untersetzungsrad 1223 in Eingriff steht, um einen zweiten Untersetzungsmechanismus 1219 zu bilden. Das Untersetzungsrad 1223 des zweiten Untersetzungsmechanismus 1219 ist über ein Lager 1229 relativ zu einem Differentialgehäuse 1227 eines hinteren Differentialgetriebes 1225 drehbar an diesem abgestützt.
  • Das hintere Differentialgetriebe 1225 stützt einen Differentialgetriebemechanismus 1231 in dem Differentialgehäuse 1227 ab. Das Differentialgehäuse 1227 ist über ein Lager 1233 an dem Gehäuse 1205 drehbar abgestützt.
  • Die Übertragung und Unterbrechung des Drehmoments zwischen dem Untersetzungsrad 1223 und dem Differentialgehäuse 1227 wird mittels einer elektromagnetischen Kupplung 1235 unter Verwendung mehrerer Reibscheiben durchgeführt.
  • Dementsprechend wird bei eingekuppelter Kupplung 1235 und betriebenem Elektromotor ein Drehmoment, das durch den ersten und den zweiten Untersetzungsmechanismus 1209 und 1219 reduziert wird, auf ein hinteres Differentialgetriebe 1225 übertragen. Von dem hinteren Differentialgetriebe 1225 wird das Drehmoment auf die linke und die rechte Achswelle übertragen. Durch dieses Drehmoment wird der Antrieb des Motors beim Anfahren oder Bergauffahren unterstützt.
  • Wenn der Elektromotor nicht betrieben wird, ist die elektromagnetische Kupplung 1235 ausgekuppelt. In diesem Zustand wird die Drehung der Hinterräder auf das Differentialgetriebe 1225, jedoch nicht auf den ersten und den zweiten Untersetzungsmechanismus 1209 und 1219 und den Elektromotor übertragen. Daher werden, wenn der Elektromotor gestoppt wird, der erste und der zweite Untersetzungsmechanismus 1209 und 1219 und der Elektromotor nicht mehr zwangsläufig von der Drehung der Hinterräder gedreht.
  • Um eine hohe Leistung in dem Untersetzungsgetriebe 1201 zu erreichen, kann im Allgemeinen die Dimensionierung des Elektromotors vergrößert werden.
  • Jedoch tritt bei einer derartigen Struktur dadurch, dass die hohe Untersetzung lediglich von dem ersten und dem zweiten Untersetzungsmechanismus 1209 und 1219 durchgeführt werden muss, das Problem auf, dass ungewöhnliche Geräusche an den Untersetzungsrädern 1211 und 1215 oder den Untersetzungsrädern 1221 und 1223 leicht auftreten.
  • Mit der Erfindung wird ein Untersetzungsgetriebe geschaffen, bei dem das Schallschwingungsverhalten und die Haltbarkeit mit geringerer Beeinflussung durch Fehler bei der Montage des Elektromotors verbessert und Vibrationen oder ungewöhnliche Geräusche verringert werden.
  • Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch ein Untersetzungsgetriebe, aufweisend eine Antriebsquelle, die eine Getriebewelle aufweist, ein Gehäuse, einen ersten Untersetzungsmechanismus zum Reduzieren einer Antriebskraft der Antriebsquelle, wobei der erste Untersetzungsmechanismus an dem Gehäuse abgestützt ist und einen Planetenradträger, ein Planetenrad, das an dem Planetenradträger drehbar abgestützt ist, ein Hohlrad, das mit dem Planetenrad in Eingriff steht, und ein Sonnenrad aufweist, das mit dem Planetenrad in Eingriff steht, einen zweiten Untersetzungsmechanismus zum Reduzieren der Leistung des ersten Untersetzungsmechanismus, wobei der zweite Untersetzungsmechanismus in Bezug auf eine Axialrichtung der Getriebewelle zwischen der Antriebsquelle und dem ersten Untersetzungsmechanismus positioniert ist, und eine Verteilervorrichtung zum Verteilen der Leistung des zweiten Untersetzungsmechanismus auf ein Paar Achswellen, wobei die Verteilervorrichtung an dem Gehäuse abgestützt ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann der zweite Untersetzungsmechanismus ein Untersetzungsrad, das an einer Abtriebsseite des ersten Untersetzungsmechanismus vorgesehen ist, und ein Tellerrad aufweisen, das an einer Seite der Verteilervorrichtung vorgesehen ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe können das Untersetzungsrad und das Tellerrad in einer inneren Position in Bezug auf einen äußersten Abschnitt des ersten Untersetzungsmechanismus in Radialrichtung miteinander in Eingriff gebracht sein.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die Getriebewelle mit dem Sonnenrad verbunden sein.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann der Planetenradträger relativ zu dem Gehäuse drehbar sein, wobei das Hohlrad relativ zu dem Gehäuse nicht drehbar ist, und wobei der zweite Untersetzungsmechanismus ein Untersetzungsrad, das sich zusammen mit dem Planetenradträger dreht, und ein Tellerrad aufweisen kann, das an einer Seite der Verteilervorrichtung in Eingriff mit dem Untersetzungsrad vorgesehen ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann der Planetenradträger relativ zu dem Gehäuse nicht drehbar sein, wobei das Hohlrad relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, und wobei der zweite Untersetzungsmechanismus ein Untersetzungsrad, das zusammen mit dem Hohlrad drehbar ist, und ein Tellerrad aufweisen kann, das an einer Seite der Verteilervorrichtung in Eingriff mit dem Untersetzungsrad vorgesehen ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann Planetenrad eine Mehrzahl von abgestuften Rädern aufweisen, von denen zumindest ein Rad mit dem Sonnenrad in Eingriff steht und ein Rad mit dem Hohlrad in Eingriff steht.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann das Planetenrad ein erstes abgestuftes Rad in Eingriff mit dem Sonnenrad und ein zweites abgestuftes Rad in Eingriff mit dem Hohlrad aufweisen.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die Antriebsquelle einen Elektromotor aufweisen.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die Antriebsquelle an einem Kraftfahrzeug montiert sein, das eine Hauptantriebsquelle zum Antreiben der einen von Vorder- und Hinterrädern und eine Nebenantriebsquelle zum Antreiben der anderen der Vorder- und Hinterräder aufweist, wobei die Antriebsquelle die Nebenantriebsquelle ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die Hauptantriebsquelle ein Verbrennungsmotor sein, wobei die Nebenantriebsquelle ein Elektromotor ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann eine Abtriebswelle des ersten Untersetzungsmechanismus koaxial zu der Getriebewelle und an deren Außenseite angeordnet sein.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann das Gehäuse zumindest ein erstes Gehäuse mit einer ersten Seitenwand und ein zweites Gehäuse mit einer zweiten Seitenwand aufweisen, wobei die eine Seite des Planetenradträgers an dem ersten Gehäuse abgestützt sein kann und die Antriebsquelle an dem zweiten Gehäuse abgestützt sein kann.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die eine Seite des Planetenradträgers über ein Lager an der ersten Seitenwand drehbar abgestützt sein.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die andere Seite des Planetenradträgers an dem zweiten Gehäuse abgestützt sein.
  • Das Untersetzungsgetriebe kann ferner eine Trägerachse aufweisen, über welche der Planetenradträger nicht drehbar an der ersten Seitenwand abgestützt sein kann.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann eines von dem Sonnenrad und der Getriebewelle an dem Planetenradträger abgestützt sein.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann der zweite Untersetzungsmechanismus ein Ritzel, das an einer Außenseite des ersten Untersetzungsmechanismus vorgesehen ist, und ein Tellerrad aufweisen, das an der Verteilervorrichtung vorgesehen ist.
  • Das Untersetzungsgetriebe kann ferner einen Kupplungsmechanismus aufweisen, der in einem Getriebestrang von der Getriebewelle zu der Achswelle vorgesehen ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann die Verteilervorrichtung einen Kupplungsmechanismus aufweisen, der zwischen dem zweiten Untersetzungsmechanismus und der Achswelle positioniert ist.
  • Bei dem Untersetzungsgetriebe kann eine Achse des Kupplungsmechanismus parallel zu der Getriebewelle angeordnet sein, und der Kupplungsmechanismus und die Antriebsquelle können in Bezug auf die Axialrichtung teilweise überlappen.
  • Das Untersetzungsgetriebe kann ferner einen Kupplungsmechanismus aufweisen, der zwischen dem ersten Untersetzungsmechanismus und dem zweiten Untersetzungsmechanismus vorgesehen ist.
  • Das Untersetzungsgetriebe kann ferner einen Kupplungsmechanismus aufweisen, der zwischen der Verteilervorrichtung und der Achswelle vorgesehen ist.
  • Da der zweite Untersetzungsmechanismus zwischen dem Elektromotor und dem ersten Untersetzungsmechanismus angeordnet ist, um den ersten Untersetzungsmechanismus in einem Abstand von dem Elektromotor zu trennen, hat ein Fehler bei der Montage des Elektromotors keinen Einfluss auf den ersten Untersetzungsmechanismus, und es ist möglich, das Auftreten von Vibrationen oder ungewöhnlichen Geräuschen in dem ersten Untersetzungsmechanismus zu unterdrücken und das Schallschwingungsverhalten oder die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Ferner, da der zweite Untersetzungsmechanismus einfach zwischen dem Elektromotor und dem ersten Untersetzungsmechanismus angeordnet ist, ist es möglich, die Antriebskraft des Elektromotors durch den ersten Untersetzungsmechanismus zu reduzieren und die von dem Planetenradträger des ersten Untersetzungsmechanismus reduzierte Antriebskraft auf den zweiten Untersetzungsmechanismus zu übertragen. Die Antriebskraft kann weiter durch das Untersetzungsrad des zweiten Untersetzungsmechanismus und das Tellerrad reduziert werden und kann zuverlässig auf das Differential übertragen werden.
