CN106286638A - 可选择的单向离合器及车辆 - Google Patents

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plate
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motor
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黑崎祐树
盐入广行
驹田英明
柴田宽之
安井宏树
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Abstract

本发明提供一种能够防止经由润滑油产生的拖曳转矩引起的误卡合的SOWC及具备该SOWC的车辆。可选择的单向离合器(1)具备：固定板(2)；旋转板(4)，其以能够相对于固定板旋转的方式与固定板对置配置；卡合片(9)，其保持在固定板的与旋转板对置的侧面上，且通过选择性地向旋转板侧突出而与旋转板卡合，从而在固定板与旋转板之间传递转矩；以及切换板(3)，其设置在固定板与旋转板之间，通过在规定的角度范围内旋转而向卡合位置和释放位置移动，该卡合位置是使卡合片向旋转板侧突出的位置，该释放位置是使卡合片从旋转板向固定板侧后退而解除与旋转板的卡合的位置，其中，使润滑油向固定板与切换板之间流入的流入部(20)形成于固定板。

Description

可选择的单向离合器及车辆
技术领域
本发明涉及可选择的单向离合器及具备可选择的单向离合器的车辆，该可选择的单向离合器能够选择性地设定仅向正反任一方向传递转矩、在另一方向上成为超程状态而不传递转矩的作为所谓单向离合器的功能。
背景技术
专利文献1中记载有具备发动机和电动机来作为驱动力源的混合动力车所使用的可选择的单向离合器(以下，记为SOWC)的一例。在该SOWC中，使分别呈圆板状的固定侧座圈(レース)与旋转侧座圈对置配置，并且将换向板(selector plate)以能够进行规定角度旋转的方式配置在这些各座圈之间。在固定侧座圈设有由弹簧施力以使前端部朝向旋转侧座圈立起的多个支柱，在旋转侧座圈形成有使支柱的前端部进入并卡合的作为凹部的凹口。此外，在换向板形成有与支柱对应的多个窗孔。在换向板旋转成其窗孔相对于支柱的位置而偏离的状态的情况下，支柱被压入固定侧板内而未与凹口卡合，另外，在使换向板旋转到窗孔与支柱一致的位置的情况下，支柱从窗孔朝向旋转侧板立起，其前端部进入凹口的内部。在该状态下，当旋转侧板要向凹口的内侧面与支柱抵碰的方向旋转时，旋转侧板的旋转被阻止。另外，当旋转侧板要向与之相反的方向旋转时，凹口的开口端缘按压支柱的背面(上表面)，因而支柱朝向固定侧板被压倒，其结果是，旋转侧板旋转。即，成为超程状态。
并且，专利文献1记载的混合动力车被构成为，在由行星齿轮机构构成的动力分配机构上连结发动机和第一电动发电机，在从该动力分配机构输出的转矩中增加第二电动发电机的输出转矩。另外，在与动力分配机构相同的轴线上配置由行星齿轮机构构成的超速驱动机构，在前述的旋转侧板上连结超速驱动机构中的规定的旋转元件，固定侧板安装于壳体等规定的固定部。
SOWC作为单向离合器发挥功能，由此能够阻止上述的规定的旋转元件的特定的一方向的旋转，而且通过解除作为单向离合器的功能而使所述规定的旋转元件能够向正反任一方向旋转。另一方面，在SOWC中，固定侧板(有时称为袋式板(pocket plate))、旋转侧板(有时称为凹口板)、换向板这三者相对旋转，而且在旋转侧板超程的情况下，在支柱与旋转侧板之间发生摩擦。因此，向SOWC供给润滑油来降低由滑动引起的磨损或阻力等。
润滑油具有一定程度的粘度，温度越低，其粘度越大。另一方面，由于SOWC是阻止特定的方向的旋转并且能够解除该旋转的阻止的离合器机构，因此，通过解除所述旋转的阻止而允许该特定的方向的旋转。这种情况下，例如通过前述的规定的旋转构件向特定的方向旋转，使主要因润滑油的粘性而产生的拖曳转矩作用于换向板。在由于润滑油的温度低而润滑油的粘度大的情况下，该拖曳转矩成为大的转矩，其结果是，有时会使换向板旋转。若换向板旋转而其窗孔与支柱的位置一致，则支柱朝向旋转侧板立起，因此支柱的前端部进入凹口，SOWC切换成所谓卡合状态，所述规定的旋转元件的旋转有时会意外地被阻止。即，在SOWC中，在润滑油的粘度大的情况下可能会发生误卡合。
在装入到车辆的动力传递机构的SOWC中若发生这样的误卡合，则可能会产生冲击，或者SOWC所用的部件的耐久性可能会下降。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-77846号公报
发明内容
本发明着眼于上述的技术性课题而作出，其目的在于提供一种能够避免或抑制主要因润滑油的粘性而产生的误卡合的可选择的单向离合器及具备该可选择的单向离合器的车辆。
为了实现上述的目的，本发明提供一种可选择的单向离合器，其具有：固定板，所述固定板被保持成不旋转；旋转板，所述旋转板以能够相对于所述固定板相对旋转的方式与所述固定板对置配置；卡合片，所述卡合片保持在所述固定板的与所述旋转板对置的侧面上，且通过选择性地向所述旋转板侧突出而与所述旋转板卡合，从而在所述固定板与所述旋转板之间传递转矩；以及切换板，所述切换板设置在所述固定板与所述旋转板之间，通过在规定的角度范围内旋转而向卡合位置和释放位置移动，该卡合位置是使所述卡合片向所述旋转板侧突出的位置，该释放位置是使所述卡合片从所述旋转板向所述固定板侧后退而解除与所述旋转板的卡合的位置，所述可选择的单向离合器的特征在于，所述固定板具有与所述切换板对置的对置部和形成于所述对置部的槽部，所述槽部成为使润滑油流入所述固定板与所述切换板之间的流入部。
