CN102985275A - 车辆用动力传递装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有转矩限制装置的车辆用动力传递装置,能够抑制设于发动机与转矩限制装置之间的旋转构件的耐久性降低。转矩限制装置(24)的第1旋转部(104)的绕旋转轴心(第1轴心RC1)的惯性矩I1小于第2旋转部(106)的绕旋转轴心的惯性矩I2,因此与其相反的情况即惯性矩I1大于惯性矩I2的情况相比,能够减小从输入轴(18)到第1旋转部(104)所具有的惯性矩。因此,在转矩限制装置(24)工作时即第1旋转部(104)与第2旋转部(106)相互滑转时,能够降低过渡性地对设于发动机(14)与转矩限制装置(24)之间的旋转构件例如输入轴(18)施加的转矩。因此,能够抑制输入轴(18)的耐久性降低。
Description
技术领域
本发明涉及与发动机连结的车辆用动力传递装置,尤其涉及设于该车辆用动力传递装置的转矩限制装置。
背景技术
公知有电动机经由转矩限制装置连结于发动机与驱动轮之间的动力传递路径的车辆用动力传递装置。例如,专利文献1的驱动力分配装置便是这种车辆用动力传递装置。在该专利文献1的驱动力分配装置中,设有构成上述动力传递路径的一部分的行星齿轮装置,能够在预先设定的预定的允许转矩范围内传递转矩的摩擦离合器即所述转矩限制装置配设在上述行星齿轮装置的行星轮架与所述电动机之间。
专利文献1:日本特开2008-064281号公报
专利文献2:日本特开2004-019834号公报
发明内容
此外,所述转矩限制装置具有如下功能:根据所述允许转矩范围限制从发动机传递的转矩,使得不对例如构成所述动力传递路径的旋转构件传递过大转矩。在此,被传递发动机转矩的旋转构件具有取决于其质量及形状的惯性矩。因此,例如在发动机转矩超出上述允许转矩范围的限制而变大的情况下,转矩限制装置(摩擦离合器)工作(滑转(slip))而切断转矩传递,但对于设于发动机与转矩限制装置之间的旋转构件,不是与其转矩限制装置的工作同时地停止施加转矩,而是会过渡性地施加与包括该旋转构件在内的转矩限制装置的转矩切断部分为止的惯性矩相应的大小的转 矩(负荷)。因此,为了利用转矩限制装置的工作适当地保护设于上述发动机与转矩限制装置之间的旋转构件,应在考虑到上述惯性矩的影响的基础上设置该转矩限制装置。但是,在上述专利文献1的驱动力分配装置中,完全没有考虑到上述惯性矩,可能存在对车辆用动力传递装置的输入轴等上述旋转构件施加的负荷变大以致有损耐久性的情况。另外,这样的技术问题是未公知的。
本发明是鉴于以上的情况而做出的,其目的在于提供一种具有转矩限制装置的车辆用动力传递装置,能够抑制设于发动机与转矩限制装置之间的旋转构件的耐久性降低。
用于达到上述目的的技术方案1的发明要旨在于,(a)一种车辆用动力传递装置,包括:与发动机连结的输入轴;与该输入轴和驱动轮之间的动力传递路径连结的电动机;和转矩限制装置,包括能够绕预定的旋转轴心相对旋转的所述发动机侧的第1旋转部和所述电动机侧的第2旋转部,通过该第1旋转部和该第2旋转部相互滑转,从而将在该第1旋转部和该第2旋转部之间传递的传递转矩抑制为预先设定的允许值以下,(b)所述第1旋转部的绕所述预定的旋转轴心的惯性矩小于所述第2旋转部。
根据本发明,与所述第1旋转部的绕旋转轴心的惯性矩大于所述第2旋转部的情况相比,能够减小从所述输入轴到所述第1旋转部所具有的惯性矩,因此在转矩限制装置工作时即所述第1旋转部与所述第2旋转部相互滑转时,能够降低对设于发动机与转矩限制装置之间的旋转构件例如所述输入轴过渡性地(暂时地)施加的转矩(负荷)。因此,能够抑制上述输入轴的耐久性降低。另外,在所述转矩限制装置中,所述第1旋转部设于发动机侧,所述第2旋转部设于电动机侧,该发动机侧、电动机侧是指沿着发动机与电动机之间的动力传递路径的发动机侧、电动机侧,不是空间上的配置。
在此,优选是,发动机侧总惯性矩小于电动机侧总惯性矩,所述发动机侧总惯性矩是构成从所述输入轴到所述第1旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计,所述电动机侧总惯性矩是构成从 所述电动机到所述第2旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计。如此,所述发动机侧总惯性矩越大,在所述转矩限制装置工作时(滑转时)暂时施加于所述输入轴的负荷越大,例如与以使所述发动机侧总惯性矩大于所述电动机侧总惯性矩的方式配置所述转矩限制装置的情况相比,能够降低在所述转矩限制装置工作时暂时施加于所述输入轴的负荷。因此,能够抑制上述输入轴的耐久性降低。
此外,技术方案3的发明要旨在于,(a)一种车辆用动力传递装置,包括:与发动机连结的输入轴;与该输入轴和驱动轮之间的动力传递路径连结的电动机;和转矩限制装置,包括能够绕预定的旋转轴心相对旋转的所述发动机侧的第1旋转部和所述电动机侧的第2旋转部,通过该第1旋转部和该第2旋转部相互滑转,从而将在该第1旋转部和该第2旋转部之间传递的传递转矩抑制为预先设定的允许值以下,(b)发动机侧总惯性矩小于电动机侧总惯性矩,所述发动机侧总惯性矩是构成从所述输入轴到所述第1旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计,所述电动机侧总惯性矩是构成从所述电动机到所述第2旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计。如此,例如与以使所述发动机侧总惯性矩大于所述电动机侧总惯性矩的方式配置所述转矩限制装置的情况相比,能够降低在所述转矩限制装置工作时暂时施加于所述输入轴的负荷。因此,能够抑制上述输入轴的耐久性降低。