  • Ferner kann die Nebenantriebsquelle in der Größe und im Gewicht reduziert werden. Außerdem ist es möglich, sowohl das Schallschwingungsverhalten der Nebenantriebsquelle als auch die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Ferner ist es möglich, da bei einem Hybridfahrzeug das Untersetzungsgetriebe die Antriebskraft auf die einen von den Vorder- und Hinterrädern oder die anderen der Vorder- und Hinterräder überträgt, die Größe und das Gewicht des Untersetzungsgetriebes zu reduzieren. Außerdem ist es möglich, sowohl das Schallschwingungsverhalten als auch die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Außerdem kann das Untersetzungsgetriebe die Leistung bei einer hohen Drehzahl der Antriebsquelle auf das Sonnenrad übertragen und die hohe Drehzahl des Sonnenrades von dem Hohlrad über das Planetenrad, das an dem Planetenradträger drehbar abgestützt ist, der als ein Körper oder einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist, mit reduzierter Drehzahl übertragen. Dementsprechend treten bei der hohen Untersetzung weniger ungewöhnliche Geräusche beim Eingriff der Räder auf, so dass die Tragfestigkeit verbessert wird. Ferner kann, da die hohe Drehzahl der Antriebsquelle stark reduziert wird, die hohe Leistung oder die hohe Drehzahl erreicht werden, ohne die Antriebsquelle groß zu dimensionieren, so dass das Gewicht reduziert werden kann.
  • Selbst wenn das Sonnenrad und die Abtriebswelle der Antriebsquelle infolge eines Montagefehlers mehr oder weniger von der Mitte abweichen, kann eine solche Abweichung durch Auslenkung der Getriebewelle absorbiert werden, die sich bis zu der Seite der Antriebsquelle erstreckt. Daher kann der Eingriff zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenrad zuverlässig vorgenommen werden, wodurch ungewöhnliche Geräusche sicherer zurückgehalten werden können.
  • Die hohe Drehzahl der Antriebsquelle kann in den mehreren Stufen zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad reduziert werden, und die Antriebsquelle kann in der Größe kleiner gestaltet werden.
  • Da die Antriebsquelle in Bezug auf die Hauptantriebsquelle die Nebenantriebsquelle ist, kann diese in den Abmessungen und im Gewicht reduziert werden.
  • Da die Hauptantriebsquelle der Verbrennungsmotor ist und die Nebenantriebsquelle der Elektromotor ist, und einer von dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor die einen von den Vorder- und Hinterrädern antreibt, und die andere Antriebsquelle die anderen der Vorder- und Hinterräder antreibt, ist es möglich, das Untersetzungsgetriebe klein und leicht zu gestalten, um die Antriebskraft auf die einen von den Vorder- und Hinterrädern bei dem Vierradantriebsfahrzeug zu übertragen.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Draufsicht eines Hybridfahrzeuges, bei dem ein Untersetzungsgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
  • 2 einen Schnitt des Untersetzungsgetriebes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3A einen Schnitt, der die Beziehung zwischen einem Verbindungsteil und einem Eingriffsteil zeigt, und 3B eine einfache Abwicklung, welche die Anordnung von Rollen zeigt, jeweils auf die erste Ausführungsform der Erfindung bezogen;
  • 4 einen Schnitt eines Untersetzungsgetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5A einen Schnitt, der die Beziehung zwischen einem Verbindungsteil und einem Eingriffsteil zeigt, und 5B eine einfache Abwicklung, welche die Anordnung von Rollen zeigt, jeweils auf die zweite Ausführungsform der Erfindung bezogen;
  • 6 eine schematische Draufsicht eines Hybridfahrzeuges, bei dem ein Untersetzungsgetriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
  • 7 einen Schnitt des Untersetzungsgetriebes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 einen vergrößerten Schnitt der grundlegenden Teile des Untersetzungsgetriebes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 einen Schnitt, der die Beziehung zwischen einem Verbindungsteil und einem Eingriffsteil gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 10 einen Schnitt eines Untersetzungsgetriebes gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 einen vergrößerten Schnitt der grundlegenden Teile des Untersetzungsgetriebes gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 12 ein Blockbild eines Untersetzungsgetriebes gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
  • 13 ein Blockbild eines Untersetzungsgetriebes gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
  • 14 einen Schnitt eines herkömmlichen Untersetzungsgetriebes mit Antriebskraftunterbrechung;
  • 15 einen Schnitt eines anderen herkömmlichen Untersetzungsgetriebes; und
  • 16 einen Schnitt eines weiteren herkömmlichen Untersetzungsgetriebes mit Antriebskraftunterbrechung.
  • Mit Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Draufsicht eines Hybridfahrzeuges, bei dem ein Untersetzungsgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird. Wie in 1 gezeigt ist, weist das Hybridfahrzeug 1 einen Motor 3 als Hauptantriebsquelle und einen Elektromotor 5 als Nebenantriebsquelle auf. Der Motor 3 ist die Antriebsquelle zum Antreiben des linken und des rechten Vorderrades 7 und 9, während der Elektromotor 5 die Antriebsquelle zum Antreiben des linken und des rechten Hinterrades 11 und 13 ist. Es ist auch möglich, die Vorderräder 7, 9 mittels des Elektromotors 5 als Nebenantriebsquelle anzutreiben und die Hinterräder 11, 13 mittels des Motors 3 als Hauptantriebsquelle anzutreiben.
  • Die Leistung des Motors 3 wird über eine Getriebe 15 an ein vorderes Differential 17 als Differentialgetriebe abgegeben. Die Vorderräder 7, 9 sind über eine linke und eine rechte Achswelle 19 und 21 ineinandergreifend mit dem vorderen Differential 17 verbunden.
  • Die Leistung des Elektromotors 5 wird an ein Untersetzungsgetriebe 23 abgegeben. Die Hinterräder 11, 13 sind über eine linke und eine rechte Achswelle 25 und 27 ineinandergreifend mit der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes 23 verbunden.
  • Der Elektromotor 5 wird von einer Batterie 29 oder direkt von einem Generator (nicht gezeigt) mit Strom versorgt, der bei laufendem Motor 3 von diesem angetrieben wird, und bei reduzierter Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird der erzeugte Strom des Generators in die Batterie 29 geladen.
  • Dementsprechend wird während des Fahrens das Drehmoment normalerweise von dem Motor 3 über das Getriebe 15 auf das vordere Differential 17 übertragen. Von dem vorderen Differential 17 wird das Drehmoment über die Achswellen 19, 21 auf die Vorderräder 7, 9 übertragen.
  • Ferner wird der durch den Betrieb des Motors 3 in dem Generator erzeugte Strom dem Elektromotor 5 zugeführt, und die Leistung des Elektromotors 5 wird auf das Untersetzungsgetriebe 23 übertragen, von dem das Drehmoment über die Achswellen 25, 27 auf die Hinterräder 11, 13 übertragen wird.
  • Daher kann das Hybridfahrzeug 1 durch Antreiben der Vorderräder 7, 9 mittels des Motors 3 und zusätzliches Antreiben der Hinterräder 11, 13 mittels des Elektromotors 5 im Vierradantriebszustand fahren.
  • Beim Anfahren und Beschleunigen aus der Fahrt wird der Elektromotor 5 von der Batterie 29 mit Strom versorgt, so dass ein sanftes Anfahren und Beschleunigen möglich sind. Beim Reduzieren der Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird die Batterie 29 durch den Generator mit Elektroenergie geladen, um ein nachfolgendes Anfahren und Beschleunigen vorzubereiten.
  • Ferner kann als anderes Beispiel das Fahrzeug 1 ohne Benutzung einer Batterie 29, jedoch unter Verwendung eines Wechselstromgenerators angetrieben werden, der an dem Motor 3 vorgesehen ist, so dass der Elektromotor 5 direkt von dem Wechselstromgenerator mit Strom versorgt wird.
  • 2 zeigt einen Schnitt des Untersetzungsgetriebes 23 des Hybridfahrzeuges 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Wie in 2 gezeigt ist, weist das Untersetzungsgetriebe 23 einen ersten Untersetzungsmechanismus 33, einen zweiten Untersetzungsmechanismus 35 und ein hinteres Differential 37 als Differentialgetriebe (Verteilervorrichtung) innerhalb eines Gehäuses 31 auf, das ortsfest an der Seite der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist.
  • Das Gehäuse 31 ist aus einer Legierung auf Aluminiumbasis und ist aus einem Hauptkörper (zweites Gehäuse) 39 und einer Abdeckung (erstes Gehäuse) 41 zusammengesetzt, die mittels Schrauben und Muttern (nicht gezeigt) befestigt sind. Ferner sind eine Antriebsseite 43 und eine Abtriebsseite 45 in dem Gehäuse 31 einstückig mit dem Hauptkörper 39 und der Abdeckung 41 ausgebildet.
  • An der linken und der rechten Abtriebsseite 45 des Gehäuses 31 sind Nabenteile 47, 49 mit Dichtungsteilen 51, 53 vorgesehen, an deren Innenseite Lagerstützen 48, 50 ausgebildet sind. Die rechte Lagerstütze 50 ist zylindrisch am Innenumfang einer Endwand 52 des Gehäuses 31 ausgebildet und ragt in das Gehäuse 31 hinein.
  • An der Antriebsseite 43 des Gehäuses 31 ist ein Durchgangsabschnitt 55 in dem Hauptkörper 39 ausgebildet, wobei um den Außenumfang des Durchgangsabschnitts 55 herum ein Befestigungsflansch 57 vorgesehen ist, an dem der Elektromotor 5 mittels Schrauben und Muttern (nicht gezeigt) befestigt ist. Der Durchgangsabschnitt 55 ist mit einem Dichtungsteil 59 versehen.
  • Der erste Untersetzungsmechanismus 33 ist in Bezug auf den Elektromotor 5 an der Seite der Abdeckung 41 des Hauptkörpers 39 des Gehäuses 31 platziert. Der erste Untersetzungsmechanismus 33 ist als Planetengetriebemechanismus ausgebildet und weist einen Planetenradträger 63, ein Planetenrad 65, ein Hohlrad 67 und ein Sonnenrad 69 auf.
  • Der Planetenradträger 63 kuppelt eine linke und eine rechte Trägerplatte 71, 73 in Umfangsrichtung einer Trägerachse 75 und des Planetenrades 65 mittels Brückenteilen (nicht gezeigt), welche die Trägerplatten 71, 73 miteinander verbinden. Die eine Trägerplatte 71 ist einstückig mit einem Hohlachsenteil 77 ausgebildet, das über ein Kugellager 79 in der Abdeckung 41 (erste Seitenwand) drehbar abgestützt ist. Die andere Trägerplatte 73 ist einstückig mit einer Hohlachse 81 ausgebildet, die über ein Kugellager 83 in einer Seitenwand 82 (zweite Seitenwand) des Hauptkörpers 39 des Gehäuses 31 drehbar abgestützt ist. Dementsprechend wird der Planetenradträger 63 von dem Gehäuse 31 drehbar abgestützt. Zwischen dem Ende der Hohlachse 81 und dem Durchgangsteil 55 des Hauptkörpers 39 ist das Dichtungsteil 59 angeordnet. Ein Untersetzungsrad 85 ist einstückig mit einem Mittelteil der Hohlachse 81 ausgebildet. Im Übrigen genügt es, dass das Untersetzungsrad 85 als ein Einzelteil separat von dem Planetenradträger 63 ausgebildet ist und als eine Einheit mit diesem gedreht wird.