可以是，所述卡合片沿着所述固定板的圆周方向空出规定的间隔地配置多个，所述流入部形成在所述卡合片之间。
可以是，所述切换板形成为内径比所述固定板大的环状，所述固定板具有外径比所述切换板的内周小且穿过所述切换板的内周侧而向所述旋转板侧延伸的内周侧缘部，作为所述流入部的槽部形成于所述内周侧缘部的一部分。
另一方面，本发明提供一种车辆，其具备可选择的单向离合器，该可选择的单向离合器具有：固定板，所述固定板被保持成不旋转；旋转板，所述旋转板以能够相对于所述固定板相对旋转的方式与所述固定板对置配置；卡合片，所述卡合片保持在所述固定板的与所述旋转板对置的侧面上，且通过选择性地向所述旋转板侧突出而与所述旋转板卡合，从而在所述固定板与所述旋转板之间传递转矩；以及切换板，所述切换板设置在所述固定板与所述旋转板之间，通过在规定的角度范围内旋转而向卡合位置和释放位置移动，该卡合位置是使所述卡合片向所述旋转板侧突出的位置，该释放位置是使所述卡合片从所述旋转板向所述固定板侧后退而解除与所述旋转板的卡合的位置，所述车辆的特征在于，所述固定板呈以规定的中心轴线为中心的环状，且以所述中心轴线成为水平的状态固定于所述车辆的规定的部位，所述固定板具有与所述切换板对置的对置部，所述固定板具有作为槽部而形成于所述对置部且使润滑油流入该固定板与所述切换板之间的流入部，所述流入部形成在所述固定板的比所述旋转中心轴线靠重力方向的下侧的位置。
在本发明中，可以是，车辆还具备：发动机；以及旋转构件，所述旋转构件在起动所述发动机的情况下向与所述发动机相同的方向旋转，且在预先确定的规定的行驶状态的情况下被阻止向与所述发动机相同的方向旋转，所述旋转板与所述旋转构件连结。
另外，可以是，本发明的车辆还具备：发动机；具有发电功能的第一电动机；动力分配机构，所述动力分配机构具有与所述发动机连结的第一旋转元件、与所述第一电动机连结的第二旋转元件、以及输出转矩的第三旋转元件，且通过所述第一旋转元件、所述第二旋转元件以及所述第三旋转元件进行差动作用；具有发电功能的第二电动机，所述第二电动机在从所述第三旋转元件输出的转矩上增加转矩，或者减少从所述第三旋转元件输出的转矩；以及壳体，所述壳体至少收容所述第一电动机、所述动力分配机构以及所述第二电动机，所述固定板固定于所述壳体，所述旋转板与所述第二旋转元件连结。
这种情况下，可以是，所述动力分配机构由单小齿轮型行星齿轮机构构成，该单小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第二旋转元件的第一中心齿轮、作为所述第三旋转元件的第一齿圈、以及保持与所述第一中心齿轮及第一齿圈啮合的第一小齿轮且作为所述第一旋转元件的第一行星轮架。
此外，可以是，本发明的车辆还具备：发动机；具有发电功能的第一电动机；动力分配机构，所述动力分配机构具有与所述发动机连结的第一旋转元件、与所述第一电动机连结的第二旋转元件、以及输出转矩的第三旋转元件，且通过所述第一旋转元件、所述第二旋转元件以及所述第三旋转元件进行差动作用；具有发电功能的第二电动机，所述第二电动机在从所述第三旋转元件输出的转矩上增加转矩，或者减少从所述第三旋转元件输出的转矩；变速机构，所述变速机构具有与所述第一旋转元件及所述发动机连结的第四旋转元件、与所述第二旋转元件及所述第一电动机连结的第五旋转元件、以及被选择性地固定的第六旋转元件，且通过所述第四旋转元件、所述第五旋转元件以及所述第六旋转元件进行差动作用；以及壳体，所述壳体至少收容所述第一电动机、所述动力分配机构、所述第二电动机以及所述变速机构，所述固定板固定于所述壳体，所述旋转板与所述第六旋转元件连结。
这种情况下，可以是，所述动力分配机构由单小齿轮型行星齿轮机构构成，该单小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第二旋转元件的第一中心齿轮、作为所述第三旋转元件的第一齿圈、以及保持与所述第一中心齿轮及第一齿圈啮合的第一小齿轮且作为所述第一旋转元件的第一行星轮架，所述变速机构由双小齿轮型行星齿轮机构构成，该双小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第五旋转元件的第二中心齿轮、作为所述第六旋转元件的第二齿圈、以及保持与所述第二中心齿轮啮合的第二小齿轮及与所述第二小齿轮和所述第二齿圈啮合的第三小齿轮且作为第四旋转元件的第二行星轮架。
此外，可以是，本发明的车辆还具备：发动机；具有发电功能的第一电动机；动力分配机构，所述动力分配机构具有与所述发动机连结的第一旋转元件、与所述第一电动机连结的第二旋转元件、以及输出转矩的第三旋转元件，且通过所述第一旋转元件、所述第二旋转元件以及所述第三旋转元件进行差动作用；具有发电功能的第二电动机，所述第二电动机在从所述第三旋转元件输出的转矩上增加转矩，或者减少从所述第三旋转元件输出的转矩；以及壳体，所述壳体至少收容所述第一电动机、所述动力分配机构以及所述第二电动机，所述固定板固定于所述壳体，所述旋转板与所述发动机及所述第一旋转元件连结。
这种情况下，可以是，所述动力分配机构由单小齿轮型行星齿轮机构构成，该单小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第二旋转元件的第一中心齿轮、作为所述第三旋转元件的第一齿圈、以及保持与所述第一中心齿轮及第一齿圈啮合的第一小齿轮且作为所述第一旋转元件的第一行星轮架。
发明效果