在此,优选是,行星齿轮装置设置成构成所述输入轴和所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分,所述行星齿轮装置包括:经由所述转矩限制装置与所述电动机连结的太阳齿轮、与所述驱动轮连结的齿圈以及行星轮架,该行星轮架以能够使安装在该太阳齿轮与该齿圈之间的小齿轮自转及公转的方式支承该小齿轮,并与所述输入轴连结。如此,与所述行星齿轮装置的齿轮速比相应地将发动机转矩减小而传递到转矩限制装置,与将转矩限制装置设于所述行星齿轮装置与发动机之间例如设于所述输入轴与发动机之间的情况相比,能够将转矩限制装置小型化。此外,在设于所述电动机与所述太阳齿轮之间的所述转矩限制装置中,所述第1旋转部与所述 太阳齿轮连结,而所述第2旋转部与所述电动机连结。并且,由于在该输入轴与第1旋转部之间介有所述行星齿轮装置,在转矩限制装置工作时第1旋转部的惯性矩对输入轴的影响进一步变大,因此与不介有该行星齿轮装置的情况相比,可以更显著得到通过上述的第1旋转部的绕旋转轴心的惯性矩小于第2旋转部而得的效果,即降低在所述转矩限制装置工作时过渡性施加于输入轴的负荷这一效果。尤其是,在转矩限制装置工作时过渡性施加于上述输入轴的负荷(转矩)发生脉动,因此降低该负荷的上述效果进一步显著。
此外,优选是,所述转矩限制装置设于收纳有所述行星齿轮装置的壳体内,由润滑该行星齿轮装置的润滑油润滑。如此,与所述转矩限制装置设于所述壳体的外部的情况相比,能够防止异物进入该转矩限制装置,能够抑制在转矩限制装置工作时滑转的部分等的劣化例如生锈等。因此,能够提高转矩限制装置的机械可靠性。
此外,优选是,所述第1旋转部包括摩擦板,所述第2旋转部包括与该摩擦板摩擦接触的推压构件和将该推压构件推压于该摩擦板的推压机构。如此,可以将在通常使用于车辆的转矩限制装置用于上述车辆用动力传递装置。
此外,优选是,(a)所述第1旋转部包括摩擦板,所述第2旋转部包括与该摩擦板摩擦接触的推压构件和将该推压构件推压于该摩擦板的推压机构,(b)该推压构件配设于以所述行星齿轮装置的轴心为基准而比所述小齿轮靠径向外侧的位置。如此,能够将所述小齿轮或用于将小齿轮支承于所述行星轮架的构件与所述推压构件在所述行星齿轮装置的轴心方向上相互重复地配置,因此与上述推压构件未配设在比小齿轮靠径向外侧的位置的情况相比,能够缩短该行星齿轮装置及转矩限制装置在上述轴心方向所占的长度。
此外,优选是,具有阻尼器,该阻尼器安装于所述发动机与所述输入轴之间,进行从所述发动机和所述输入轴中的一方向另一方的转矩传递,并且吸收转矩的脉动。如此,能够抑制发动机转矩的脉动向所述车辆用动 力传递装置传递。此外,能够抑制在转矩限制装置工作时由于发动机所具有的惯性矩所引起的暂时的负荷被传递到所述输入轴。
另外,所述技术方案1的发明及所述技术方案3的发明分别记载为独立的技术方案,但两发明都具有“在所述转矩限制装置工作时在所述输入轴产生负荷的惯性矩小。”这一相同的特定技术特征,由此,可以说这些发明相关联而具有单一性。
附图说明
图1是用于说明应用本发明的实施例1的车辆用动力传递装置的骨架图。
图2是表示图1的车辆用动力传递装置的要部、即相当于包括转矩限制装置在内的图1的II部(单点划线)的范围的剖视图。
图3是表示关于图1的车辆用动力传递装置和比较例的车辆用动力传递装置各自的、在转矩限制装置的工作时的输入轴转矩的时间图,所述比较例的车辆用动力传递装置所具有的转矩限制装置中的第1、第2旋转部的惯性矩的大小关系与图1相反。
图4是表示图1的车辆用动力传递装置和上述比较例的车辆用动力传递装置各自的上述第1、第2旋转部的惯性矩的大小关系的表。
图5是表示与图2同样的范围的上述比较例的剖视图。
图6是用于说明应用本发明的实施例2的车辆用动力传递装置的骨架图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施例。
实施例1
图1是用于说明应用本发明的车辆用动力传递装置10(以下,记作“动力传递装置10”)的骨架图。图2是表示动力传递装置10的要部、即相当于包括转矩限制装置24在内的图1的II部(单点划线)的范围的剖视 图。在图1中,动力传递装置10安装于作为例如汽油发动机、柴油发动机等内燃机的发动机14与驱动轮40之间,是将来自该发动机14的驱动力传递到驱动轮40的变速驱动桥。并且,动力传递装置10具有作为安装于车身的非旋转构件的变速驱动桥(T/A)外壳12(以下,记作“外壳12”),在该外壳12内,在第1轴心RC1上自发动机14侧起依次具有与该发动机14的输出轴(例如曲轴)动作地连结的阻尼器16、经由该阻尼器16与发动机14连结且被发动机14驱动而旋转的输入轴(input shaft)18、在该输入轴18的外周侧以可相对于输入轴18相对旋转的方式被支承的作为输出旋转构件的第1驱动齿轮20、作为动力分配机构发挥作用的行星齿轮装置22、转矩限制装置24和第1电动机M1。而且,动力传递装置10在外壳12内,在与第1轴心RC1平行的第2轴心RC2上具有与上述第1驱动齿轮20啮合的第1从动齿轮26、第1中间轴齿轮(カウンタギヤ)装置28、经由第1中间轴齿轮装置28与第1从动齿轮26连结的第2驱动齿轮(差速驱动齿轮)30、第2中间轴齿轮装置32以及经由第2中间轴齿轮装置32与第2驱动齿轮30连结的第2电动机M2,并且具有差动齿轮装置(终减速器(終減速機))36,差动齿轮装置36具有与第2驱动齿轮30啮合的第2从动齿轮(差速从动齿轮)34。