  • Eine Mehrzahl von Planetenrädern 65 sind in Umfangsrichtung des Planetenradträgers 63 vorgesehen und werden jeweils von einer Trägerachse 75 drehbar gehalten.
  • Das Hohlrad 67 ist aus Stahl und ist an der Seite der Abdeckung 41 des Gehäuses 31 ausgebildet, so dass es in Bezug auf das Gehäuse 31 nicht drehbar ist. Das Hohlrad 67 ist am Innenumfang eines Ringteils 87 ausgebildet. Das Ringteil 87 ist an der Seite der Abdeckung 41 des Gehäuses 31 eingepasst, wobei Zähne 89 am Außenumfang mit Zähnen 91 an der Seite der Abdeckung 41 in Eingriff stehen, um die Drehung und Position in Radialrichtung zu stoppen. An dem Ende des Ringteils 87 ist ein Anschlag 93 zum Positionieren des Ringteils 87 in Axialrichtung in Bezug auf die Abdeckung 41 vorgesehen.
  • Das Sonnenrad 69 ist einstückig mit dem Ende der Getriebewelle 95 ausgebildet. Das Planetenrad 65 steht mit dem Sonnenrad 69 und dem Hohlrad 67 in Eingriff.
  • Die Getriebewelle 95 ist in der Hohlachse 81 relativ zu dieser frei drehbar, so dass die Hohlachse 81 als Abtriebswelle des ersten Untersetzungsmechanismus koaxial zu der Getriebewelle 95 an deren Außenseite angeordnet ist. Die Getriebewelle 95 ist über eine Keilwellenverbindung mit einem Abtriebsteil 97 des Elektromotors 5 gekuppelt. Dementsprechend ist bei dieser Struktur die Getriebewelle 95 mit dem Sonnenrad 69 verbunden, wobei sich die Getriebewelle 95 zu der Mitte der Drehachse des Planetenradträgers 63 erstreckt, um die Leistung des Elektromotors 5 zu übertragen. Anders als bei einer direkten Einwirkung der Hohlachse 81 auf den Planetenradträger 63 sind zwischen diesen ein Lager oder eine Buchse angeordnet, um eine Abstützung in Axialrichtung und/oder Radialrichtung zu schaffen.
  • Ferner kann die Getriebewelle 95 einstückig mit der Abtriebswelle 97 des Elektromotors 5 ausgebildet sein. Außerdem kann das Sonnenrad 69 einstückig mit der Getriebewelle 95 ausgebildet sein.
  • Der zweite Untersetzungsmechanismus 35, der in Axialrichtung zwischen dem Elektromotor 5 und dem ersten Untersetzungsmechanismus 33 platziert ist, weist das Untersetzungsrad 85 und ein Tellerrad 99 des hinteren Differentials 37 auf, das mit dem Untersetzungsrad 85 in Eingriff steht. Der Abschnitt, wo das Untersetzungsrad 85 und das Tellerrad 99 miteinander in Eingriff stehen, ist an der Innenseite bezüglich eines äußersten Abschnitts des ersten Untersetzungsmechanismus 33 in Radialrichtung positioniert. Das Untersetzungsrad 85 und das Tellerrad 99 sind jeweils mit einer zusammenpassenden Schrägverzahnung versehen. Der zweite Untersetzungsmechanismus 35 hat eine gewünschte Verzahnungssteifigkeit und kann das Auftreten ungewöhnlicher Geräusche unterdrücken, da das Untersetzungsrad 85 und das Tellerrad 99 schrägverzahnt sind. Die äußere diametrale Seite des Hohlrades 67 des ersten Untersetzungsmechanismus 33 befindet sich in einem Raum, welcher der Seite einer Nabe 103 eines später beschriebenen Differentialgehäuses 101 zugewandt ist, und daher kann der erste Untersetzungsmechanismus 33 selbst ein großes Untersetzungsverhältnis schaffen und trägt dazu bei, eine kompakte Vorrichtung mit einer Doppelachsenstruktur durch Kombinieren mit dem zweiten Untersetzungsmechanismus 35 zu erreichen.
  • Das hintere Differential 37 ist mit dem Differentialgehäuse 101 versehen, welches das Tellerrad 99 aufweist. Das Differentialgehäuse 101 weist ein linkes und ein rechtes Nabenteil 103, 105 auf. In dem Differentialgehäuse 101 sind die Nabenteile 103, 105 über Kugellager 107, 109 in den Lagerstützen 48, 50 des Gehäuses 31 drehbar abgestützt.
  • In dem Differentialgehäuse 101 ist ein inneres Gehäuse 111 aufgenommen und relativ zu dem Differentialgehäuse 101 drehbar. Das innere Gehäuse 111 ist koaxial zu dem Differentialgehäuse 101 und nahezu zylindrisch ausgebildet.
  • An dem inneren Gehäuse 111 ist ein Ritzel 115 über eine Ritzelwelle 113 abgestützt. Ein linkes und ein rechtes Achswellenrad 117, 119 stehen mit dem Ritzel 115 in Eingriff und sind mit den Achswellen 25, 27 an der Seite der Hinterräder 11, 13 verbunden.
  • An dem Ende des inneren Gehäuses 111 ist ein Verbindungsteil 121 vorgesehen, das eine geringere Wanddicke als die anderen Teile hat. An dem Nabenteil 105 ist ein Eingriffsteil 123 vorgesehen, das an der Innenumfangsseite des Verbindungsteils 121 platziert ist.
  • 3A ist einen Schnitt, der die Beziehung zwischen dem Verbindungsteil 121 und dem Eingriffsteil 123 zeigt, und 3B ist eine einfache Abwicklung, welche die Anordnung von Rollen zeigt.
  • Wie in 3A gezeigt ist, ist der Außenumfang des Eingriffsteils 123 polygonal ausgebildet und mit einer Mehrzahl von ebenen Eingriffsflächen 125 versehen. Zwischen dem Verbindungsteil 121 und den Eingriffsflächen 125 sind Rollen 127 angeordnet, die von einem Stützteil 129 (3B) drehbar abgestützt werden. Das Stützteil 129 erstreckt sich von den Rollen 127 durch eine Durchgangsöffnung 131 in dem Differentialgehäuse 101 hindurch nach außen und steht mit einer Bremsbacke 133 in Eingriff.
  • Die Bremsbacke 133 ist an deren Außenumfang mit einer ringförmigen Feder 135 umwickelt. Durch die Feder 135 wird die Bremsbacke 133 gegen die Innenumfangsseite gedrückt. Die Bremsbacke 133 ist an deren Innenumfang mit einer Gleitplatte 137 versehen, an welche die Bremsbacke 133 gedrückt wird. Die Gleitplatte 137 ist an dem Außenumfang der Lagerstütze 50 des Gehäuses 31 drehbar abgestützt. In Bezug auf die Gleitplatte 137 ist ein Elektromagnet 139 an der Außenseite der Endwand 52 des Gehäuses 31 angeordnet. Der Elektromagnet 139 ist an der Außenseite des Gehäuses 31 mittels Schrauben 141 stabil befestigt, wobei der Elektromagnet 139 oder die Wicklung eines Leitungsdrahtes einfach anzuordnen und gleichzeitig ausgezeichnet in der Strahlung ist und ein stabiles Bremsverhalten ermöglicht. Im Übrigen werden geteilte Strukturen durch das Gehäuse 31 und den die Endwand 52 (Innenfläche in Radialrichtung) und die Lagerstütze 50 des Lagers 109 umfassenden Teil gebildet, wobei der eine Körper aus einem Stahlteil und Schrauben und das Gehäuse 31 aus einem Aluminiumlegierungsteil gebildet sein kann, so dass eine Gewichtsreduzierung erreicht werden kann.
  • Eine Unterbrechungsstruktur 143 (Kupplungsmechanismus) wird von dem Verbindungsteil 121, dem Eingriffsteil 123, den Rollen 127, dem Stützteil 129, der Bremsbacke 133, der Feder 135, der Gleitplatte 137 und dem Elektromagneten 139 gebildet. Die Unterbrechungsstruktur 143 ist in das hintere Differential 37 einbezogen und zwischen dem zweiten Untersetzungsmechanismus 35 und den Achswellen 11, 13 positioniert.
  • Besonders kann eine Betätigungseinrichtung, die von der Bremsbacke 133, der Feder 135, der Gleitplatte 137 und dem Elektromagneten 139 gebildet wird, nicht nur für einen Kupplungsmechanismus, der von dem Verbindungsteil 121, dem Eingriffsteil 123, den Rollen 127 und dem Stützteil 129 gebildet wird, angewendet werden, sondern auch für andere Kupplungsmechanismen, wie eine Klauenkupplung und eine Reibungskupplung, wenn diese bei dem Untersetzungsgetriebe einsetzbar sind. Die Betätigungseinrichtung kann ein gutes Ansprechverhalten und eine stabile Kupplungsfunktion für verschiedene Arten von Kupplungsmechanismen schaffen.
  • Dementsprechend wird durch den Betrieb des Elektromotors 5 die Antriebskraft von dem Abtriebsteil des Elektromotors 5 auf die Getriebewelle 95 übertragen. Somit wird durch eine Drehung des einstückig mit der Getriebewelle 95 ausgebildeten Sonnenrades 69 das Planetenrad 65 gedreht. Während der Drehung des Planetenrades 65 wird diese durch den Eingriff mit dem Hohlrad 67 um das Sonnenrad 69 herum gedreht, und die Trägerplatten 71, 73 führen über die Trägerachse 75 eine reduzierte Drehung in Bezug auf die Getriebewelle 95 durch.
  • Die reduzierte Drehung der Trägerplatte 73 wird zusammen mit dem Untersetzungsrad 85 durchgeführt, wobei das Drehmoment auf das Tellerrad 99 übertragen wird. Die Drehung wird weiter durch den Eingriff zwischen dem Untersetzungsrad 85 und dem Tellerrad 99 reduziert, so dass das Drehmoment mit der reduzierten Drehung auf das Differentialgehäuse 101 übertragen wird.