在本发明中，旋转板连续旋转，与之相对，切换板在预先确定的规定的角度的范围内旋转。因此，即使旋转板相对于切换板连续旋转，也能确保间隙，以免产生接触或摩擦等。与之相对，固定板与切换板即使相互接触也没有特别的障碍，因此两者之间的间隙比切换板与旋转板之间的间隙狭窄。在本发明中，由于设有使润滑油流入切换板与固定板之间的狭窄的间隙的流入部，因此不仅在切换板与旋转板之间，而且在切换板与固定板之间也能够保持润滑油。因此，在由于旋转板旋转而经由润滑油在切换板上作用有拖曳转矩的情况下，通过从所述流入部流入切换板与固定板之间的润滑油而向切换板与固定板之间作用拖曳转矩。该切换板与固定板之间的拖曳转矩由于切换板与固定板之间的间隙狭窄而成为大的拖曳转矩。并且，由于固定板不旋转，因此固定板与切换板之间的拖曳转矩成为阻止切换板旋转的方向的转矩。其结果是，由于润滑油的温度低而其粘度高，因此，即便使切换板向卡合位置旋转的转矩由于旋转板的旋转而作用于切换板，通过从所述流入部流入的润滑油，也能产生阻止该切换板旋转的转矩，因此不用进行特别控制就能够防止或抑制切换板向卡合位置旋转的情况，或者伴随于此固定板与旋转板连结成能够进行转矩传递的状态的情况。
在本发明中，若流入部是形成于固定板的所述槽部，则切换板与固定板之间的润滑油的保持量增多，能够更可靠地防止或抑制借由上述的旋转板的旋转产生的拖曳转矩切换板向卡合位置的旋转。
在固定板形成为环状的情况下，通过将所述流入部设置在该固定板的内周部且比中心轴线靠下侧，由此能够使润滑油经由流入部可靠且充分地流入切换板与固定板之间。
这种情况下，通过将固定板的所述内周侧缘部形成于一部分，由此能够在使润滑油流入切换板与固定板之间的同时，能够通过所述内周侧缘部在切换板与旋转板之间确保间隙。
并且，在起动发动机的情况下向与发动机相同的方向旋转且在规定的行驶状态下阻止与发动机相同方向的旋转的旋转构件即便与所述旋转板连结，也能够防止或抑制在为了起动发动机等而旋转的情况下所述切换板向卡合位置的旋转，或者因此而无法起动发动机的情况。另外，能够防止或抑制可选择的单向离合器发生误卡合的情况，由此能够防止或抑制驱动力急剧变化的冲击、包含可选择的单向离合器在内的各种部件的耐久性的下降等。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的立体图。
图2是将该SOWC分解表示的立体图。
图3是用于说明SOWC的动作原理的示意图，图3(a)表示卡合状态，图3(b)表示释放状态。
图4是沿着图1的IV-IV线的局部剖视图。
图5(a)是沿着图1的A-A线的局部剖视图，是比例尺与图4不同的局部剖视图，图5(b)是沿着图1的B-B线的局部剖视图。
图6是示意性地表示使用了本发明的一实施例的SOWC的混合动力车的动力传递机构的概要图。
图7是关于图6所示的动力分配机构的列线图。
图8是示意性地表示使用了本发明的一实施例的SOWC的混合动力车的动力传递机构的另一例的概要图。
图9是关于构成图8所示的动力分配机构及超速驱动机构的复合行星齿轮机构的列线图。
图10是具体地表示图8所示的超速驱动机构及SOWC的局部剖视图。
图11是用于说明流入部的作用的局部剖视图。
图12是示意性地表示使用了本发明的一实施例的SOWC的混合动力车的动力传递机构的又一例的概要图。
符号说明
1…可选择的单向离合器(SOWC)，2…袋式板，3…换向板，4…凹口板，5…圆筒部，6…侧板部，6a…对置部，8…凹袋，9…支柱，11…窗孔，12…凹口，13…卡合面，18…臂片，19…内周侧缘部，20…流入部，21…发动机(ENG)，22…第一电动机(MG1)，23…第二电动机(MG2)，24…动力分配机构，39…超速驱动(O/D)机构，L…润滑油。
具体实施方式
接下来，参照附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，以下的实施方式没有限定本发明，因此，各结构元件的形状、位置、安装姿势、个数等可以根据需要适当变更。
图1是表示本发明的一实施方式的可选择的单向离合器(以下，记为SOWC)1的立体图，图2是用于说明该SOWC1的基本结构的分解立体图。SOWC1具备：相当于本实施方式的固定板的袋式板2；相当于本实施方式的切换板的换向板3；以及相当于本实施方式的旋转板的凹口板4。该袋式板2整体形成为环状，在形成于其外周部的圆筒部5的一端部具有朝向内周侧延伸的凸缘状的侧板部6，在该圆筒部5的内部按照在此列举的顺序而收容有换向板3和凹口板4，在圆筒部5的开口端安装卡环7，由此上述袋式板2、换向板3、凹口板4这三者被组装成一体。图3示意性地示出组装后的状态的一部分。
在袋式板2的上述的侧板部6的内表面(朝向凹口板4侧的面)6a上形成有沿着换向板3的旋转中心轴线的轴线方向凹陷的多个凹袋8。该内表面6a与换向板3对置，相当于本发明的实施方式中的对置部。在凹袋8的内部收容有能够旋转(立起放倒)的支柱9。支柱9是相当于本发明的实施方式中的卡合片的构件，整体呈大致矩形形状，该支柱9被构成为，通过以其一端部为中心旋转而变化成另一端部收纳于凹袋8内的躺倒的状态和该另一端部从凹袋8向凹口板4侧突出的状态。为了进行这样的动作，在支柱9与凹袋8之间配置将支柱9的所述另一端部向凹口板4侧按压的弹簧10。
换向板3是与上述的袋式板2的侧板部6大致相同形状的环状的构件，在与凹袋8或支柱9对应的部位形成有在板厚方向上贯通的窗孔11。该换向板3被构成为，以能够相对于袋式板2旋转的方式保持于该袋式板2，因此如图3(a)所示，当窗孔11与支柱9的位置一致时，支柱9的所述另一端部被上述的弹簧10按压而向凹口板4侧突出，另外如图3(b)所示，当窗孔11相对于支柱9的位置发生偏离而凹袋8由换向板3密闭时，支柱9被换向板3压入到凹袋8内。