该动力传递装置10优选用于横向放置于例如前轮驱动即FF(前置发动机前驱动)型车辆6的前方,驱动驱动轮40。在动力传递装置10中,发动机14的动力依次经由阻尼器16、输入轴18、行星齿轮装置22、第1驱动齿轮20、第1从动齿轮26、第1中间轴齿轮装置28、第2驱动齿轮30、差动齿轮装置36及一对车轴38等而向一对驱动轮40传递。
阻尼器16是用于一般的车辆的阻尼器,安装于发动机14与输入轴18之间,进行从该发动机14及输入轴18的一方向另一方的转矩传递,并吸收由来自发动机14的转矩变动等引起的脉动。
第1中间轴齿轮装置28包括:与第2轴心RC2平行的第1副轴42、与第1从动齿轮26同轴地连结的第1齿轮44、与该第1齿轮44啮合且与第1副轴42连结的第2齿轮46、与第1副轴42连结且与第2齿轮46一 体旋转的第3齿轮48、与该第3齿轮48啮合且与第2驱动齿轮30同轴地连结的第4齿轮50。这样构成的第1中间轴齿轮装置28将来自第1从动齿轮26的旋转减速、向第2驱动齿轮30传递。
第2中间轴齿轮装置32包括:与第2轴心RC2平行的第2副轴52、与第2电动机M2同轴地连结的第5齿轮54、与该第5齿轮54啮合且与第2副轴52连结的第6齿轮56、与第2副轴52连结且与第6齿轮56一体旋转的第7齿轮58、与该第7齿轮58啮合且与第2驱动齿轮30同轴地连结的第8齿轮60。这样构成的第2中间轴齿轮装置32将来自第2电动机M2的旋转减速、向第2驱动齿轮30传递。
如图1及图2所示,第1驱动齿轮20具有圆筒状的轴部64,通过外壳12经由滚珠轴承(径向轴承)66可绕第1轴心RC1旋转地支承,并被支承为不能向第1轴心RC1方向移动。在上述轴部64的行星齿轮装置22侧一体地嵌合安装有圆板状的传递构件67。
输入轴18插通于第1驱动齿轮20的轴部64内,且以可相对于外壳12绕第1轴心RC1旋转且不能向第1轴心RC1方向移动的方式被支承。输入轴18,其一端经由阻尼器16与发动机14连结,由此被发动机14驱动而旋转。此外,输入轴18在其另一端具有向外周方向突出设置的凸缘部68,在该凸缘部68的外周部,一体旋转地连结有行星齿轮装置22的行星轮架CA1。根据这样的结构,输入轴18将来自发动机14的动力传递到该行星轮架CA1。
第1电动机M1与本发明的电动机对应,如图2所示,包括:通过螺栓固定等固定于外壳12的内侧的电动机定子72、设于该电动机定子72的内周侧且可相对于电动机定子72绕第1轴心RC1旋转的电动机输出轴74、和设于电动机定子72的内周侧且固定于电动机输出轴74的外周部的电动机转子76。电动机输出轴74被从外壳12的内周面向内周侧突出设置的圆板状的隔壁78经由滚珠轴承(径向轴承)80可绕第1轴心RC1旋转地支承,且不可在第1轴心RC1方向移动。电动机输出轴74具有中空构造,在电动机输出轴74的内周侧设有圆管状的油管82,该油管82的一端与输 入轴18连结,另一端与油泵连结,利用该结构,来自该油泵的润滑油通过油管82和输入轴18的油孔84被供给到外壳12内的各润滑部位。
本实施例的第1电动机M1及第2电动机M2都是也具有发电功能的所谓电动发电机,但是第1电动机M1至少具有用于产生反力的发电机(发电)功能,第2电动机M2至少具有用于输出车辆6的驱动力的马达(电动机)功能。而且,第1电动机M1和第2电动机M2构成为可相互授受电力,在车辆6设有可相对于第1电动机M1和第2电动机M2各自授受电力的蓄电装置。
行星齿轮装置22是构成发动机14与驱动轮40之间的动力传递路径的一部分、作为差动机构发挥作用的单齿轮(シンダルピニオン)型的行星齿轮装置。具体而言,行星齿轮装置22包括如下构件作为旋转要素(要素):太阳齿轮S1、齿圈R1、设于太阳齿轮S1与齿圈R1之间且分别与太阳齿轮S1及齿圈R1啮合的小齿轮P1,以及以使该小齿轮P1可自转及公转的方式支承该小齿轮P1的行星轮架CA1。并且,太阳齿轮S1、行星轮架CA1及齿圈R1分别被支承为不能向第1轴心RC1方向移动且能够绕第1轴心RC1旋转。作为第1旋转要素的行星轮架CA1与输入轴18连结,与输入轴18一体旋转,具有与小齿轮P1同一轴心且插通于小齿轮P1的小齿轮轴86,由该小齿轮轴86以使小齿轮P1可自转的方式支承该小齿轮P1。作为第2旋转要素的太阳齿轮S1经由转矩限制装置24与第1电动机M1的电动机输出轴74连结,只要转矩限制装置24不滑转,太阳齿轮S1就与电动机输出轴74一体旋转。作为第3旋转要素的齿圈R1与传递构件67的外周部连结,与传递构件67及第1驱动齿轮20一体旋转。即,齿圈R1经由传递构件67及第1驱动齿轮20等动作地与驱动轮40连结。若设太阳齿轮S1的齿数为ZS1、齿圈R1的齿数为ZR1,则行星齿轮装置22的齿轮速比ρ通过“ρ=ZS1/ZR1”计算。
