CN107128170B - 车辆用动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用动力传递装置。相对于多个传递单元(14)并列配置且将输入轴(12)和输出轴(13)连接起来的辅助动力传递单元(S2)具有行星齿轮机构(47)和切断行星齿轮机构的动力传递的离合器(48)，因此在车辆减速时，能够不经由无法传递驱动力的传递单元(14)，而经由辅助动力传递单元从输出轴侧向输入轴侧传递驱动力，使发动机制动器或再生制动器进行动作。在行星齿轮机构的三个要素中的与输出轴始终连结且旋转半径最大的要素(51)上设置有减振块(64)，因此仅通过附加必要最小限度的减振块，就能够使输出轴的下游的动力传递路径的扭转共振的共振频率偏离到常用转速区域外而得到减振效果，而且在车辆行驶中能够始终得到减振效果。

Description

车辆用动力传递装置

技术领域

本发明涉及车辆用动力传递装置，该车辆用动力传递装置在轴向上并排设置有多个曲柄式的传递单元，该曲柄式的传递单元通过进行往复运动的连杆和单向离合器而从输入轴向输出轴传递驱动力。

背景技术

通过下述专利文献1而已知的技术为，在设置于驱动轴上的驱动滑轮和设置于从动轴上的从动滑轮之间卷绕有环形带的带式无级变速器中，为了降低设置于从动轴上的起步离合器的颤振，在与从动轴连接的副轴上设置扭转动力减振器，将该扭转动力减振器的减振器配重的共振频率设定为与起步用离合器和车轴之间的驱动系的固有振动频率大致相等。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-240298号公报

发明内容

发明欲解决的课题

另外，在将多个曲柄式的传递单元沿轴向并排设置的车辆用动力传递装置中，多个传递单元的单向离合器交替地接合和解除接合而使得输出轴的扭矩周期性地发生变动，因此若对于输入轴的输入转速达到了规定转速，则输出轴的下游的动力传递路径会发生扭转共振而存在产生振动和噪声的问题，期望仅通过添加必要最小限度的减振块来抑制所述扭转共振。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在具有曲柄式的传递单元的车辆用动力传递装置中，在将重量的增加抑制在最小限度的同时，抑制输出轴的下游的动力传递路径中的扭转共振。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明第一方面所记载的发明提出一种车辆用动力传递装置，在该车辆用动力传递装置中沿轴向并排设置有多个传递单元，该多个传递单元对与驱动源连接的输入轴的旋转进行变速后传递给输出轴，所述传递单元分别具有：偏心凸轮，其与所述输入轴一体地旋转；偏心部件，其形成有齿圈，该齿圈以相对旋转自如的方式嵌合在所述偏心凸轮的外周上；变速轴，其与所述输入轴同轴配置且通过变速致动器而旋转；小齿轮，其被设置在所述变速轴上且与所述齿圈啮合；单向离合器，其被设置于所述输出轴上；以及连杆，其与所述偏心部件和所述单向离合器的外侧部件连接而进行往复运动，通过所述变速致动器使所述变速轴相对于所述输入轴进行相对旋转，使得所述偏心部件相对于所述偏心凸轮的相位发生变化，从而使所述偏心部件相对于所述输入轴的轴线的偏心量发生变化以变更变速比，该车辆用动力传递装置的特征在于，与所述多个传递单元并列配置且将所述输入轴和所述输出轴连接起来的辅助动力传递单元具有行星齿轮机构和切断所述行星齿轮机构的动力传递的离合器，在所述行星齿轮机构的三个要素中的与所述输出轴始终连结且旋转半径最大的要素上连接有减振块。

另外，本发明第二方面所记载的发明基于第一方面的结构，提出一种车辆用动力传递装置，其特征在于，所述输出轴的旋转被增速后传递到所述旋转半径最大的要素。

另外，本发明第三方面所记载的发明基于第一或第二方面的结构，提出一种车辆用动力传递装置，其特征在于，所述旋转半径最大的要素是在齿圈的径向外侧迂回的轮架。

此外，实施方式的偏心盘19对应于本发明的偏心部件，实施方式的轮架51对应于本发明的旋转半径最大的要素，实施方式的发动机E对应于本发明的驱动源。

发明的效果

根据本发明第一方面的结构，传递单元通过将偏心部件与设置在输出轴上的单向离合器的外侧部件利用连杆连接而构成，该偏心部件被支承在设置于输入轴上的偏心凸轮上而与该输入轴一起旋转，因此若输入轴旋转而连杆进行往复运动，则单向离合器间歇性地接合，从而输出轴间歇性地旋转而传递驱动力。此时，通过变速致动器使变速轴相对于输入轴进行相对旋转，通过小齿轮使齿圈旋转以改变偏心部件相对于偏心凸轮的相位，从而能够改变偏心部件相对于输入轴的轴线的偏心量以变更变速比。