此外，在凹口板4的袋式板2侧的面中的、与所述凹袋8或支柱9对置的部位形成有与它们对应的凹部即凹口12。该凹口12是用于使通过所述窗孔11向凹口板4侧突出的支柱9的端部进入的凹部，与支柱9的端部对置的内壁面成为与支柱9的端部抵碰的卡合面13。
设有使所述换向板3向卡合位置和释放位置进行切换动作的致动器14，该卡合位置是所述窗孔11与支柱9一致而使支柱9向凹口板4侧突出的位置，该释放位置是所述换向板3由凹袋8覆盖并将支柱9从凹口12脱离的位置，该致动器14在图示的例子中由螺线管构成。该致动器14构成为利用由通电产生的电磁力将柱塞15拉回。在该柱塞15上连接换向板3。另外，设有朝向与拉回柱塞15的电磁力相反的方向对柱塞15施力的螺旋弹簧16。
若对上述致动器14及螺旋弹簧16以及柱塞15和换向板3的具体的结构进行说明，则螺旋弹簧16与图3中示意性表示的结构不同，其嵌合于柱塞15的外周侧，并以压缩的状态配置在安装于柱塞15的卡环和螺线管的主体部分(分别未图示)之间，使弹性力朝向将柱塞15从螺线管的主体部分压出的方向发挥作用。臂片18的前端部以能够相对旋转的方式连结于该柱塞15的中间部分。臂片18是在图2中示出一例的形状的构件，呈一端部18a与另一端部18b以曲柄状弯曲相连的形状，该一端部18a插入到所述袋式板2的圆筒部5的内部而与所述换向板3卡合，该另一端部18b向所述圆筒部5的外部延伸。在所述另一端部18b设有圆弧状的轮廓部，该轮廓部以能够相对旋转的方式与直线性地前后移动的所述柱塞15卡合。需要说明的是，在所述圆筒部5形成有开口部5a，该开口部5a供臂片18插入且允许臂片18的规定角度的旋转。因此，通过柱塞15的直线性的前后移动及伴随于此臂片18在规定角度的范围内的往复旋转，从而切换板3在所述规定角度的范围内旋转。
在此，若更具体地说明换向板3及凹口板4相对于袋式板2的组装状态，则如图4所示，在袋式板2的侧板部6的内周端形成沿轴线方向稍延伸的大致圆筒状的内周侧缘部19。该内周侧缘部19是外径比换向板3的内径小且穿过换向板3的内周侧而沿轴线方向延伸的环状或圆筒状的部分，该内周侧缘部19从该所述侧板部6的内表面突出的突出长度设为比所述换向板3的厚度稍长的长度。因此，在所述侧板部6的内表面侧即所述圆筒部5的突出方向侧或凹口板4侧形成可供换向板3以能够旋转的方式嵌入的程度的浅凹部6b。
在将换向板3如上所述地组装于袋式板2的状态下，凹口板4向所述圆筒部5的内侧嵌入，并使配置在其背面侧(图4中的右侧，与袋式板2相反的一侧。)的卡环7与圆筒部5的内表面嵌合，由此，通过该卡环7来防止相对于圆筒部5的脱落。在此状态下，袋式板2的所述内周侧缘部19的前端部与凹口板4的正面设有微小间隙地接近。即，凹口板4在旋转中心轴线方向上的位置由内周侧缘部19的前端部和卡环7来决定。其结果是，在换向板3与凹口板4之间能确保两者不接触那样的规定宽度的间隙。与之相对，袋式板2(更准确而言为侧板部6)与换向板3之间的间隙缩窄成两者大致接触的程度。这是因为袋式板2与换向板3沿规定的一方向连续且相对不旋转的缘故。
设有用于将润滑油向换向板3与袋式板2之间引导的流入部20。流入部20是用于将润滑油向换向板3与袋式板2之间积极地引导的一个或多个槽部，在将SOWC1设置成使用状态的情况下，即在将SOWC1向车辆用的动力传递装置装入且将中心轴线大致水平设置的情况下，流入部20形成在比旋转中心轴线靠下侧且所述凹袋8彼此之间的部分，如图5所示，从所述侧板部6的内周面在半径方向上朝向外侧而延伸至侧板部6的外周部的附近。即，侧板部6中的所述凹袋8之间的一部分作为沿中心轴线方向凹陷的槽部而成为所述流入部20，该部分的换向板3与袋式板2(更准确而言为侧板部6)之间的间隙比圆周方向上的其他部分的间隙大。需要说明的是，流入部20的形状和尺寸以能够保持必要充分的量的润滑油且能够将该润滑油向换向板3与袋式板2(更准确而言为侧板部6)之间的间隙供给的方式适当决定。因此，流入部20也可以是形成在侧板部6的正面(与换向板3对置的面)上的圆弧状的槽部等。
上述的SOWC1的作用采取在相当于本发明的实施方式中的车辆的混合动力车中使用的情况为例进行说明。图6示意性地示出多轴式双电动机类型的混合动力车中的动力传递机构，作为驱动力源，具备：发动机(ENG)21；具有发电功能的第一电动机(MG1)22；以及具有发电功能的第二电动机(MG2)23。第一电动机22是主要进行发动机21的转速的控制及发动机21的曲轴转动的结构，与发动机21一起连结于由差动机构构成的动力分配机构24。
总而言之，差动机构是单小齿轮型行星齿轮机构或双小齿轮型行星齿轮机构等通过三个旋转元件进行差动作用的机构，在图6所示的例子中，通过以相当于本发明的实施方式中的第二旋转元件的中心齿轮25、相当于本发明的实施方式中的第一旋转元件的行星轮架26、以及相当于本发明的实施方式中的第三旋转元件的齿圈27为旋转元件的单小齿轮型的行星齿轮机构来构成。相当于本发明的实施方式中的第一小齿轮的小齿轮P1与中心齿轮25和齿圈27啮合，该小齿轮P1由行星轮架26保持。在中心齿轮25上连结第一电动机22的转子，在行星轮架26上连结发动机21的输出轴(曲轴)，齿圈27成为输出元件。在齿圈27上安装输出齿轮28作为输出构件，该输出齿轮28与副轴从动齿轮29啮合。在安装有副轴从动齿轮29的副轴30上安装直径比副轴从动齿轮29小的副轴驱动齿轮31，该副轴驱动齿轮31与差动齿轮32的齿圈33啮合。从该差动齿轮32向左右的驱动轮34输出驱动转矩。
第二电动机23主要是作为行驶用的驱动力源发挥功能的具有发电功能的电动机，安装在其转子轴上的驱动齿轮35与所述副轴从动齿轮29啮合。该驱动齿轮35是直径比副轴从动齿轮29小的齿轮，因此，驱动齿轮35及副轴从动齿轮29构成减速机构。第二电动机23以在从所述齿圈27输出的转矩中增加转矩并且减少从齿圈27输出的转矩的方式发挥功能。