  • Wenn der Unterbrechungsmechanismus gekuppelt ist, wird das Drehmoment von dem Differentialgehäuse 101 auf das innere Gehäuse 111 und über die Ritzelwelle 113, das Ritzel 115 und die Achswellenräder 117, 119 auf die Seite der Achswellen 25, 27 übertragen, um die Hinterräder 11, 13 anzutreiben.
  • Eine unterschiedliche Drehung der Hinterräder 11, 13 wird durch eine Drehung des Ritzels 115 zwischen den Achswellenrädern 117, 110 ausgeglichen und dadurch ermöglicht.
  • Wenn der Unterbrechungsmechanismus 143 getrennt wird, selbst wenn sich das innere Gehäuse 111 dreht, wird das Drehmoment nicht auf das Differentialgehäuse 101 übertragen, und das innere Gehäuse 111 dreht sich relativ zu dem Differentialgehäuse 101.
  • Die Unterbrechung des Unterbrechungsmechanismus 143 wird durch Steuerung des Stromflusses an dem Elektromagneten 139 durchgeführt. Wenn der Elektromagnet 139 stromdurchflossen ist, wird die Gleitplatte 137 an die Seite des Elektromagneten 139 gezogen und eng mit der Innenseite des Gehäuses 31 kontaktiert. Durch diesen engen Kontakt entfaltet die Bremsbacke 133 einen Reibungswiderstand an der Gleitplatte 137 und übt den Reibungswiderstand auf das Stützteil 129 aus.
  • Die Drehung der Rollen 127, die an dem Stützteil 129 abgestützt sind, wird durch das Stützteil 129 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 101 gesteuert. Das heißt, wenn sich das Differentialgehäuse 101 weiter dreht, geht die Drehung des Differentialgehäuses 101 der Drehung des inneren Gehäuses 111 voraus, und die Rollen 127 greifen in die Eingriffsflächen 125 an dem Eingriffsteil 123 ein.
  • Wenn die Rollen 127 in die Eingriffsflächen 125 eingreifen, wirkt eine Reaktionskraft an den Eingriffsflächen 125 über die Rollen 127 auf das Verbindungsteil 121. Durch diese Reaktionskraft verformt sich das Verbindungsteil 121, um dessen Durchmesser im Bereich der elastischen Verformung zu erweitern, und drückt gegen die Innenseite des Differentialgehäuses 101 in Radialrichtung nach außen.
  • Infolge dieses Druckes wird ein Reibschluss zwischen der Außenseite des Verbindungsteils 121 und der Innenseite des Differentialgehäuses 101 geschaffen.
  • Dementsprechend wird der Reibschluss zwischen der Außenseite der Verbindungsteils 121 und der Innenseite des Differentialgehäuses 101 durch den Eingriff zwischen dem Eingriffsteil 123 und dem Verbindungsteil 125 über den Eingriff der Rollen 127 mit den Eingriffsflächen 125 gebildet, so dass das Differentialgehäuse 101 und das innere Gehäuse 111 miteinander drehen und das Drehmoment auf die Seite der Hinterräder 11, 13 wie oben erwähnt übertragen werden kann.
  • Wenn der Stromfluss durch den Elektromagneten 139 unterbrochen wird, kann sich die Gleitplatte 137 relativ zu der Lagerstütze 50 des Gehäuses 31 drehen.
  • Da sich die Gleitplatte 137, die Bremsbacke 133 und das Stützteil 129 als eine Einheit drehen, wird die Drehung der Rollen 127 nicht gesteuert, so dass diese nicht mit den Eingriffsflächen 125 in Eingriff gelangen. Das Verbindungsteil 121 wird nicht gegen die Innenseite des Differentialgehäuses 101 gedrückt, so dass kein Reibschluss zwischen dem inneren Gehäuse 111 und dem Differentialgehäuse 101 geschaffen wird. Daher dreht sich das innere Gehäuse 111 relativ zu dem Differentialgehäuse 101 frei.
  • Im Zustand dieser freien Relativdrehung dreht sich bei Stillstand des Elektromotors 5, selbst wenn das Drehmoment von der Seite der Hinterräder 11, 13 und der Achswellen 25, 27 auf die Achswellenräder 117, 119 übertragen wird, das innere Gehäuse 111 nur von den Achswellenrädern 117, 119 über das Ritzel 115 und die Ritzelwelle 113, und die Drehung wird nicht auf das Differentialgehäuse 101 übertragen.
  • Daher kann der zweite Untersetzungsmechanismus 35 gestoppt gehalten werden, und der zweite Untersetzungsmechanismus 35, der erste Untersetzungsmechanismus 33 und der Elektromotor 5 drehen sich nicht mehr. Dementsprechend ist es möglich, hohe Energieverluste, die sowohl durch Antreiben der Untersetzungsmechanismen 35, 33 aus der Umkehrrichtung als auch durch Antreiben des gestoppten Elektromotors 5 mit den Hinterrädern 25, 27 verursacht werden, sicher zu untersuchen und somit eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und eine Erhöhung der Haltbarkeit des Elektromotors 5 vorzunehmen.
  • Da eine solche Struktur realisiert wird, bei welcher der zweite Untersetzungsmechanismus 35 zwischen dem Elektromotor 5 und dem ersten Untersetzungsmechanismus 33 angeordnet ist, um die Leistung des zweiten Untersetzungsmechanismus 35 mittels des hinteren Differentials 37 auf die Hinterräder 25, 27 zu verteilen, so dass ein Teil der Getriebewelle 95 anders als an der Seite des hinteren Differentials 37 an der Seite des ersten Untersetzungsmechanismus 33 vorgesehen ist, ist es möglich, die Gesamtgröße des Untersetzungsgetriebes und dessen Gewicht zu reduzieren.
  • Da der zweite Untersetzungsmechanismus 35 zwischen dem Elektromotor 5 und dem ersten Untersetzungsmechanismus 33 angeordnet ist, um den ersten Untersetzungsmechanismus 33 in einem Abstand von dem Elektromotor 5 zu trennen, hat ein Fehler bei der Montage des Elektromotors 5 keinen Einfluss auf die Positionierungsgenauigkeit des Sonnenrades 69 des ersten Untersetzungsmechanismus 33, und es ist möglich, das Auftreten von Vibrationen oder ungewöhnlichen Geräuschen in dem ersten Untersetzungsmechanismus 33 zu unterdrücken und das Schallschwingungsverhalten oder die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Das heißt, bei dem Hybridfahrzeug 1 kann das Untersetzungsgetriebe 23 zum Übertragen der Antriebskraft auf die Hinterräder 11, 13 in der Größe und im Gewicht reduziert werden. Ferner ist es möglich, das Schallschwingungsverhalten oder die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Da es eine Raumbegrenzung in dem hinteren Differential 37 an der Seite des Elektromotors 5 gibt, ist es sehr leicht, den Unterbrechungsmechanismus 143 für eine freie Differentialfunktion an dem hinteren Differential 37 vorzusehen.
  • Der Planetenradträger 63 ist an den Wänden des Gehäuses 31 drehbar abgestützt, so dass eine ausgezeichnete Tragfestigkeit, ein einfacher Mechanismus und ein geringerer Geräuschpegel geschaffen werden.
  • Der Elektromotor 5 und der Kupplungsmechanismus 143 sind mit dem dazwischen liegenden Hauptkörper 39 benachbart zueinander positioniert, so dass deren Achsen parallel zueinander angeordnet sind. Ferner ist der erste Untersetzungsmechanismus 33 an einer in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite des Elektromotors 5 mit dem dazwischen liegenden zweiten Untersetzungsmechanismus 35 positioniert. Dadurch sind der Kupplungsmechanismus 143 und der Elektromotor 5 in einer Überlappungsposition angeordnet, in der sie in Axialrichtung teilweise überlappen. Ferner sind auch die Betätigungseinrichtung, die von der Bremsbacke 133, der Feder 135, der Gleitplatte 137 und dem Elektromagneten 139 gebildet wird, und der Elektromotor 5 in einer Überlappungsposition angeordnet, in der sie in Axialrichtung teilweise überlappen. Daher ist das Untersetzungsgetriebe in dessen Axialrichtung kompakt.
  • Mit Bezug auf 4, 5A und 5B wird ein Untersetzungsgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 4 ist ein Schnitt des Untersetzungsgetriebes, 5A ist ein Schnitt, der die Beziehung zwischen dem Verbindungsteil und dem Eingriffsteil zeigt, und 5B ist eine einfache Abwicklung, welche die Anordnung der Rollen zeigt. Im Übrigen ist der grundlegende Aufbau derselbe wie der in der ersten Ausführungsform, und gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Das Untersetzungsgetriebe 23A gemäß der zweiten Ausführungsform modifiziert das Verbindungsteil 121A und das Eingriffsteil 123A des Unterbrechungsmechanismus 143A. Das Verbindungsteil 121A gemäß dieser Ausführungsform ist einstückig mit dem inneren Gehäuse 111A ausgebildet. Das Eingriffsteil 123A ist an dem Differentialgehäuse 101A vorgesehen. Eine polygonale Eingriffsfläche 125A ist an der Innenseite des Differentialgehäuses 101A ausgebildet. Die Rollen 127 sind zwischen dem Verbindungsteil 121A und dem Eingriffsteil 123A angeordnet.
  • Daher gelangen bei dieser Ausführungsform, wenn die Drehung der Rollen 127 über das Stützteil 129 gesteuert wird, die Rollen 127 mit der Eingriffsfläche 125A bezüglich der Drehung des Differentialgehäuses 101A in Eingriff, so dass sich das Differentialgehäuse 101A und das innere Gehäuse 111A miteinander drehen.
  • Bei Unterbrechung der Steuerung der Drehung der Rollen 127 durch das Stützteil 129 wird der Eingriff der Rollen 127 mit der Eingriffsfläche 125A freigegeben, und die Seite des inneren Gehäuses 111A kann sich relativ zu dem Differentialgehäuse 101A drehen.
  • Daher werden wie bei der ersten Ausführungsform der erste und der zweite Untersetzungsmechanismus 33, 35 nicht zwangsläufig von den Hinterrädern 11, 13 gedreht, und der Kraftstoffverbrauch kann verbessert werden.