如上述这样构成的行星齿轮装置22是以机械方式将传递到输入轴18的发动机14的输出分配的动力分配机构,将该发动机14的输出分配给第1电动机M1及第1驱动齿轮20。就是说,发动机14的输出被分配给第1 电动机M1及第1驱动齿轮20,并且借助分配给第1电动机M1的发动机14的输出而使第1电动机M1发电,该发电的电能被蓄电或借助该电能驱动第2电动机M2旋转,所以动力传递装置10成为例如无级变速状态(电气CVT状态),通过由第1电动机M1控制行星齿轮装置22的差动状态,从而能够作为无论发动机14的预定旋转如何都使第1驱动齿轮20的旋转连续变化的电气式无级变速器发挥作用。在这样由第1电动机M1控制行星齿轮装置22的差动状态时,第1电动机M1产生为了将来自发动机14的输出(驱动力)传递到第1驱动齿轮20即与该第1驱动齿轮20连结的驱动轮40而对抗发动机转矩Te的反力转矩TR。并且,利用行星齿轮装置22的差动作用,例如若该反力转矩TR即施加于太阳齿轮S1的转矩(负荷)为零或大致零,则从发动机14向驱动轮40的转矩传递切断。即,通过调节施加于太阳齿轮S1的负荷,能够调节从发动机14向驱动轮40传递的转矩。
在图2中,转矩限制装置24在第1轴心RC1上包括:作为圆环板状的摩擦板的摩擦板构件92;罩构件94,其具有相对于摩擦板构件92位于第1电动机M1侧的圆环板状的壁部94a和从壁部94a的外周端向摩擦板构件92侧突出设置的圆筒部94b;圆环板状的一对推压构件96,其在圆筒部94b的内侧且在摩擦板构件92的外周部的两侧分别沿第1轴心RC1配设;碟形弹簧98,其配设于壁部94a侧的推压构件96与壁部94a之间,一端与壁部94a抵接,另一端与该壁部94a侧的推压构件96抵接;弹性挡环100,其沿着第1轴心RC1与碟形弹簧98夹着一对推压构件96地配设在相反一侧,不能相对于罩构件94在第1轴心RC1方向移动。并且,转矩限制装置24设于收纳行星齿轮装置22的壳体即外壳12内。因此,转矩限制装置24例如该转矩限制装置24所具有的摩擦板构件92及推压构件96等被通过油管82供给来润滑行星齿轮装置22的润滑油润滑。即,转矩限制装置24是被上述润滑油润滑的湿式转矩限制器。
摩擦板构件92与本发明的摩擦板对应,摩擦板构件92的内周部以不能绕第1轴心RC1相对旋转的方式例如花键嵌合于太阳齿轮S1的第1电 动机M1侧的外周端部。摩擦板构件92及推压构件96彼此摩擦接触,因此至少在彼此接触部分包括具有预定的摩擦系数的摩擦材料。
罩构件94的壁部94a的内周部以不能绕第1轴心RC1相对旋转的方式例如花键嵌合于电动机输出轴74的外周部,一对推压构件96分别以相对于罩构件94不能绕第1轴心RC1相对旋转的方式例如花键嵌合于圆筒部94b的内侧。一对推压构件96在第1轴心RC1方向上夹着摩擦板构件92,被碟形弹簧98和弹性挡环100夹着。并且,一对推压构件96配设在以行星齿轮装置22的轴心即第1轴心RC1为基准而比小齿轮P1靠径向外侧的位置,行星齿轮装置22侧的推压构件96配置成既避免与行星齿轮装置22干涉,又在第1轴心RC1方向上与从小齿轮P1在第1轴心RC1方向突出的行星轮架CA1的一部分重复。
此外,弹性挡环100嵌合于圆筒部94b的内侧,以阻止与碟形弹簧98相反一侧的推压构件96沿着第1轴心RC1向远离碟形弹簧98的一侧移动,而碟形弹簧98沿着第1轴心RC1朝向弹性挡环100侧推压一对推压构件96和摩擦板构件92的外周部。即,罩构件94、碟形弹簧98及弹性挡环100具有在碟形弹簧98的作用力下将一对推压构件96推压于摩擦板构件92的功能,所以可以说构成将该推压构件96推压于摩擦板构件92的推压机构102。
并且,推压机构102及推压构件96在没有碟形弹簧98的作用力的情况下可相对于摩擦板构件92相对旋转,摩擦板构件92与太阳齿轮S1一体旋转,而推压机构102及推压构件96与电动机输出轴74一体旋转,因此摩擦板构件92构成发动机侧的第1旋转部104,推压机构102及推压构件96构成第1电动机M1侧的第2旋转部106。另外,第1轴心RC1与本发明的第1旋转部104及第2旋转部106的预定的旋转轴心对应。
此外,如上所述,第1旋转部104由摩擦板构件92构成,而第2旋转部106由罩构件94、一对推压构件96、碟形弹簧98和弹性挡环100构成,第1旋转部104的绕旋转轴心的惯性矩I1(单位例如是kg·m2)小于第2旋转部106的绕旋转轴心的惯性矩I2(I1<I2)。另外,从图2可知,上述 第1旋转部104的旋转轴心及上述第2旋转部106的旋转轴心都是第1轴心RC1。
根据上述构成,转矩限制装置24通过第1旋转部104与第2旋转部106相互滑转、即摩擦板构件92与推压构件96相互滑转,从而将在第1旋转部104与第2旋转部106之间传递的限制器传递转矩TLM抑制为预先设定的允许值T1以下。另外,上述允许值T1与碟形弹簧98的作用力(弹簧力)的关系例如通过实验而求得,碟形弹簧98的作用力根据该允许值T1与碟形弹簧98的作用力的关系,基于应设定的允许值T1而设定。
具体说明转矩限制装置24的工作。发动机转矩Te从输入轴18经由行星齿轮装置22被输入到转矩限制装置24。此时,从太阳齿轮S1输入到转矩限制装置24的转矩,相应于行星齿轮装置22的齿轮速比ρ而小于输入到输入轴18的发动机转矩Te。并且,若从该太阳齿轮S1输入到转矩限制装置24的转矩即限制器传递转矩TLM超过允许值T1,则摩擦板构件92与推压构件96相互滑转,抑制限制器传递转矩TLM。若由于该滑转而抑制了限制器传递转矩TLM,则与该受抑制的限制器传递转矩TLM相应地,借助行星齿轮装置22的差动作用从齿圈R1向驱动轮40传递的转矩和输入到输入轴18的发动机转矩Te受到抑制。