并且，在连结所述第一电动机22的中心齿轮25与作为规定的固定部的壳体36之间设有可选择的单向离合器1。即，中心齿轮25或与之一体的中心齿轮轴连结于SOWC1的凹口板4。因此，中心齿轮25或与之一体的中心齿轮轴相当于本发明的实施方式中的旋转构件。该SOWC1构成为，在释放状态下能够进行中心齿轮25或与之一体的中心齿轮轴的正反任一方向的旋转而不传递转矩，在卡合状态下限制(或阻止)中心齿轮25或与之一体的中心齿轮轴的正向旋转且能够使中心齿轮25或与之一体的中心齿轮轴反向旋转而不传递转矩。在此，正向旋转是与发动机21的旋转方向相同的方向的旋转，反向旋转(或负旋转)是与发动机21的旋转方向相反的方向的旋转。
上述的第一电动机22和第二电动机23与未图示的蓄电装置、逆变器等控制器单元连接，并且相互以能够交接电力的方式电连接。另外，设有用于对上述的蓄电装置、控制器单元或SOWC1等进行控制的电子控制装置(ECU)38。该电子控制装置38相当于所谓的控制器，以微型计算机为主体而构成，被输入车速、油门开度、发动机转速以及推定输出转矩、各电动机22、23的转速以及转矩、SOWC1的动作状态等检测信号作为数据，基于该数据进行运算并输出用于控制各电动机22、23或SOWC1的指令信号。
图7是关于构成上述的动力分配机构24的行星齿轮机构的列线图，图7(a)示出混合动力模式(HV模式或动力分流模式)下的前进状态，通过发动机21成为驱动状态而使行星轮架26正向旋转，而且通过前进行驶而使齿圈27正向旋转。并且，SOWC1成为释放状态(自由状态)，中心齿轮25及与之连结的第一电动机22向正反任一方向都能够旋转，在图7(a)的状态下，第一电动机22正向旋转且作为发电机发挥功能。即，第一电动机22输出负方向(图7(a)的朝下)的转矩，由此将发动机21的转速控制成燃耗效率良好的转速。由该第一电动机22产生的电力向第二电动机23供给而第二电动机23作为电动机发挥功能，输出行驶用的驱动力。
图7(b)示出中心齿轮25的正向旋转被SOWC1阻止且利用发动机21的驱动力进行前进行驶，或者在发动机21的驱动力中增加第二电动机23的驱动力而进行前进行驶的状态(所谓并联模式)。在此状态下，齿圈27的转速比发动机转速(行星轮架26的转速)大而从齿圈27输出转矩。若使第二电动机23作为电动机进行动作，则其驱动力附加到从齿圈27输出的驱动力上并经由差动齿轮32向驱动轮34传递。另外，这种情况下，第一电动机22与中心齿轮25一起被固定而被阻止通电(成为断开状态)，因此以高车速行驶时的燃耗良好。
图7(c)示出在混合动力车停止的状态下起动发动机21时的动作。在混合动力车停车的状态下，中心齿轮25及行星轮架26以及齿圈27的全部的旋转被阻止。另外，通过进行制动操作或者驻车锁定，齿圈27被固定成停止状态。若在该状态下通过第一电动机22使中心齿轮25正向旋转，则使行星轮架26向正方向旋转的转矩经由行星轮架26而作用于发动机21。即，发动机21进行曲轴转动。此状态在图7(c)中由虚线表示。
图8是表示搭载有SOWC1的混合动力车的另一例的示意图，是向上述的图6所示的结构追加设置超速驱动(O/D)机构39并通过SOWC1将该超速驱动机构39选择性地锁定的例子。超速驱动机构39相当于本发明的实施方式中的变速机构，通过以相当于本发明的实施方式中的第五旋转元件的中心齿轮40、相当于本发明的实施方式中的第四旋转元件的行星轮架41、以及相当于本发明的实施方式中的第六旋转元件的齿圈42为旋转元件的双小齿轮型的行星齿轮机构来构成。相当于本发明的实施方式中的第二小齿轮的小齿轮P2与中心齿轮40啮合，相当于本发明的实施方式中的第三小齿轮的另一小齿轮P3与该小齿轮P2和齿圈42啮合，上述的小齿轮P2、P3由行星轮架41保持。在行星轮架41上连结前述的动力分配机构24的行星轮架26，因此发动机21的输出转矩向上述的行星轮架26、41传递。另外，在中心齿轮40上连结动力分配机构24的中心齿轮25，因此第一电动机22的转矩向上述的中心齿轮25、40传递。此外，在齿圈42与壳体36之间配置前述的SOWC1，由SOWC1限制(阻止)齿圈42的规定方向(正方向)上的旋转而设定超速驱动状态。即，齿圈42连结于前述的凹口板4，齿圈42相当于本发明的实施方式中的旋转构件。其他的结构与图6所示的结构相同，因此在图8标注与图6相同的参照符号而省略其说明。需要说明的是，本发明的实施方式中的变速机构并不局限于行星齿轮机构，也可以由适当的齿轮机构构成。
图9是关于由各旋转元件如上所述连结的动力分配机构24和超速驱动机构39构成的复合行星齿轮机构的列线图，图9(a)示出混合动力模式(HV模式或动力分流模式)下的前进状态，通过发动机21成为驱动状态而使行星轮架26正向旋转，而且通过前进行驶而使齿圈27正向旋转。并且，SOWC1成为释放状态，各中心齿轮25或齿圈42及能够使它们旋转的第一电动机22向正反任一方向都能够旋转，在图9(a)的状态下，第一电动机22正向旋转并作为发电机发挥功能。即，第一电动机22输出负方向(图9(a)的朝下)的转矩，由此将发动机21的转速控制成燃耗效率良好的转速。由该第一电动机22产生的电力向第二电动机23供给，第二电动机23作为电动机发挥功能，输出行驶用的驱动力。