  • 6 ist eine schematische Draufsicht eines Hybridfahrzeuges, bei dem ein Untersetzungsgetriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird. Wie in 6 gezeigt ist, weist das Hybridfahrzeug 1001 einen Motor 1003, der ein Verbrennungsmotor ist, als Hauptantriebsquelle und einen Elektromotor 1005 als Nebenantriebsquelle auf. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 1003 die Antriebsquelle zum Antreiben des linken und des rechten Vorderrades 1007 und 1009, während der Elektromotor 1005 die Antriebsquelle zum Antreiben des linken und des rechten Hinterrades 1011 und 1013 ist. Es ist auch möglich, die Vorderräder 1007, 1009 mittels des Elektromotors 1005 als Nebenantriebsquelle anzutreiben und die Hinterräder 1011, 1013 mittels des Motors 1003 als Hauptantriebsquelle anzutreiben.
  • Die Leistung des Motors 1003 wird über eine Getriebe 1015 an ein vorderes Differential 1017 als Differentialgetriebe abgegeben. Die Vorderräder 1007, 1009 sind über eine linke und eine rechte Achswelle 1019 und 1021 ineinandergreifend mit dem vorderen Differential 1017 verbunden.
  • Die Leistung des Elektromotors 1005 wird an ein Untersetzungsgetriebe 1023 abgegeben. Die Hinterräder 1011, 1013 sind über eine linke und eine rechte Achswelle 1025 und 1027 ineinandergreifend mit der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes 1023 verbunden.
  • Der Elektromotor 1005 wird von einer Batterie 1029 oder direkt von einem Generator mit Strom versorgt, der bei laufendem Motor 1003 von diesem angetrieben wird. Bei reduzierter Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird der erzeugte Strom des Generators in die Batterie 1029 geladen.
  • Während des Fahrens wird das Drehmoment normalerweise von dem Motor 1003 über das Getriebe 1015 auf das vordere Differential 1017 übertragen. Von dem vorderen Differential 1017 wird das Drehmoment über die Achswellen 1019, 1021 auf die Vorderräder 1007, 1009 übertragen.
  • Ferner wird dem Elektromotor 1005 Strom zugeführt, und die Leistung des Elektromotors 1005 wird auf das Untersetzungsgetriebe 1023 übertragen, von dem das Drehmoment über die Achswellen 1025, 1027 auf die Hinterräder 1011, 1013 übertragen wird.
  • Daher kann das Hybridfahrzeug 1001 durch Antreiben der Vorderräder 1007, 1009 mittels des Motors 1003 und zusätzliches Antreiben der Hinterräder 1011, 1013 mittels des Elektromotors 1005 im Vierradantriebszustand fahren.
  • Beim Anfahren und Beschleunigen aus der Fahrt wird der Elektromotor 1005 von der Batterie 1029 mit Strom versorgt, so dass ein sanftes Anfahren und Beschleunigen möglich sind. Beim Reduzieren der Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird die Batterie 1029 durch den Generator mit Elektroenergie geladen, um ein nachfolgendes Anfahren und Beschleunigen vorzubereiten.
  • 7 ist ein Schnitt des Untersetzungsgetriebes 1023 des Hybridfahrzeuges 1001 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, und 8 ist ein vergrößerter Schnitt der grundlegenden Teile des Untersetzungsgetriebes.
  • Wie in 7 und 8 gezeigt ist, weist das Untersetzungsgetriebe 1023 einen ersten Untersetzungsmechanismus 1033, einen zweiten Untersetzungsmechanismus 1035 und ein hinteres Differential 1037 als Differentialgetriebe (Verteilervorrichtung) innerhalb eines Gehäuses 1031 auf, das ortsfest an der Seite der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist.
  • Das Gehäuse 1031 ist aus einer Abdeckung (erstes Gehäuse) 1041, einem Zwischenabschnitt (drittes Gehäuse) 1040 und einem Hauptkörper (zweites Gehäuse) 1039 zusammengesetzt, die mittels Schrauben und Muttern (nicht gezeigt) befestigt sind. Das Gehäuse 1031 weist eine Antriebsseite 1043 und eine Antriebsseite 1045 auf.
  • An der linken Abtriebsseite 1045 des Gehäuses 1031, die an dem Zwischenabschnitt 1040 vorgesehen ist, und an der rechten Antriebsseite 1045 des Gehäuses 1031, die an dem Hauptkörper 1039 vorgesehen ist, sind Nabenteile 1047, 1049 mit Dichtungsteilen 1051, 1053 vorgesehen, an deren Innenseite Lagerstützen 1048, 1050 ausgebildet sind. Die rechte Lagerstütze 1050 ist zylindrisch am Innenumfang einer Endwand 1052 des Gehäuses 1031 ausgebildet und ragt in das Gehäuse 1031 hinein.
  • An der Antriebsseite 1043 des Gehäuses 1031 ist ein Durchgangsabschnitt 1055 in dem Hauptkörper 1039 ausgebildet, wobei um den Außenumfang des Durchgangsabschnitts 1055 herum ein Befestigungsflansch 1057 vorgesehen ist, an dem der Elektromotor 1005 mittels Schrauben und Muttern (nicht gezeigt) befestigt ist. Der Durchgangsabschnitt 1055 ist mit einem Dichtungsteil 1059 versehen.
  • Der erste Untersetzungsmechanismus 1033 ist in Bezug auf den Elektromotor 1005 an der Seite der Abdeckung 1041 des Gehäuses 1031 platziert. Der erste Untersetzungsmechanismus 1033 weist einen Planetenradträger 1063, ein Planetenrad 1065, ein Hohlrad 1067 und ein Sonnenrad 1069 auf.
  • Der Planetenradträger 1063 ist einstückig mit einer Seitenwand (erste Seitenwand) der Abdeckung 1041 des Gehäuses 1031 ausgebildet, so dass er in Bezug auf das Gehäuse 1031 nicht drehbar ist. Besonders wird die linke Trägerplatte des Planetenradträgers 1063 von der Abdeckung 1041 gebildet, während die rechte Trägerplatte 1073 gegenüberliegend zu der Abdeckung 1041 angeordnet ist. Die Abdeckung 1041 und die Trägerplatte 1073 als die linke bzw. rechte Trägerplatte sind über Brückenteile (nicht gezeigt) miteinander verbunden, die äquidistant in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Eine Trägerachse 1075 ist an der Abdeckung 1041 und der Trägerplatte 1073 abgestützt. Entsprechend der Anzahl von Planetenrädern 1065 sind mehrere Trägerachsen 1075 in Umfangsrichtung des Planetenradträgers 1063 vorgesehen, wobei die Planetenräder 1065 über Kugellager 1087 an den Trägerachsen 1075 drehbar abgestützt sind.
  • Die Abdeckung 1041 ist einstückig mit einer Hohlachsenstütze 1077 ausgebildet, welche das eine Ende 1079 der Getriebewelle 1078 über ein Nadellager 1080 drehbar abstützt. Das andere Ende 1081 der Getriebewelle 1079 erstreckt sich zu der Seite des Elektromotors 1005 und ist mit der Abtriebswelle 1082 des Elektromotors 1005 mittels einer Hülse 1083 verbunden. Die Getriebewelle 1078 hat in ihrem Mittelteil 1084 einen geringeren Durchmesser als an ihren beiden Enden.
  • Die Trägerplatte 1073 ist einstückig mit einem Nabenteil 1085 ausgebildet, das an dem Mittelteil 1084 der Getriebewelle 1078 über ein Kugellager 1086 abgestützt ist.
  • Das Hohlrad 1067 ist an einem abgestuften zylindrischen Drehteil 1088 vorgesehen, das ein Ringteil 1089 und ein Nabenteil 1091 aufweist. Das Hohlrad 1067 ist an der Innenumfangsseite des Ringteils 1089 ausgebildet. Das Nabenteil 1091 ist abgestuft ausgebildet, läuft frei am Außenumfang der Getriebewelle 1078 und erstreckt sich zu dem Elektromotor 1005. Das Nabenteil 1091 ist mit dessen einem Ende an der Nabe 1085 der Trägerplatte 1073 über ein Kugellager 1093 drehbar abgestützt und ist mit dessen anderem Ende an einer Wand 1095 (zweite Wand) des Hauptkörpers 1039 über ein Kugellager 1097 drehbar abgestützt. Durch diese Abstützung ist das Hohlrad 1067 an dem Planetenradträger 1063 und dem Gehäuse 1031 drehbar abgestützt.
  • Das Sonnenrad 1069 ist einstückig mit dem Ende der Getriebewelle 1078 ausgebildet und ist ineinandergreifend mit dem Elektromotor 1005 verbunden. Das Planetenrad 1065 steht mit dem Sonnenrad 1069 und dem Hohlrad 1067 in Eingriff.
  • Der zweite Untersetzungsmechanismus 1035 weist ein Untersetzungsrad 1098 und ein Tellerrad 1099 auf, das mit dem Untersetzungsrad 1098 in Eingriff steht. Der Abschnitt, wo das Untersetzungsrad 1098 und das Tellerrad 1099 miteinander in Eingriff stehen, ist an der Innenseite bezüglich eines äußersten Abschnitts des ersten Untersetzungsmechanismus 1033 in Radialrichtung positioniert. Das Untersetzungsrad 1098 ist als ein Abtriebsteil strukturiert, um die Drehung des Hohlrades 1067, das zwischen dem Planetenradträger 1063 und dem Gehäuse 1031 abgestützt ist, an das hintere Differential 1037 abzugeben. Besonders ist das Untersetzungsrad 1098 an dem Nabenteil 1091 des Drehteils 1088 zwischen den Kugellagern 1093 und 1097 vorgesehen. Das Untersetzungsrad 1098 und das Tellerrad 1099 sind jeweils mit einer zusammenpassenden Schrägverzahnung versehen. Der zweite Untersetzungsmechanismus 1035 hat eine gewünschte Verzahnungssteifigkeit und kann das Auftreten ungewöhnlicher Geräusche unterdrücken, da das Untersetzungsrad 1098 und das Tellerrad 1099 schrägverzahnt sind.
  • Das hintere Differential 1037 ist mit einem Differentialgehäuse 1101 versehen, welches das Tellerrad 1099 aufweist. Das Differentialgehäuse 1101 weist ein linkes und ein rechtes Nabenteil 1103, 1105 auf. In dem Differentialgehäuse 1101 sind die Nabenteile 1103, 1105 über Kugellager 1107, 1109 in den Lagerstützen 1048, 1050 des Gehäuses 1031 drehbar abgestützt.
  • In dem Differentialgehäuse 1101 ist ein inneres Gehäuse 1111 aufgenommen und relativ zu dem Differentialgehäuse 1101 drehbar. Das innere Gehäuse 1111 ist koaxial zu dem Differentialgehäuse 1101 und nahezu zylindrisch ausgebildet.