与多个传递单元并列配置且将输入轴和输出轴连接起来的辅助动力传递单元具有行星齿轮机构和切断行星齿轮机构的动力传递的离合器，因此在车辆减速时，能够不经由无法传递驱动力的传递单元，而经由辅助动力传递单元从输出轴侧向输入轴侧传递驱动力，使发动机制动器或再生制动器进行动作。

在行星齿轮机构的三个要素中的与输出轴始终连结且旋转半径最大的要素上连接有减振块，因此仅通过附加必要最小限度的减振块，就能够使输出轴的下游的动力传递路径的扭转共振的共振频率偏离到常用转速区域外而得到减振效果，而且在车辆行驶中能够始终获得减振效果。

另外，根据本发明第二方面的结构，输出轴的旋转被增速后传递到旋转半径最大的要素，因此能够增大减振块的转速而进一步提高减振效果。

另外，根据本发明第三方面的结构，旋转半径最大的要素是在齿圈的径向外侧迂回的轮架，因此设置减振块的部件的选择自由度增加。

附图说明

图1是表示车辆用动力传递装置的整体结构的图。

图2是图1的2部详细图。

图3是图2的3-3线剖视图。

图4是偏心盘的主视图和剖视图。

图5是表示偏心盘的偏心量与变速比的关系的图。

图6是图1的6-6线剖视图。

图7是表示减振块的惯性力矩与共振频率的关系的曲线图。

图8是表示无级变速器的输入转速与输出轴的扭矩变动的关系的曲线图。

标号说明

12：输入轴，13：输出轴，14：传递单元，15：变速轴，17：小齿轮，18：偏心凸轮，19：偏心盘(偏心部件)，19b：齿圈，23：变速致动器，33：连杆，36：单向离合器，38：外侧部件，47：行星齿轮机构，48：离合器，50：齿圈，51：轮架(旋转半径最大的要素)，64：减振块，E：发动机(驱动源)，L：输入轴的轴线，S2：辅助动力传递单元，ε：偏心部件的偏心量。

具体实施方式

以下，根据图1至图8说明本发明的实施方式。

如图1所示，对发动机E的驱动力进行变速后传递给左右的驱动轮W、W的动力传递装置具有曲柄式的无级变速器T、挡位切换单元S1、辅助动力传递单元S2和差速齿轮D。挡位切换单元S1能够切换前进行驶挡位、后退行驶挡位、空转挡位和泊车挡位。辅助动力传递单元S2与无级变速器T并列配置，使得能够通过从差速齿轮D侧向发动机E侧的驱动力的逆传递而实现发动机制动器的动作。

下面，根据图2至图4说明无级变速器T的构造。

输入轴12和输出轴13相互平行地被支承在机动车用的曲柄式的无级变速器T的变速箱体11的一对侧壁11a、11b上，与发动机E连接的输入轴12的旋转经由6个传递单元14、输出轴13和差速齿轮D而被传递给驱动轮W、W。在形成为中空的输入轴12的内部，通过7个滚针轴承16以能够相对旋转的方式嵌合有与该输入轴12共有轴线L的变速轴15。

6个传递单元14的构造实际为相同构造，因此以下以一个传递单元14为代表说明构造。

传递单元14具有被设置在变速轴15的外周面上的小齿轮17，该小齿轮17从形成于输入轴12上的开口12a(参见图3)露出。沿轴线L方向被分割为2部分的圆板状的偏心凸轮18以夹着小齿轮17的方式花键结合于输入轴12的外周。偏心凸轮18的中心O1相对于输入轴12的轴线L偏心距离d。另外，6个传递单元14的6个偏心凸轮18的偏心方向的相位彼此逐一错开60°。

在圆板状的偏心盘19的轴线L方向两端面上形成的一对偏心凹部19a、19a通过一对滚针轴承20、20而以旋转自如的方式被支承在偏心凸轮18的外周面上。偏心凹部19a、19a的中心O1(即偏心凸轮18的中心O1)相对于偏心盘19的中心O2而偏离距离d。即，输入轴12的轴线L和偏心凸轮18的中心O1之间的距离d与偏心凸轮18的中心O1和偏心盘19的中心O2之间的距离d相同。

在沿轴线L方向被分割为2部分的偏心凸轮18的分割面的外周，与该偏心凸轮18的中心O1同轴地设置有一对月牙状的导向部18a、18a，以将偏心盘19的一对偏心凹部19a、19a的底部之间连通起来的方式形成的齿圈19b的齿尖以能够滑动的方式抵接于偏心凸轮18的导向部18a、18a的外周面上。并且，变速轴15的小齿轮17穿过输入轴12的开口12a而与偏心盘19的齿圈19b啮合。