在本实施例中,构成从输入轴18到第1旋转部104的动力传递路径的旋转构件各自的绕旋转轴心的惯性矩总计而得的发动机侧总惯性矩IT1小于构成从第1电动机M1到第2旋转部106的动力传递路径的旋转构件各自的绕旋转轴心的惯性矩的总计而得的电动机侧总惯性矩IT2(IT1<IT2)。例如在图2中,上述构成从输入轴18到第1旋转部104的动力传递路径的旋转构件是指输入轴18、行星轮架CA1、小齿轮P1、太阳齿轮S1及第1旋转部104。此外,上述构成从第1电动机M1到第2旋转部106的动力传递路径的旋转构件是指电动机输出轴74、电动机转子76及第2旋转部106。
在摩擦板构件92与推压构件96相互滑转的转矩限制装置24的工作时,施加于输入轴18的输入轴转矩(input shaft torque)Tin发生脉动, 而在本实施例中,如上所述,发动机侧的第1旋转部104的绕旋转轴心的惯性矩I1小于第1电动机M1侧的第2旋转部106的绕旋转轴心的惯性矩,因此与该惯性矩I1、I2的大小关系相反的情况相比,上述脉动的输入轴转矩Tin的最大值变小。图3是用于说明该情况的图。图3是表示本实施例的动力传递装置10和比较例的动力传递装置10’分别在转矩限制装置的工作时的输入轴转矩Tin的时间图,所述比较例的上述第1、第2旋转部的惯性矩I1、I2的大小关系与本实施例相反。具体而言,上述惯性矩I1、I2的大小关系如图4所示,本实施例的上述惯性矩I1、I2之比是“I1:I2=1:2”,在上述比较例中该惯性矩I1、I2之比相反。
在上述比较例中,如图5所示,在转矩限制装置中,摩擦板构件和罩构件沿着第1轴心RC1与图2相反地配置。图5是表示与图2同样的范围的上述比较例的剖视图。图5的剖视图中除了转矩限制装置24’及与其相关的部位以外与图2相同,因此仅说明与图2不同的部分。如图5所示,在上述比较例中,与图2所示的结构相反,摩擦板构件92’相对于电动机输出轴74’一体旋转地连结,罩构件94’相对于太阳齿轮S1’一体旋转地连结,与此同时,转矩限制装置24’的各构成构件、具体而言是摩擦板构件92’、罩构件94’、推压构件96、碟形弹簧98及弹性挡环100的第1轴心RC1方向的排列顺序及朝向与图2相反。因此,在图5所示的所述比较例中,与图2的结构相比,外壳12’中为了收纳转矩限制装置24’而使行星齿轮装置22’与隔壁78之间的第1轴心RC1方向的间隔稍微变长,太阳齿轮S1’及罩构件94’相互的安装形状和电动机输出轴74’及摩擦板构件92’相互的安装形状不同。但是,这些差异不至于影响图3的时间图。
此外,在图2所示的本实施例的转矩限制装置24中,第1旋转部104由摩擦板构件92构成,第2旋转部106由罩构件94、推压构件96、碟形弹簧98和弹性挡环100构成,但在图5所示的比较例的转矩限制装置24’中,发动机侧(太阳齿轮侧)的第1旋转部104’由罩构件94’、推压构件96、碟形弹簧98和弹性挡环100构成,第1电动机M1侧的第2旋转 部106’由摩擦板构件92’构成。另外,在表示比较例的图5中,太阳齿轮S1’中的罩构件94’的安装形状与图2所示的太阳齿轮S1不同,因此行星齿轮装置的附图标记不是22而是22’。此外,图5所示的比较例不是公知的。
返回图3,关于该时间图的输入轴转矩Tin,本实施例用实线表示,所述比较例用虚线表示。如图3所示,在本实施例及所述比较例的各自中,随着时间经过而变动的发动机转矩Te被输入到输入轴18。并且,在图3的期间PD1及PD2,转矩限制装置24、24’工作,输入轴转矩Tin发生脉动。此时,使转矩限制装置24、24’工作的限制器传递转矩TLM的允许值T1在本实施例及所述比较例中设定为相互相同。在上述期间PD1,在本实施例和所述比较例之间相互比较脉动的输入轴转矩Tin,则输入轴转矩Tin的最大值是,本实施例相对于所述比较例降低了13%左右。因此,认为本实施例与所述比较例相比,具有不需改变上述允许值T1,就能降低施加于输入轴18的负荷(转矩)的效果。并且,本实施例中,第1旋转部104的绕旋转轴心的惯性矩I1小于第2旋转部106的绕旋转轴心的惯性矩I2这一点与所述比较例不同,因此认为该点(I1<I2)与上述能够降低施加于输入轴18的负荷(转矩)这一效果有关。此外,设某旋转构件的惯性矩为I,其角加速度为ω’,则由该惯性矩I产生的转矩T通过“T=I×ω’”计算,因此从该方面也可理解,减小上述惯性矩I1与能够降低上述负荷这一效果的关系。
根据本实施例,转矩限制装置24的第1旋转部104的绕旋转轴心(第1轴心RC1)的惯性矩I1小于第2旋转部106的绕旋转轴心(第1轴心RC1)的惯性矩I2,因此与同其相反的情况即上述惯性矩I1大于上述惯性矩I2的情况相比,能够减小从输入轴18到第1旋转部104所具有的惯性矩。因此,在转矩限制装置24工作时即第1旋转部104与第2旋转部106相互滑转时,能够降低对设于发动机14与转矩限制装置24之间的旋转构件例如输入轴18过渡性地(暂时地)施加的转矩(负荷)。因此,能够抑制输入轴18的耐久性降低。