图9(b)示出齿圈42的正向旋转由SOWC1阻止，利用发动机21的驱动力进行前进行驶，或者在发动机21的驱动力中增加第二电动机23的驱动力而进行前进行驶的状态。在超速驱动机构39中，在齿圈42被固定成不向正向旋转方向旋转的状态下，向行星轮架41输入正向旋转方向的转矩，因此中心齿轮40进行反向旋转。在动力分配机构24中，其中心齿轮25与超速驱动机构39的中心齿轮40成为一体地进行反向旋转。因此，在动力分配机构24中，在中心齿轮25进行反向旋转的状态下，向行星轮架26输入发动机21的转矩，因此作为输出元件的齿圈27以比行星轮架26(即发动机21)高的转速进行旋转。即，成为超速驱动状态。需要说明的是，若在此状态下使第二电动机23作为电动机进行动作，则其驱动力向从齿圈27输出的驱动力附加而经由差动齿轮32向驱动轮34传递。需要说明的是，在该超速驱动状态下，第一电动机22与齿圈42一起被固定而被控制成断开状态，因此以高车速行驶时的燃耗良好。
图9(c)示出在混合动力车停止的状态下起动发动机21时的动作。在混合动力车停车的状态下，中心齿轮25、40、行星轮架26、41、以及齿圈27、42的全部的旋转被阻止。另外，通过进行制动操作或驻车锁定，齿圈27被固定成停止状态。若在此状态下通过第一电动机22使中心齿轮25、40正向旋转，则使行星轮架26、41向正方向旋转的转矩经由行星轮架26而作用于发动机21，而且向齿圈42作用使其正向旋转的转矩。即，发动机21进行曲轴转动。此状态在图9(c)中由虚线表示。
在SOWC1中，凹口板4相对于袋式板2或换向板3进行相对旋转，而且支柱9在凹袋8的内部立起或倒入等，从而产生这些构件的滑动。为了在其滑动部减少摩擦或磨损等以使各动作顺畅而供给润滑油。图10示出搭载在前述的图8所示的混合动力车上时的SOWC1的具体的配置状态。
在收容前述的动力分配机构24及第一电动机22等的箱体50的开口端部51安装端罩52，通过该端罩52将该开口部51密闭。在端罩52的外周端部形成凸缘53，端罩52通过贯通该凸缘53的螺栓54而安装于箱体50。
比凸缘53稍靠内周侧的部分向与箱体50相反的方向鼓出，该鼓出的部分的内部成为凹部。在该凹部的朝向所述箱体50的内部的开口端，通过螺栓56安装有板状的中心支承件55。中心支承件55主要是用于支承轴的构件，与所述第一电动机22的转子一体化的转子轴57贯通中心支承件55，并由轴承58支承为能够旋转。转子轴57为中空轴，与所述发动机21的输出轴一体化的输入轴59贯通该转子轴57的内部。通过配置在该输入轴59的外周面与转子轴57的内周面之间的轴承60，将输入轴59支承为能够旋转。需要说明的是，输入轴59从转子轴57的端部突出，延伸至端罩52的内表面附近。这样，中心支承件55将形成在端罩52的内侧的凹部密闭，其结果是，在中心支承件55与端罩52之间形成收容室61。
在收容室61的内部配置前述的超速驱动机构39和SOWC1。中心齿轮40与向收容室61内突出的转子轴57的前端部进行花键嵌合。行星轮架41具有与从上述的转子轴57突出的输入轴59进行花键嵌合的凸起部62，并经由该凸起部62而与输入轴59(即发动机21)连结。齿圈42用的凸起部63以能够相对旋转的方式嵌合于该行星轮架41用的凸起部62的外周部。在半径方向上向外侧延伸的侧板部分一体化于该凸起部63，该侧板部分的外周端与齿圈42连结。在该齿圈42用的凸起部63上连结SOWC1的凹口板4。即，构成为选择性地阻止齿圈42的规定方向(正方向)的旋转。
在端罩52的内侧端面(内壁部)形成以所述输入轴59的中心轴线为中心的圆筒部64，SOWC1配置在该圆筒部64的内部。如前所述，SOWC1具备圆板状的袋式板2、凹口板4、以及换向板3，在图10所示的例子中，上述的板2、3、4形成为与超速驱动机构39大致相等的外径。袋式板2与凹口板4的在轴线方向上的排列可以根据需要适当设定。在图10所示的例子中，凹口板4位于超速驱动机构39侧，袋式板2配置在端罩52的内壁面侧。并且，袋式板2通过在其外周部与所述圆筒部64的内周部进行花键嵌合而固定于端罩52。因此，端罩52相当于图6或图8所示的壳体36。与之相对，凹口板4通过使一体化于其内周侧的凸起部65与齿圈42用的凸起部63的外周部进行花键嵌合而与齿圈42连结。
在图10所示的例子中，油泵67与所述超速驱动机构39及SOWC1并列地收容于上述的收容室61。油泵67是用于产生润滑或控制用的液压的泵，可以采用通过转子或齿轮等旋转体的旋转而产生液压的齿轮泵、叶轮泵或径向活塞泵等适当的泵。在该油泵67的旋转轴68上安装有齿轮69。与该齿轮69啮合的齿轮70安装在超速驱动机构39的行星轮架41上。因此，油泵67由发动机21的动力来驱动。并且，油泵67的吸入口、喷出口以及与这些口连通的油路形成在端罩52的内部。例如喷出路71形成为从与油泵67对置的部位穿过端罩52的内部，到达与所述输入轴59的前端部对置的位置。输入轴59为中空轴，通过使输入轴59的前端部与端罩52的向内表面突出的突起部嵌合，从而沿着输入轴59的中心轴线形成的油路与形成于端罩52的喷出路71连通。
在图10所示的配置状态下，SOWC1的所述流入部20在重力方向上配置于下侧。润滑油从上述的喷出路71通过输入轴59的内部，从朝向半径方向地形成于输入轴59的油路在半径方向上朝向外侧流出。进而，该润滑油通过轴承等的间隙向超速驱动机构39、SOWC1供给。在输入轴59停止的状态下，离心力未作用于润滑油，因此向上述的间隙等流出的润滑油在重力的作用下向下侧流动。这种情况下，向袋式板2的内周部流动的润滑油的一部分从前述的流入部20向换向板3与袋式板2之间供给。此状态在图5(a)中由箭头表示。另外，换向板3与凹口板4之间的间隙宽，由此润滑油也向该间隙的内部进入。这样进入到各板2、3、4彼此之间的润滑油由于其粘性而产生拖曳转矩，在由于低温而粘度高的情况下，拖曳转矩也增大。在本发明的实施例的SOWC1中，由于在隔着换向板3的两侧充分地存在润滑油，因此拖曳转矩经由润滑油而向正反两方向发挥作用，能防止或抑制换向板3旋转到所谓卡合位置或者伴随于此SOWC1发生误卡合的情况。