  • An dem inneren Gehäuse 1111 ist ein Ritzel 1115 über eine Ritzelwelle 1113 abgestützt. Ein linkes und ein rechtes Achswellenrad 1117, 1119 stehen mit dem Ritzel 1115 in Eingriff und sind mit den Achswellen 1025, 1026 an der Seite der Hinterräder 1011, 1013 verbunden.
  • An dem Ende des inneren Gehäuses 1111 ist ein Verbindungsteil 1121 vorgesehen, das einen geringeren Durchmesser als die anderen Teile hat. An dem Differentialgehäuse 1101 ist ein Eingriffsteil 1123 vorgesehen, das an der Außenumfangsseite des Verbindungsteils 1121 platziert ist.
  • 9 ist einen Schnitt, der die Beziehung zwischen dem Verbindungsteil 1121 und dem Eingriffsteil 1123 zeigt.
  • Wie in 9 gezeigt ist, ist der Innenumfang des Eingriffsteils 1123 polygonal ausgebildet und mit einer Mehrzahl von ebenen Eingriffsflächen 1125 versehen. Zwischen dem Verbindungsteil 1121 und den Eingriffsflächen 1125 sind Rollen 1127 angeordnet, die von einem Stützteil 1129 drehbar abgestützt werden. Das Stützteil 1129 erstreckt sich von den Rollen 1127 durch eine Durchgangsöffnung 1131 in dem Differentialgehäuse 1101 hindurch nach außen und steht mit einer Bremsbacke 1133 in Eingriff.
  • Die Bremsbacke 1133 ist an deren Außenumfang mit einer ringförmigen Feder 1135 umwickelt. Durch die Feder 1135 wird die Bremsbacke 1133 gegen die Innenumfangsseite gedrückt. Die Bremsbacke 1133 ist an deren Innenumfang mit einer Gleitplatte 1137 aus Stahl versehen, an welche die Bremsbacke 1133 gedrückt wird. Die Gleitplatte 1137 ist an dem Außenumfang der Lagerstütze 1050 des Gehäuses 1031 drehbar abgestützt. Die Gleitplatte 1137 wirkt als Einlage für das Gehäuse 1031 und ist aus Leichtmetall, wie zum Beispiel Aluminium.
  • Als nächstes wird der Betrieb des Untersetzungsgetriebes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Durch den Betrieb des Elektromotors 1005 wird die Antriebskraft von der Abtriebswelle 1082 des Elektromotors 1005 auf die Getriebewelle 1078 übertragen. Somit wird durch eine Drehung des einstückig mit der Getriebewelle 1078 ausgebildeten Sonnenrades 1069 das Planetenrad 1065 gedreht. Das Planetenrad 1065 dreht sich um die Trägerachse 1075 an der ortsfesten Seite, jedoch wird nicht um das Sonnenrad 1069 herum gedreht. Durch die Drehung des Planetenrades 1065 führt das Hohlrad 1067 eine reduzierte Drehung durch, und durch diese Drehung dreht sich das Drehteil 1088.
  • Die Drehung des Drehteils 1088 wird zusammen mit dem Untersetzungsrad 1098 durchgeführt, wobei das Drehmoment auf das Tellerrad 1099 übertragen wird. Die Drehung wird weiter durch den Eingriff zwischen dem Untersetzungsrad 1098 und dem Tellerrad 1099 reduziert, so dass das Drehmoment mit der reduzierten Drehung auf das Differentialgehäuse 1101 übertragen wird.
  • Das Stützteil 1129 greift über die Bremsbacke 1133 reibend in die Gleitplatte 1137 ein. Durch den Reibschluss wird die Drehung des Stützteils 1129 bezüglich des Differentialgehäuses 1101 verzögert. Durch diese Verzögerung gelangen die Rollen 1127 mit der Eingriffsfläche 1125 in Eingriff, so dass sich das Differentialgehäuse 1101 und das innere Gehäuse 1111 gemeinsam drehen, wodurch eine Übertragung des Drehmoments auf die Hinterräder 1011, 1013 wie oben erwähnt ermöglicht wird.
  • Wenn der Betrieb des Elektromotors 1005 gestoppt wird, stoppt auch die Drehung des Differentialgehäuses 1101. Wenn die Hinterräder 1011, 1013 und somit das innere Gehäuse 1111 über die Achswellenräder 1117, 1119, das Ritzel 1115 und die Ritzelwelle 1113 gedreht werden, gelangen die Rollen 1127 nicht mit der Eingriffsfläche 1125 in Eingriff, da die Rollen 1127 frei in einem Tal der Eingriffsfläche 1125 laufen. Daher kann sich das innere Gehäuse 1111 relativ zu dem Differentialgehäuse 1101 frei drehen.
  • Im Zustand dieser freien Relativdrehung dreht sich bei Stillstand des Elektromotors 1005, selbst wenn das Drehmoment von der Seite der Hinterräder 1011, 1013 und der Achswellen 1025, 1027 auf die Achswellenräder 1117, 1119 übertragen wird, das innere Gehäuse 1111 nur von den Achswellenrädern 1117, 1119 über das Ritzel 1115 und die Ritzelwelle 1113, und die Drehung wird nicht auf das Differentialgehäuse 1101 übertragen.
  • Daher kann der zweite Untersetzungsmechanismus 1035 gestoppt gehalten werden, und der zweite Untersetzungsmechanismus 1035, der erste Untersetzungsmechanismus 1033 und der Elektromotor 1005 drehen sich nicht mehr durch die Hinterräder 1011, 1013. Dementsprechend ist es möglich, hohe Energieverluste, die sowohl durch Antreiben der Untersetzungsmechanismen 1035, 1033 aus der Umkehrrichtung als auch durch Antreiben des gestoppten Elektromotors 1005 mit den Hinterrädern 1025, 1027 verursacht werden, sicher zu untersuchen und somit eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und eine Erhöhung der Haltbarkeit des Elektromotors 1005 vorzunehmen.
  • In einer solchen Weise ist es möglich, eine hohe Drehzahl des Elektromotors 1005 auf das Sonnenrad 1069 zu übertragen und eine Reduzierung der hohen Drehzahl des Sonnenrades 1069 über das Planetenrad 1065 von dem Hohlrad 1067 zu übertragen. Dementsprechend werden während der Reduzierung der hohen Drehzahl weniger ungewöhnliche Geräusche verursacht. Da eine hohe Drehzahl des Elektromotors 1005 reduziert wird, kann eine hohe Leistung erreicht werden, obwohl der Elektromotor 1005 geringe Abmessungen und ein geringes Gewicht hat.
  • Da der Planetenradträger 1063 an der ortsfesten Seite abgestützt ist und das Hohlrad 1067 an dem Nabenteil 1085 des Planetenradträgers 1063 und der Wand 1095 des Gehäuses 1031 abgestützt ist, hat das Hohlrad 1067 eine hohe Tragfestigkeit, und der Eingriff zwischen dem Hohlrad 1067 und dem Planetenrad 1065 kann ohne oder geringes Rütteln sicher erfolgen.
  • Selbst wenn das Sonnenrad 1069 und die Abtriebswelle 1082 des Elektromotors 1005 infolge eines Montagefehlers mehr oder weniger von der Mitte abweichen, kann eine solche Abweichung durch Auslenkung der Getriebewelle 1078 absorbiert werden, die sich bis zu dem Elektromotor 1005 erstreckt. In diesem Falle ist der Durchmesser des Mittelteils 1084 der Getriebewelle 1078 geringer als an den beiden Enden ausgebildet, und daher kann die Auslenkung beschleunigt werden.
  • Daher ist die Mittenabweichung schwer auf den Eingriffsabschnitt zwischen dem Sonnenrad 1069 und dem Planetenrad 1065 zu erstrecken, und da beide Seiten des Sonnenrades 1069 über das Nadellager 1080, das Kugellager 1086 und den Planetenradträger 1063 an der ortsfesten Seite abgestützt sind, kann der Eingriff zwischen dem Sonnenrad 1069 und dem Planetenrad 1065 sicher erfolgen.
  • Da der Eingriff mit dem ersten Untersetzungsmechanismus 1033 kein oder geringes Rütteln verursacht, können ungewöhnliche Geräusche bei niedrigen bis hohen Drehzahlen sicher unterdrückt werden. Ferner kann durch fehlendes oder geringes Rütteln die Haltbarkeit des Untersetzungsgetriebes verbessert werden.
  • Bei dem zweiten Untersetzungsmechanismus 1035 wird das Untersetzungsrad 1098 an deren einen Seite über das Kugellager 1093 und den Planetenradträger 1063 von dem Gehäuse 1031 abgestützt und an deren anderen Seite über das Kugellager 1097 von dem Gehäuse 1031 abgestützt, so dass eine hohe Tragfestigkeit erreicht wird und der Eingriff zwischen dem Untersetzungsrad 1098 und dem Tellerrad 1099 ohne oder mit geringem Rütteln stabil durchgeführt werden.
  • Dementsprechend können in dem zweiten Untersetzungsmechanismus 1035 ungewöhnliche Geräusche bei niedrigen bis hohen Drehzahlen zuverlässig unterdrückt werden. Ferner kann die Haltbarkeit des Untersetzungsgetriebes durch fehlendes oder geringes Rütteln verbessert werden.
  • Da ungewöhnliche Geräusche unterdrückt werden können, kann der Elektromotor 1005 mit hoher Drehzahl betrieben werden, und für das Untersetzungsgetriebe 1023 sind eine hohe Leistung und hohe Drehzahl durch den miniaturisierten Elektromotor 1005 verfügbar.
  • Der zweite Untersetzungsmechanismus 1035 ist zwischen dem Elektromotor 1005 und dem ersten Untersetzungsmechanismus 1033 platziert, und die Leistung des zweiten Untersetzungsmechanismus 1035 wird durch das hintere Differential 1037 auf die Hinterräder 1025, 1027 verteilt, so dass eine solche Struktur verfügbar ist, bei der ein Teil der Getriebewelle 1078 anders als an der Seite des hinteren Differentials 1037 an der Seite des ersten Untersetzungsmechanismus 1033 vorgesehen ist, so dass es möglich ist, die Gesamtgröße des Untersetzungsgetriebes und dessen Gewicht zu reduzieren.
  • Das heißt, bei dem Hybridfahrzeug 1001 kann das Untersetzungsgetriebe 1023 zum Übertragen der Antriebskraft auf die Hinterräder 1011, 1013 in der Größe und im Gewicht reduziert werden. Ferner ist es möglich, das Schallschwingungsverhalten oder die Haltbarkeit zu verbessern.