此外,根据本实施例,构成从输入轴18到第1旋转部104的动力传递路径的旋转构件各自的绕旋转轴心的惯性矩合计而得的所述发动机侧总惯性矩IT1,小于构成从第1电动机M1到第2旋转部106的动力传递路径的旋转构件各自的绕旋转轴心的惯性矩合计而得的所述电动机侧总惯性矩IT2(IT1<IT2)。在此,发动机侧总惯性矩IT1越大,则在转矩限制装置24工作时(滑转时)暂时施加于输入轴18的负荷越大。因此,例如与转矩限制装置24配设成相反地发动机侧总惯性矩IT1大于电动机侧总惯性矩IT2的情况相比,能够降低在转矩限制装置24工作时暂时施加于输入轴18的负荷,结果,能够抑制输入轴18的耐久性降低。
此外,根据本实施例,如图1所示,行星齿轮装置22以构成输入轴18与驱动轮40之间的动力传递路径的一部分的方式设置,该行星齿轮装置22包括:经由转矩限制装置24与第1电动机M1连结的太阳齿轮S1、与驱动轮40连结的齿圈R1、以使安装于该太阳齿轮S1与该齿圈R1之间的小齿轮P1可自转及公转的方式支承该小齿轮P1且与输入轴18连结的行星轮架CA1。由此,发动机转矩Te相应于行星齿轮装置22的齿轮速比ρ地减小而被传递到转矩限制装置24,与转矩限制装置24安装于行星齿轮装置22与发动机14之间例如安装于输入轴18与发动机14之间的情况相比,能够将转矩限制装置24小型化。此外,在转矩限制装置24工作时第1旋转部104的惯性矩I1对输入轴18的影响,由于在该输入轴18与第1旋转部104之间存在行星齿轮装置22而进一步变大,因此与不存在该行星齿轮装置22的情况相比,可更显著得到通过上述的第1旋转部104的惯性矩I1小于第2旋转部106的惯性矩I2而得的效果、即降低在转矩限制装置24工作时过渡性地施加于输入轴18的负荷这一效果。尤其是,在转矩限制装置24工作时过渡性地施加于输入轴18的负荷(转矩)如图3那样脉动,因此降低该负荷的上述效果进一步显著。
此外,根据本实施例,转矩限制装置24设于收纳行星齿轮装置22的壳体即外壳12内,被润滑该行星齿轮装置22的润滑油润滑。由此,与转矩限制装置24设于外壳12的外部的情况相比,能够防止异物进入转矩限 制装置24,能够抑制在转矩限制装置24工作时滑转的部分等的劣化例如生锈等。因此,能够提高转矩限制装置24的机械可靠性。此外,不需要设置用于润滑转矩限制装置24的特别构造。
此外,根据本实施例,第1旋转部104包括摩擦板构件92,第2旋转部106包括与该摩擦板构件92摩擦接触的一对推压构件96和将该推压构件96推压于摩擦板构件92的推压机构102。因此,可以将在一般的车辆上使用的转矩限制装置用于动力传递装置10。
此外,根据本实施例,一对推压构件96配设在以行星齿轮装置22的轴心即第1轴心RC1为基准而比小齿轮P1靠径向外侧的位置,因此如图2所示,能够将小齿轮P1或用于将小齿轮P1支承于行星轮架CA1的构件(小齿轮轴86)与行星齿轮装置22侧的推压构件96在第1轴心RC1方向相互重复地配置。因此,与未将推压构件96配设于比小齿轮P1靠径向外侧的位置的情况相比,能够使行星齿轮装置22及转矩限制装置24在第1轴心RC1方向所占的长度缩短。
此外,根据本实施例,动力传递装置10具有设于发动机14与输入轴18之间、从发动机14和输入轴18的一方向另一方传递转矩、并吸收转矩的脉动的阻尼器16,因此能够抑制将发动机转矩Te的脉动传递到动力传递装置10。此外,可抑制在转矩限制装置24工作时由于发动机14所具有的惯性矩而引起的暂时的负荷被传递到输入轴18。
接着,说明本发明的其他实施例。另外,在以下的说明中,对实施例相互相同的部分标注同一附图标记,省略说明。
实施例2
在本实施例中,在与上述实施例1的动力传递装置10不同结构的车辆用动力传递装置210设置转矩限制装置24。图6是用于说明本实施例的车辆用动力传递装置210(以下,记作“动力传递装置210”)的骨架图。在图6中,动力传递装置210设于发动机14与驱动轮40之间,是将来自该发动机14的驱动力传递到驱动轮40的变速驱动桥。并且,动力传递装置210具有作为安装于车身的非旋转构件的变速驱动桥(T/A)外壳212(以 下,记作“外壳212”),在该外壳212内,在第1轴心RC1上自发动机14侧起依次具有:与该发动机14的输出轴(例如曲轴)动作地连结的阻尼器16、经由该阻尼器16被发动机14驱动而旋转的输入轴218、与本发明的电动机对应的第1电动机M1、作为动力分配机构发挥作用的第1行星齿轮装置220、作为减速装置发挥作用的第2行星齿轮装置222及以可传递动力的方式与驱动轮40(参照图1)连结的第2电动机M2。
该动力传递装置210优选用于横向放置于例如前轮驱动即FF(前置发动机前驱动)型的车辆6的前方,驱动驱动轮40。在动力传递装置210中,发动机14的动力从输出齿轮224依次经由例如通过多个齿轮与该输出齿轮224连结的差动齿轮装置36以及一对车轴38等而向一对驱动轮40传递。
输入轴218的两端以可旋转的方式被滚珠轴承226及228支承,一端经由阻尼器16与发动机14连结,由此输入轴218被发动机14驱动而旋转。
第1行星齿轮装置220是连结于发动机14与驱动轮40之间的差动机构。具体而言,第1行星齿轮装置220是单齿轮型的行星齿轮装置,作为旋转要素(要素)而包括:第1小齿轮P01、以可使该第1小齿轮P01自转及公转的方式支承该第1小齿轮P01的作为第1旋转要素的第1行星轮架CA01、作为第2旋转要素的第1太阳齿轮S01及经由第1小齿轮P01与第1太阳齿轮S01啮合的作为第3旋转要素的第1齿圈R01。另外,第1行星齿轮装置220与本发明的行星齿轮装置对应。