具体地说明该作用。在图6或图8所示的例子中，在旋转构件(中心齿轮25或齿圈42)上连结凹口板4，该旋转构件在起动发动机21的情况下进行正向旋转，且在主要利用发动机21的驱动力进行前进行驶的情况下被阻止正向旋转。在起动发动机21的情况下，SOWC1为了使上述的中心齿轮25或齿圈42能够正向旋转而被控制成所谓释放状态。释放状态是换向板3的窗孔11的相位相对于支柱9的相位发生偏离而换向板3将支柱9向凹袋8的内部压入的状态。该状态在图11中示意性地示出。当在该状态下为了起动发动机21而使第一电动机22正向旋转时，凹口板4欲向图11的向右的箭头所示的方向(正向旋转方向)旋转。由于在凹口板4与换向板3之间夹有润滑油L，因此通过凹口板4的移动而使拖曳转矩作用于换向板3。拖曳转矩的大小根据润滑油L的粘度、凹口板4与换向板3的间隔、相对速度等而变大。因此，在由于润滑油L的温度低而使润滑油L的粘度高的情况下，拖曳转矩比前述的螺旋弹簧16的弹性力产生的转矩大。这样的拖曳转矩产生的换向板3的移动方向为正向旋转方向，是向窗孔11与支柱9一致的方向的移动。
另一方面，当换向板3向正向旋转方向移动时，产生将介于换向板3与袋式板2之间的润滑油L剪断的作用。另外，产生将前述的流入部20保持的润滑油L向换向板3与袋式板2之间的狭窄的间隙拉入的作用。这样，介于换向板3与袋式板2之间的润滑油L成为主要原因而在换向板3与袋式板2之间作用有拖曳转矩。袋式板2由于如前所述安装并固定于端罩52，因此换向板3与袋式板2之间的拖曳转矩成为阻止换向板3的旋转的方向(图11的左方向)的转矩。换向板3与袋式板2之间的间隙如前所述狭窄，而且藉由流入部20而夹有足够量的润滑油L，由此阻止换向板3的旋转的方向的拖曳转矩充分增大。结果是，当以凹口板4正向旋转的情况为起因而使正向旋转方向的拖曳转矩作用于换向板3时，在换向板3与袋式板2之间产生阻止换向板3的旋转的方向的拖曳转矩，阻止换向板3的旋转的方向的拖曳转矩充分增大而阻止换向板3的旋转。其结果是，换向板3向所谓卡合位置的旋转被阻止，能避免SOWC1的误卡合。
在图6或图8所示的结构中，在起动发动机21时进行正向旋转的中心齿轮25或齿圈42与凹口板4连结，SOWC1成为卡合状态，由此阻止该中心齿轮25或齿圈42的正向旋转。在起动发动机21的情况下，SOWC1被控制成释放状态，使第一电动机22正向旋转，发动机21进行电动回转(曲轴转动)。伴随于此，中心齿轮25或齿圈42进行正向旋转，但是由于产生与前述的正向旋转方向的拖曳转矩相对抗的拖曳转矩，因此SOWC1的换向板3未旋转至卡合状态。即，即便在像极低温状态那样在润滑油L的粘度高的状态下起动发动机21，SOWC1也不会误卡合，其结果是，能够没有障碍地进行发动机21的起动。
需要说明的是，在使用SOWC1作为混合动力车的制动器的情况下，可以取代前述的图6或图8所示的结构而如图12所示构成。图12所示的例子是在前述的图6所示的结构中，取代将中心齿轮25或第一电动机22的转子轴与凹口板4连结的情况，而将发动机21的输出轴或行星轮架26与凹口板4连结，选择性地固定该输出轴或行星轮架26的正向旋转，其他的结构与图6所示的结构相同的例子。在图12所示的结构中，若在行星轮架26的正向旋转被SOWC1阻止的状态下使第一电动机22正向旋转，则齿圈27及与之一体的输出齿轮28向与正向旋转相反的负旋转方向旋转，能够后退行驶。通过与第一电动机22一起地使第二电动机23向负旋转方向作为电动机旋转，能够增大后退行驶用的驱动力。另外，在起动发动机21的情况下，将SOWC1控制成所谓释放状态，且通过第一电动机22使行星轮架26与发动机21一起进行正向旋转。这种情况下，在本发明的实施例的SOWC1中，如前所述，能避免或防止由于拖曳转矩而切换成卡合状态的情况，因此能够没有障碍地进行发动机21的起动或电动回转。

Claims (11)

1.一种可选择的单向离合器，具有：
固定板，所述固定板被保持成不旋转；
旋转板，所述旋转板以能够相对于所述固定板相对旋转的方式与所述固定板对置配置；
卡合片，所述卡合片保持在所述固定板的与所述旋转板对置的侧面上，且通过选择性地向所述旋转板侧突出而与所述旋转板卡合，从而在所述固定板与所述旋转板之间传递转矩；以及
切换板，所述切换板设置在所述固定板与所述旋转板之间，通过在规定的角度范围内旋转而向卡合位置和释放位置移动，该卡合位置是使所述卡合片向所述旋转板侧突出的位置，该释放位置是使所述卡合片从所述旋转板向所述固定板侧后退而解除与所述旋转板的卡合的位置，
所述可选择的单向离合器的特征在于，
所述固定板具有与所述切换板对置的对置部和形成于所述对置部的槽部，
所述槽部成为使润滑油流入所述固定板与所述切换板之间的流入部。
2.根据权利要求1所述的可选择的单向离合器，其特征在于，
所述卡合片沿着所述固定板的圆周方向空出规定的间隔地配置多个，
所述流入部形成在所述卡合片之间。
3.根据权利要求1或2所述的可选择的单向离合器，其特征在于，
所述切换板形成为内径比所述固定板大的环状，
所述固定板具有外径比所述切换板的内周小且穿过所述切换板的内周侧而向所述旋转板侧延伸的内周侧缘部，
作为所述流入部的槽部形成于所述内周侧缘部的一部分。
4.一种车辆，具备可选择的单向离合器，该可选择的单向离合器具有：
固定板，所述固定板被保持成不旋转；
旋转板，所述旋转板以能够相对于所述固定板相对旋转的方式与所述固定板对置配置；