  • Da es eine Raumbegrenzung in dem hinteren Differential 1037 an der Seite des Elektromotors 1005 gibt, ist es sehr leicht, den Unterbrechungsmechanismus für eine freie Differentialfunktion an dem hinteren Differential 1037 vorzusehen.
  • Der Elektromotor 1005 ist die Nebenantriebsquelle für den anderen Motor 1003, so dass der Elektromotor 1005 miniaturisiert und mit geringerem Gewicht gestaltet werden kann.
  • Der erste Untersetzungsmechanismus 1033 kann als ein Körper zusammen mit der Abdeckung 1041 aus dem Gehäuse 1031 entnommen werden. Dadurch ist der erste Untersetzungsmechanismus 1033 leicht zu montieren, demontieren und reparieren.
  • Mit Bezug auf 10 und 11 wird ein Untersetzungsgetriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 10 ist ein Schnitt des Untersetzungsgetriebes, und 11 ist ein vergrößerter Schnitt der grundlegenden Teile des Untersetzungsgetriebes. Im Übrigen ist der grundlegende Aufbau derselbe wie der in der dritten Ausführungsform, und gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei dem Untersetzungsmechanismus 1023A gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung ist das Planetenrad 1065A in zwei Stufen mit einem ersten Planetenrad 1065Aa und einem zweiten Planetenrad 1065Ab strukturiert. Das Planetenrad 1065A kann in mehreren als den zwei Stufen strukturiert sein. Das Planetenrad 1065A ist über ein Nadellager 1087A an der Trägerachse 1075 drehbar abgestützt. Das Sonnenrad 1069 steht mit dem ersten Planetenrad 1065Aa in Eingriff, während das Hohlrad 1067 mit dem zweiten Planetenrad 1065Ab in Eingriff steht.
  • Die Leistung von dem Elektromotor 1005 wird in zwei Stufen zwischen dem Sonnenrad 1068, dem ersten Planetenrad 1065Aa, dem zweiten Planetenrad 1065Ab und dem Hohlrad 1067 reduziert. Somit kann eine höhere Untersetzung durchgeführt werden.
  • Dementsprechend wird dieselbe Wirkung wie bei der dritten Ausführungsform erzielt, dass die hohe Leistung durch den miniaturisierteren Elektromotor 1005 erreicht werden kann.
  • Es ist auch möglich, dass der Planetenradträger 1063 mit einer Trägerplatte eines von dem Gehäuse 1031 separaten Teils gebildet wird, und eine äußere Trägerplatte wird mittels Schrauben an dem Gehäuse 1031 befestigt.
  • Das Untersetzungsgetriebe gemäß der Erfindung verwendet das Planetenrad, das Hohlrad und das Sonnenrad zum Übertragen der Antriebskraft, jedoch kann auch eine Struktur verwendet werden, bei der das Planetenrad, das Hohlrad und das Sonnenrad Rollen des Kontakttyps eines Reibradgetriebesystems sein können, wobei die Rollen in kontaktierender und antreibender Weise miteinander verbunden sind.
  • Das Differential ist nicht nur auf ein Differentialgetriebe des Zahnradtyps beschränkt, sondern kann auch eine dazwischen geschaltete Viskosekupplung sein, welche die Antriebskraft auf die Räder überträgt.
  • Das Untersetzungsgetriebe gemäß der Erfindung kann auch an der Seite der Vorderräder angeordnet sein und nicht nur für einen Fahrzeug-Vierradantrieb, sondern auch für andere Vorrichtungen verwendet werden.
  • 12 ist ein Blockbild eines Untersetzungsgetriebes gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Das Untersetzungsgetriebe weist einen Elektromotor 2005 als Antriebsquelle, ein Gehäuse 2041, einen ersten Untersetzungsmechanismus 2033, einen zweiten Untersetzungsmechanismus 2035 und eine Verteilervorrichtung 2037 auf.
  • Der Motor 2005 weist eine Getriebewelle 2084 als dessen Antriebswelle auf und ist mittels Schrauben 2102 an dem Gehäuse 2041 befestigt.
  • Das Gehäuse 2041 weist ein erstes Gehäuse 2043, das an der Seite des ersten Untersetzungsmechanismus 2033 angeordnet ist, und ein zweites Gehäuse 2045 auf, das an der Seite des Motors 2005 angeordnet ist. Das erste und das zweite Gehäuse 2043, 2045 sind mittels Schrauben 2101 miteinander befestigt.
  • Der erste Untersetzungsmechanismus 2033 weist einen Planetengetriebemechanismus auf, der von einem Sonnenrad 2069, einem Planetenradträger 2063, einem Planetenrad 2065 und einem Hohlrad 2067 gebildet wird. Das Sonnenrad 2069 ist einstückig mit der Getriebewelle 2084 ausgebildet oder als eine Einheit mit der Getriebewelle 2084 drehbar ausgebildet. Der Planetenradträger 2063 ist an dem ersten Gehäuse 2043 drehbar abgestützt. Das Planetenrad 2065 ist an dem Planetenradträger 2063 drehbar abgestützt und steht mit dem Sonnenrad 2069 und dem Hohlrad 2067 in Eingriff. Das Hohlrad 2067 ist ortsfest an dem ersten Gehäuse 2043 angebracht.
  • Eine Kupplung 2110 ist zwischen dem ersten Untersetzungsmechanismus 2033 und dem zweiten Untersetzungsmechanismus 2035 vorgesehen. Die Kupplung 2110 weist eine Antriebsseite 2111, die gemeinsam mit dem Planetenradträger 2063 drehbar ist, eine Abtriebsseite 2112, und eine Abtriebswelle 2105 auf, die gemeinsam mit der Abtriebsseite 2112 drehbar ist. Die Abtriebswelle 2105 ist koaxial zu der Getriebewelle 2084 um deren Außenumfang herum angeordnet. Ferner ist ein Untersetzungsrad 2104 einstückig mit der Abtriebswelle 2105 ausgebildet und gemeinsam mit dieser drehbar. Das Untersetzungsrad 2104 kann von einem Ritzel gebildet werden, um die Untersetzungswirkung zu erhöhen.
  • Die Verteilervorrichtung 2037 ist mit einem Tellerrad 2103 versehen. Der zweite Untersetzungsmechanismus 2035 ist in einer Position zwischen dem Motor 2005 und dem ersten Untersetzungsmechanismus 2033 in deren Axialrichtung angeordnet und wird von dem Untersetzungsrad 2104 und dem Tellerrad 2103 gebildet.
  • Die Leistung von dem Motor 2005 wird über die Getriebewelle 2084 auf das Sonnenrad 2069 übertragen. Durch die Drehung des Sonnenrades 2069 wird das Planetenrad 2065 um dessen Achse und in Umlaufrichtung um das Sonnenrad 2069 herum gedreht. Durch diese Umlaufbewegung wird der Planetenradträger 2063 gedreht, wodurch die Leistung auf die Antriebsseite 2111 der Kupplung 2110 übertragen wird. Wenn die Kupplung 2110 gekuppelt ist, wird die Leistung weiter auf den zweiten Untersetzungsmechanismus 2035 übertragen und dann über die Verteilervorrichtung 2037 auf die Achswellen 2025, 2027 verteilt. Ein Differentialmechanismus kann in der Verteilervorrichtung 2037 eingebaut sein, und in diesem Falle wird die Leistung, die auf das Tellerrad 2103 übertragen wird, unterschiedlich auf die beiden Achswellen 2025, 2027 verteilt. Infolgedessen werden die Achswellen 2025, 2027 unterschiedlich angetrieben.
  • Wenn die Kupplung 2110 getrennt ist, wird die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Motor 2005 und den Achswellen 2025, 2027 unterbrochen.
  • 13 ist ein Blockbild eines Untersetzungsgetriebes gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Das Untersetzungsgetriebe weist einen Elektromotor 3005 als Antriebsquelle, ein Gehäuse 3041, einen ersten Untersetzungsmechanismus 3033, einen zweiten Untersetzungsmechanismus 3035 und eine Verteilervorrichtung 3037 auf.
  • Der Motor 3005 weist eine Getriebewelle 3084 als dessen Antriebswelle auf und ist mittels Schrauben 3102 an dem Gehäuse 3041 befestigt.
  • Das Gehäuse 3041 weist ein erstes Gehäuse 3043, das an der Seite des ersten Untersetzungsmechanismus 3033 angeordnet ist, und ein zweites Gehäuse 3045 auf, das an der Seite des Motors 3005 angeordnet ist. Das erste und das zweite Gehäuse 3043, 3045 sind mittels Schrauben 3101 miteinander befestigt.
  • Der erste Untersetzungsmechanismus 3033 weist einen Planetengetriebemechanismus auf, der von einem Sonnenrad 3069, einem Planetenradträger 3063, einem Planetenrad 3065 und einem Hohlrad 3067 gebildet wird. Das Sonnenrad 3069 ist einstückig mit der Getriebewelle 3084 ausgebildet oder als eine Einheit mit der Getriebewelle 3084 drehbar ausgebildet. Das eine Ende der Drehachse des Sonnenrades 3069 ist an dem ersten Gehäuse 3043 drehbar abgestützt. Der Planetenradträger 3063 ist ortsfest an dem ersten Gehäuse 3043 angebracht. Das Planetenrad 3065 ist an dem Planetenradträger 3063 drehbar abgestützt und steht mit dem Sonnenrad 3069 und dem Hohlrad 3067 in Eingriff. Das Hohlrad 3067 ist relativ zu dem ersten Gehäuse 3043 drehbar. Ferner ist eine Abtriebswelle 3105 gemeinsam mit dem Hohlrad 3067 an dessen Abtriebsseite drehbar. Die Abtriebswelle 3105 ist koaxial zu der Getriebewelle 3084 um deren Außenumfang herum angeordnet. Ein Untersetzungsrad 3104 ist einstückig mit der Abtriebswelle 3105 ausgebildet und gemeinsam mit dieser drehbar. Dadurch sind das Untersetzungsrad 3104 und das Hohlrad 3067 gemeinsam drehbar. Das Untersetzungsrad 3104 kann von einem Ritzel gebildet werden, um die Untersetzungswirkung zu erhöhen.