并且,第1行星齿轮装置220是以机械方式将传递到输入轴218的发动机14的输出分配的动力分配机构,将发动机14的输出分配给第1电动机M1及输出齿轮224。就是说,在该第1行星齿轮装置220中,第1行星轮架CA01与输入轴218即发动机14连结,第1太阳齿轮S01经由转矩限制装置24与第1电动机M1连结,第1齿圈R01与输出齿轮224连结。由此,第1太阳齿轮S01、第1行星轮架CA01、第1齿圈R01可分别相互相对旋转,所以发动机14的输出被分配给第1电动机M1及输出齿轮224,并且借助分配给第1电动机M1的发动机14的输出使第1电动机M1发电,该发电的电能被蓄电或借助该电能驱动第2电动机M2旋转, 因此动力传递装置210成为例如无级变速状态(电气CVT状态),由第1电动机M1控制第1行星齿轮装置220的差动状态,从而作为无论发动机14的预定旋转如何都使输出齿轮224的旋转连续变化的电气式无级变速器而发挥作用。
第2行星齿轮装置222是单齿轮型的行星齿轮装置。第2行星齿轮装置222作为旋转要素而包括第2太阳齿轮S02、第2小齿轮P02、以使第2小齿轮P02可自转及公转的方式支承该第2小齿轮P02的第2行星轮架CA02及经由第2小齿轮P02与第2太阳齿轮S02啮合的第2齿圈R02。另外,第1行星齿轮装置220的第1齿圈R01及第2行星齿轮装置222的第2齿圈R02是一体化的复合齿轮,在其外周部设有输出齿轮224。
在该第2行星齿轮装置222中,第2行星轮架CA02与作为非旋转构件的外壳212连结,由此被阻止旋转,第2太阳齿轮S02与第2电动机M2连结,第2齿圈R02与输出齿轮224连结。即,第2电动机M2经由第2行星齿轮装置222与输出齿轮224和第1行星齿轮装置220的第1齿圈R01连结。由此,例如在起步时等驱动第2电动机M2旋转,从而第2太阳齿轮S02旋转,旋转被第2行星齿轮装置222减速而传递到输出齿轮224。
与上述实施例1同样,转矩限制装置24设于第1行星齿轮装置220的第1太阳齿轮S01与第1电动机M1之间,发动机侧(太阳齿轮侧)的第1旋转部104绕第1轴心RC1与第1太阳齿轮S01一体旋转,第1电动机M1侧的第2旋转部106绕第1轴心RC1与第1电动机M1一体旋转。即,第1旋转部104由摩擦板构件92构成,而第2旋转部106由罩构件94、一对推压构件96、碟形弹簧98和弹性挡环100构成。并且,摩擦板构件92以相对于第1太阳齿轮S01不可相对旋转的方式例如花键嵌合于第1太阳齿轮S01,罩构件94以相对于第1电动机M1的电动机输出轴74不可相对旋转的方式例如花键嵌合于电动机输出轴74。
在本实施例中,从发动机14到第1电动机M1的动力传递路径是与上述实施例1同样的结构,因此具有与上述实施例1的效果同样的效果。
以上,基于附图详细说明了本发明的实施例,但这仅是一实施方式,当然也可以基于本领域技术人员的知识而对本发明加以各种变更、改进来实施。
例如,在上述实施例1中,(i)第1旋转部104的绕旋转轴心的惯性矩I1小于第2旋转部106的绕旋转轴心的惯性矩I2,且(ii)发动机侧总惯性矩IT1小于电动机侧总惯性矩IT2,但并不一定上述(i)及(ii)的条件都满足,也可以是仅满足上述(i)和(ii)中的任一方的条件的动力传递装置10。
此外,在上述实施例1中,行星齿轮装置22介于输入轴18与转矩限制装置24之间,但这样安装行星齿轮装置22不是必须的,此外,也可以将多个行星齿轮装置设于输入轴18与转矩限制装置24之间。
此外,在上述实施例1的行星齿轮装置22中,行星轮架CA1与输入轴18连结,太阳齿轮S1经由转矩限制装置24与第1电动机M1连结,齿圈R1与第1驱动齿轮20连结,但它们的连结关系不一定限定于此,也可以是输入轴18、第1电动机M1、第1驱动齿轮20分别与行星齿轮装置22的3个旋转要素CA1、S1、R1中的某一个连结。
此外,在上述实施例1中,输入轴18经由阻尼器16与发动机14连结,但也可以没有该阻尼器16,输入轴18直接或经由传动带、齿轮等与发动机14连结。
此外,在上述实施例1中,第1旋转部104由摩擦板构件92构成,第2旋转部106由罩构件94、一对推压构件96、碟形弹簧98和弹性挡环100构成,但第1旋转部104及第2旋转部106各自的构成构件不限于此。
此外,在上述实施例1的图2中,一对推压构件96配设在以第1轴心RC1为基准比小齿轮P1靠径向外侧的位置,但也可以考虑除此之外的推压构件96的配置。
此外,在上述实施例1中,转矩限制装置24是设于收纳行星齿轮装置22的外壳12内的湿式转矩限制器,但也可以考虑设于该外壳12外的干式转矩限制器。
此外,在上述实施例1中,在第1驱动齿轮20与驱动轮40之间的动力传递路径不设置变速器,但也可以设置与行星齿轮装置22另外的手动变速器或自动变速器。
此外,在上述实施例2中,动力传递装置210包括第1行星齿轮装置220、第2行星齿轮装置222和第1电动机M1,但这些不是必须的,例如也可以是不具有第1行星齿轮装置220、第2行星齿轮装置222及第1电动机M1,发动机14、离合器、输入轴218、第2电动机M2和驱动轮40串联连结的所谓并行式混合动力车辆。在这样的并行式混合动力车辆中,第2电动机M2与本发明的电动机对应,例如转矩限制装置24设于输入轴218与第2电动机M2之间。并且,若本发明应用于上述的并行式混合动力车辆,则与上述实施例2同样,能够抑制输入轴218的耐久性降低。另外,由于发动机14与输入轴218之间的上述离合器是根据需要而设置,因此也可以考虑上述并行式混合动力车辆不具有该离合器的结构。