卡合片，所述卡合片保持在所述固定板的与所述旋转板对置的侧面上，且通过选择性地向所述旋转板侧突出而与所述旋转板卡合，从而在所述固定板与所述旋转板之间传递转矩；以及
切换板，所述切换板设置在所述固定板与所述旋转板之间，通过在规定的角度范围内旋转而向卡合位置和释放位置移动，该卡合位置是使所述卡合片向所述旋转板侧突出的位置，该释放位置是使所述卡合片从所述旋转板向所述固定板侧后退而解除与所述旋转板的卡合的位置，
所述车辆的特征在于，
所述固定板呈以规定的中心轴线为中心的环状，且以所述中心轴线成为水平的状态固定于所述车辆的规定的部位，
所述固定板具有与所述切换板对置的对置部，
所述固定板具有作为槽部而形成于所述对置部且使润滑油流入该固定板与所述切换板之间的流入部，
所述流入部形成在所述固定板的比所述旋转中心轴线靠重力方向的下侧的位置。
5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，
所述车辆还具备：
发动机；以及
旋转构件，所述旋转构件在起动所述发动机的情况下向与所述发动机相同的方向旋转，且在预先确定的规定的行驶状态的情况下被阻止向与所述发动机相同的方向旋转，
所述旋转板与所述旋转构件连结。
6.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，
所述车辆还具备：
发动机；
具有发电功能的第一电动机；
动力分配机构，所述动力分配机构具有与所述发动机连结的第一旋转元件、与所述第一电动机连结的第二旋转元件、以及输出转矩的第三旋转元件，且通过所述第一旋转元件、所述第二旋转元件以及所述第三旋转元件进行差动作用；
具有发电功能的第二电动机，所述第二电动机在从所述第三旋转元件输出的转矩上增加转矩，或者减少从所述第三旋转元件输出的转矩；以及
壳体，所述壳体至少收容所述第一电动机、所述动力分配机构以及所述第二电动机，
所述固定板固定于所述壳体，
所述旋转板与所述第二旋转元件连结。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，
所述动力分配机构由单小齿轮型行星齿轮机构构成，该单小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第二旋转元件的第一中心齿轮、作为所述第三旋转元件的第一齿圈、以及保持与所述第一中心齿轮及第一齿圈啮合的第一小齿轮且作为所述第一旋转元件的第一行星轮架。
8.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，
所述车辆还具备：
发动机；
具有发电功能的第一电动机；
动力分配机构，所述动力分配机构具有与所述发动机连结的第一旋转元件、与所述第一电动机连结的第二旋转元件、以及输出转矩的第三旋转元件，且通过所述第一旋转元件、所述第二旋转元件以及所述第三旋转元件进行差动作用；
具有发电功能的第二电动机，所述第二电动机在从所述第三旋转元件输出的转矩上增加转矩，或者减少从所述第三旋转元件输出的转矩；
变速机构，所述变速机构具有与所述第一旋转元件及所述发动机连结的第四旋转元件、与所述第二旋转元件及所述第一电动机连结的第五旋转元件、以及被选择性地固定的第六旋转元件，且通过所述第四旋转元件、所述第五旋转元件以及所述第六旋转元件进行差动作用；以及
壳体，所述壳体至少收容所述第一电动机、所述动力分配机构、所述第二电动机以及所述变速机构，
所述固定板固定于所述壳体，
所述旋转板与所述第六旋转元件连结。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，
所述动力分配机构由单小齿轮型行星齿轮机构构成，该单小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第二旋转元件的第一中心齿轮、作为所述第三旋转元件的第一齿圈、以及保持与所述第一中心齿轮及第一齿圈啮合的第一小齿轮且作为所述第一旋转元件的第一行星轮架，
所述变速机构由双小齿轮型行星齿轮机构构成，该双小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第五旋转元件的第二中心齿轮、作为所述第六旋转元件的第二齿圈、以及保持与所述第二中心齿轮啮合的第二小齿轮及与所述第二小齿轮和所述第二齿圈啮合的第三小齿轮且作为第四旋转元件的第二行星轮架。
10.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，
所述车辆还具备：
发动机；
具有发电功能的第一电动机；
动力分配机构，所述动力分配机构具有与所述发动机连结的第一旋转元件、与所述第一电动机连结的第二旋转元件、以及输出转矩的第三旋转元件，且通过所述第一旋转元件、所述第二旋转元件以及所述第三旋转元件进行差动作用；
具有发电功能的第二电动机，所述第二电动机在从所述第三旋转元件输出的转矩上增加转矩，或者减少从所述第三旋转元件输出的转矩；以及
壳体，所述壳体至少收容所述第一电动机、所述动力分配机构以及所述第二电动机，
所述固定板固定于所述壳体，
所述旋转板与所述发动机及所述第一旋转元件连结。
11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，
所述动力分配机构由单小齿轮型行星齿轮机构构成，该单小齿轮型行星齿轮机构具有作为所述第二旋转元件的第一中心齿轮、作为所述第三旋转元件的第一齿圈、以及保持与所述第一中心齿轮及第一齿圈啮合的第一小齿轮且作为所述第一旋转元件的第一行星轮架。
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