  • Die Verteilervorrichtung 3037 weist ein Zahnrad 3038 auf, das mit dem Untersetzungsrad 3104 in Eingriff steht, so dass das Zahnrad 3038 und das Untersetzungsrad 3104 den zweiten Untersetzungsmechanismus 3035 bilden. Der zweite Untersetzungsmechanismus 3035 ist in einer Position zwischen dem Motor 3005 und dem ersten Untersetzungsmechanismus 3033 in deren Axialrichtung angeordnet. Kupplungen 3111, 3112 sind an beiden Seiten einer Drehachse 3039 der Verteilervorrichtung 3037 vorgesehen. Achswellen 3025, 3027 sind an den Abtriebsseiten der jeweiligen Kupplungen 3111, 3112 vorgesehen, wobei die Kupplungen 3111, 3112 die Drehachse 3039 und die Achswellen 3025, 3027 kuppeln und trennen. Da die Kupplungen 3111, 3112 beiderseits der Verteilervorrichtung 3037 vorgesehen sind, kann durch unabhängige Steuerung der linken Kupplung 3111 und der rechten Kupplung 3112 das linke bzw. das rechte Rad (nicht gezeigt) unabhängig voneinander gesteuert werden.
  • Die Leistung von dem Motor 3005 wird über die Getriebewelle 3084 auf das Sonnenrad 3069 übertragen, Durch die Drehung des Sonnenrades 3069 wird das Planetenrad 3065 um dessen Achse gedreht, wodurch dann das Hohlrad 3067 gedreht wird. Dadurch wird die Leistung über ein Untersetzungsrad 3104 und die Verteilervorrichtung 3037 auf die Drehachse 3039 übertragen. Ferner wird die Leistung entsprechend den jeweiligen Zuständen des Kuppelns oder Trennens der Kupplungen 3111, 3112 auf die Achswellen 3025, 3027 übertragen.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann ein regenerativer Betrieb unter Verwendung des Motors als Generator bei dem Fahrzeug vorgenommen werden. In diesem Falle wird das von den Rädern abgegebene Drehmoment über die Achswellen, die Verteilervorrichtung, den zweiten Untersetzungsmechanismus und den ersten Untersetzungsmechanismus auf den Motor als Generator übertragen. Wenn nötig, kann das Drehmoment auch über die Kupplung(en) übertragen werden, die koaxial zu irgendeiner Drehachse zwischen den Rädern und der Abtriebswelle des Motors angeordnet ist(sind).
  • Ferner kann bei den oben beschriebenen Ausführungsformen als Kupplungsmechanismus für das Untersetzungsgetriebe irgendein Mechanismus angewendet werden, der die Übertragung des Drehmoments kuppelt und trennt, wie eine Doppelkupplung mit einer Mehrzahl von Rollen oder Mitnehmern als zusammengefasste Teile, die zwischen einem Paar drehbaren Teilen angeordnet sind, eine Reibungskupplung, eine elektromagnetische Kupplung, eine Magnetpulverkupplung, eine Magnetflüssigkeitskupplung, und dergleichen.

Claims (23)

  1. Untersetzungsgetriebe, aufweisend: eine Antriebsquelle (5, 1005, 2005, 3005), die eine Getriebewelle (95, 1078, 2084, 3084) aufweist; ein Gehäuse (31, 1031, 2041, 3041); einen ersten Untersetzungsmechanismus (33, 1033, 2033, 3033) zum Reduzieren einer Antriebskraft der Antriebsquelle, wobei der erste Untersetzungsmechanismus an dem Gehäuse abgestützt ist und einen Planetenradträger (63, 1063, 2063, 3063), ein Planetenrad (65, 1065, 1065A, 2065, 3065), das an dem Planetenradträger drehbar abgestützt ist, ein Hohlrad (67, 1067, 2067, 3067), das mit dem Planetenrad in Eingriff steht, und ein Sonnenrad (69, 1069, 2069, 3069) aufweist, das mit dem Planetenrad in Eingriff steht; einen zweiten Untersetzungsmechanismus (35, 1035, 2035, 3035) zum Reduzieren der Leistung des ersten Untersetzungsmechanismus, wobei der zweite Untersetzungsmechanismus in Bezug auf eine Axialrichtung der Getriebewelle zwischen der Antriebsquelle und dem ersten Untersetzungsmechanismus positioniert ist; und eine Verteilervorrichtung (37, 1037, 2037, 3037) zum Verteilen der Leistung des zweiten Untersetzungsmechanismus auf ein Paar Achswellen (25, 27; 1025, 1027; 2025, 2027; 3025; 3027), wobei die Verteilervorrichtung an dem Gehäuse abgestützt ist.
  2. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der zweite Untersetzungsmechanismus (35, 1035, 2035, 3035) ein Untersetzungsrad (85, 1098, 2104, 3104), das an einer Abtriebsseite des ersten Untersetzungsmechanismus (33, 1033, 2033, 3033) vorgesehen ist, und ein Tellerrad (99, 1099, 2103, 3038) aufweist, das an einer Seite der Verteilervorrichtung (37, 1037, 2037, 3037) vorgesehen ist.
  3. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 2, wobei das Untersetzungsrad (85, 1098, 2104, 3104) und das Tellerrad (99, 1099, 2103, 3038) in einer inneren Position in Bezug auf einen äußersten Abschnitt des ersten Untersetzungsmechanismus (33, 1033, 2033, 3033) in Radialrichtung miteinander in Eingriff gebracht sind.
  4. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Getriebewelle (95, 1078, 2084, 3084) mit dem Sonnenrad (69, 1069, 2069, 3069) verbunden ist.
  5. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der Planetenradträger (63, 2063) relativ zu dem Gehäuse (31, 2041) drehbar ist, wobei das Hohlrad (67, 2067) relativ zu dem Gehäuse nicht drehbar ist, und wobei der zweite Untersetzungsmechanismus (35, 2035) ein Untersetzungsrad (85, 2104), das sich zusammen mit dem Planetenradträger dreht, und ein Tellerrad (99, 2103) aufweist, das an einer Seite der Verteilervorrichtung (37, 2037) in Eingriff mit dem Untersetzungsrad vorgesehen ist.
  6. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der Planetenradträger (1063, 3063) relativ zu dem Gehäuse (1031, 3041) nicht drehbar ist, wobei das Hohlrad (1067, 3067) relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, und wobei der zweite Untersetzungsmechanismus (1035, 3035) ein Untersetzungsrad (1098, 3104), das zusammen mit dem Hohlrad drehbar ist, und ein Tellerrad (1099, 3038) aufweist, das an einer Seite der Verteilervorrichtung (1037, 3037) in Eingriff mit dem Untersetzungsrad vorgesehen ist.
  7. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei das Planetenrad (1065A) eine Mehrzahl von abgestuften Rädern (1065Aa, 1065Ab) aufweist, von denen zumindest ein Rad mit dem Sonnenrad (1069) in Eingriff steht und ein Rad mit dem Hohlrad (1067) in Eingriff steht.
  8. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 6, wobei das Planetenrad (1065A) ein erstes abgestuftes Rad (1065Aa) in Eingriff mit dem Sonnenrad (1069) und ein zweites abgestuftes Rad (1065Ab) in Eingriff mit dem Hohlrad (1067) aufweist.
  9. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Antriebsquelle ein Elektromotor (5, 1005, 2005, 3005) ist.
  10. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Antriebsquelle an einem Kraftfahrzeug (1) montiert ist, das eine Hauptantriebsquelle (3, 1003) zum Antreiben der einen von Vorder- und Hinterrädern (7, 9, 11, 13; 1007, 1009, 1011, 1013) und eine Nebenantriebsquelle (5, 1005, 2005, 3005) zum Antreiben der anderen der Vorder- und Hinterräder aufweist, und wobei die Antriebsquelle die Nebenantriebsquelle ist.
  11. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 10, wobei die Hauptantriebsquelle ein Verbrennungsmotor (3, 1003) ist und die Nebenantriebsquelle ein Elektromotor (5, 1005, 2005, 3005) ist.
  12. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei eine Abtriebswelle (81, 1091, 2105, 3105) des ersten Untersetzungsmechanismus (33, 1033, 2033, 3033) koaxial zu der Getriebewelle ((95, 1078, 2084, 3084) und an deren Außenseite angeordnet ist.
  13. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (31, 1031, 2041, 3041) zumindest ein erstes Gehäuse (41, 1041, 2043, 3043) mit einer ersten Seitenwand und ein zweites Gehäuse (39, 1039, 2045, 3045) mit einer zweiten Seitenwand aufweist, wobei die eine Seite des Planetenradträgers (63, 1063, 2063, 3063) an dem ersten Gehäuse abgestützt ist, und wobei die Antriebsquelle (5, 1005, 2005, 3005) an dem zweiten Gehäuse abgestützt ist.
  14. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 13, wobei die eine Seite des Planetenradträgers (63) über ein Lager (79) an der ersten Seitenwand (41) drehbar abgestützt ist.
  15. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 14, wobei die andere Seite des Planetenradträgers (63) an dem zweiten Gehäuse (39) abgestützt ist.
  16. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 13, ferner aufweisend eine Trägerachse (1075), über welche der Planetenradträger (1063) nicht drehbar an der ersten Seitenwand (1041) abgestützt ist.
  17. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei eines von dem Sonnenrad (1069) und der Getriebewelle (1078) an dem Planetenradträger (1063) abgestützt ist.
  18. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei der zweite Untersetzungsmechanismus (2035, 3035) ein Ritzel (2104, 3104), das an einer Außenseite des ersten Untersetzungsmechanismus (2033, 3033) vorgesehen ist, und ein Tellerrad (2103, 3038) aufweist, das an der Verteilervorrichtung (2037, 3037) vorgesehen ist.
  19. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Kupplungsmechanismus (143, 143A), der in einem Getriebestrang von der Getriebewelle (95) zu der Achswelle (25, 27) vorgesehen ist.
  20. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 19, wobei der Kupplungsmechanismus (143, 143A) zwischen dem zweiten Untersetzungsmechanismus (35) und der Achswelle (25, 27) positioniert ist.
  21. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 19, wobei die Achse des Kupplungsmechanismus (143, 143A) parallel zu der Getriebewelle (95) angeordnet ist und der Kupplungsmechanismus (143, 143A) und die Antriebsquelle (5) in Bezug auf die Axialrichtung teilweise überlappen.
  22. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Kupplungsmechanismus (2110), der zwischen dem ersten Untersetzungsmechanismus (2033) und dem zweiten Untersetzungsmechanismus (2035) vorgesehen ist.
  23. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Kupplungsmechanismus (3111, 3112), der zwischen der Verteilervorrichtung (3037) und der Achswelle (3025, 3027) vorgesehen ist.
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