此外,在上述实施例1中,发动机14在与输入轴18同轴的第1轴心RC1上经由阻尼器16而与输入轴18连结,但也可以不是同轴的第1轴心RC1上,例如经由齿轮、带等动作地连结。
此外,在上述实施例1中,行星齿轮装置22是单齿轮型的行星齿轮装置,但也可以是双齿轮(ダブルピニオン)型。
此外,在上述实施例1的动力传递装置10中,在发动机14与行星齿轮装置22之间不设置离合器等动力断续装置,但也可以在发动机14与行星齿轮装置22之间设置这样的动力断续装置。此外,关于第1电动机M1及第2电动机M2也是同样,上述动力断续装置可以设于第1电动机M1与行星齿轮装置22之间或第2电动机M2与第2驱动齿轮30之间。
附图标记说明
10:动力传递装置(车辆用动力传递装置)
12:外壳(壳体)
14:发动机
16:阻尼器
18:输入轴
22:行星齿轮装置
24:转矩限制装置
40:驱动轮
92:摩擦板构件(摩擦板)
96:推压构件
102:推压机构
104:第1旋转部
106:第2旋转部
220:第1行星齿轮装置(行星齿轮装置)
M1:第1电动机(电动机)
RC1:第1轴心(第1旋转部及第2旋转部的旋转轴心)
S1:太阳齿轮
P1:小齿轮
CA1:行星轮架
R1:齿圈
S01:第1太阳齿轮(太阳齿轮)
P01:第1小齿轮(小齿轮)
CA01:第1行星轮架(行星轮架)
R01:第1齿圈(齿圈) 。
Claims (8)
1.一种车辆用动力传递装置,包括:
与发动机连结的输入轴;
与该输入轴和驱动轮之间的动力传递路径连结的电动机;和
转矩限制装置,包括能够绕预定的旋转轴心相对旋转的所述发动机侧的第1旋转部和所述电动机侧的第2旋转部,通过该第1旋转部和该第2旋转部相互滑转,从而将在该第1旋转部和该第2旋转部之间传递的传递转矩抑制为预先设定的允许值以下,
其特征在于,
所述第1旋转部的绕所述预定的旋转轴心的惯性矩小于所述第2旋转部。
2.根据权利要求1所述的车辆用动力传递装置,其特征在于,
发动机侧总惯性矩小于电动机侧总惯性矩,所述发动机侧总惯性矩是构成从所述输入轴到所述第1旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计,所述电动机侧总惯性矩是构成从所述电动机到所述第2旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计。
3.一种车辆用动力传递装置,包括:
与发动机连结的输入轴;
与该输入轴和驱动轮之间的动力传递路径连结的电动机;和
转矩限制装置,包括能够绕预定的旋转轴心相对旋转的所述发动机侧的第1旋转部和所述电动机侧的第2旋转部,通过该第1旋转部和该第2旋转部相互滑转,从而将在该第1旋转部和该第2旋转部之间传递的传递转矩抑制为预先设定的允许值以下,
其特征在于,
发动机侧总惯性矩小于电动机侧总惯性矩,所述发动机侧总惯性矩是构成从所述输入轴到所述第1旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计,所述电动机侧总惯性矩是构成从所述电动机到所述第2旋转部的动力传递路径的旋转构件各自绕旋转轴心的惯性矩的合计。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的车辆用动力传递装置,其特征在于,
行星齿轮装置设置成构成所述输入轴和所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分,所述行星齿轮装置包括:经由所述转矩限制装置与所述电动机连结的太阳齿轮、与所述驱动轮连结的齿圈以及行星轮架,该行星轮架以能够使安装在该太阳齿轮与该齿圈之间的小齿轮自转及公转的方式支承该小齿轮,并与所述输入轴连结。
5.根据权利要求4所述的车辆用动力传递装置,其特征在于,
所述转矩限制装置设于收纳有所述行星齿轮装置的壳体内,由润滑该行星齿轮装置的润滑油润滑。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的车辆用动力传递装置,其特征在于,
所述第1旋转部包括摩擦板,所述第2旋转部包括与该摩擦板摩擦接触的推压构件和将该推压构件推压于该摩擦板的推压机构。
7.根据权利要求4或5所述的车辆用动力传递装置,其特征在于,
所述第1旋转部包括摩擦板,所述第2旋转部包括与该摩擦板摩擦接触的推压构件和将该推压构件推压于该摩擦板的推压机构,
该推压构件配设于以所述行星齿轮装置的轴心为基准而比所述小齿轮靠径向外侧的位置。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的车辆用动力传递装置,其特征在于,
具有阻尼器,该阻尼器安装于所述发动机与所述输入轴之间,进行从所述发动机和所述输入轴中的一方向另一方的转矩传递,并且吸收转矩的脉动。
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