输入轴12的右端侧通过球轴承21而被直接支承于变速箱体11的右侧的侧壁11a上。另外，在位于输入轴12的左端侧的1个偏心凸轮18上一体设置的筒状部18b(参见图2)通过球轴承22而被支承于变速箱体11的左侧的侧壁11b上，在该偏心凸轮18的内周上花键结合的输入轴12的左端侧被间接支承于变速箱体11上。

使变速轴15相对于输入轴12进行相对旋转以变更无级变速器T的变速比的变速致动器23具有电动马达24和与电动马达24连接的行星齿轮机构25，该电动马达24以使得马达轴24a与轴线L同轴的方式被支承在变速箱体11上。行星齿轮机构25具有：轮架27，其通过滚针轴承26而以旋转自如的方式被支承在电动马达24上；太阳轮28，其被固定在马达轴24a上；多个双联小齿轮29，其以旋转自如的方式被支承在轮架27上；第1齿圈30，其与中空的输入轴12的轴端(严格意义上指的是所述1个偏心凸轮18的筒状部18b)花键结合；以及第2齿圈31，其与变速轴15的轴端花键结合。各双联小齿轮29具有大径的第1小齿轮29a和小径的第2小齿轮29b，第1小齿轮29a与太阳轮28和第1齿圈30啮合，第2小齿轮29b与第2齿圈31啮合。

连杆33具有大端部33a、杆部33b和小端部33c，大端部33a通过滚柱轴承32而被支承在偏心盘19的外周上。

输出轴13通过一对球轴承34、35而被支承在变速箱体11的一对侧壁11a、11b上，并且在其外周上设置有单向离合器36。单向离合器36具有：摆杆42，其通过销37而被枢转支承在连杆33的小端部33c上；环状的外侧部件38，其被固定在摆杆42的内周上；环状的内侧部件39，其被配置于外侧部件38的内部且被固定在输出轴13上；以及多个辊41，其被配置于在外侧部件38的内周面与内侧部件39的外周面之间形成的楔状的空间内，并且被多个弹簧40施力。

返回图1，第2输出轴43以相对旋转自如的方式被嵌合在输出轴13的外周上，在输出轴13和第2输出轴43的轴端之间配置有切换前进行驶挡位、后退行驶挡位、空转挡位和泊车挡位的挡位切换单元S1。并且，设置于第2输出轴43上的末级驱动齿轮44与设置于差速齿轮D上的末级从动齿轮45啮合，在从差速齿轮D沿左右延伸的驱动轴46、46上连接有左右的驱动轮W、W。

在第2输出轴43与输入轴12之间，设置有用于在车辆减速时使发动机制动器进行动作的辅助动力传递单元S2。辅助动力传递单元S2与无级变速器T并列配置，并且具有行星齿轮机构47和离合器48。行星齿轮机构47具有太阳轮49、齿圈50、轮架51、被支承在轮架51上且与太阳轮49和齿圈50啮合的多个小齿轮52。

轮架轴54同轴地嵌合在与齿圈50连接的齿圈轴53的外周上，轮架轴54通过在齿圈50的外周迂回的滚筒部件55而与轮架51连接，与太阳轮49连接的太阳轮轴56通过离合器48而能够被固定在壳体57上。并且，设置于第2输出轴43上的第1齿轮58与设置于轮架轴54上的第2齿轮59啮合，设置于齿圈轴53上的第3齿轮60与设置于中间轴61上的第4齿轮62啮合，第4齿轮62与设置于输入轴12上的第5齿轮63啮合。

如图1和图6所示，与轮架51一体旋转的滚筒部件55是行星齿轮机构47中具有最大直径的部件，在该滚筒部件55的外周沿周向等间隔地固定有多个减振块64。图6(A)示出将3个减振块64以120゜间隔配置的示例，图6(B)示出将6个减振块64以60゜间隔配置的示例。

下面，说明无级变速器T的一个传递单元14的作用。

根据图3和图5(A)～图5(D)可知，在偏心盘19的中心O2相对于输入轴12的轴线L偏心时，若通过发动机E使输入轴12旋转，则连杆33的大端部33a绕轴线L偏心旋转，从而连杆33进行往复运动。

其结果是，当连杆33在往复运动的过程中被推向图中右侧时，外侧部件38与摆杆42一起在图3中向逆时针方向摆动，被弹簧40施力的辊41啮入外侧部件38和内侧部件39之间的楔状的空间，外侧部件38和内侧部件39通过辊41而结合起来，从而单向离合器36接合，连杆33的动作被传递给输出轴13。反之，当连杆33在往复运动的过程中被拉向图中左侧时，外侧部件38与摆杆42一起在图3中向顺时针方向摆动，辊41在压缩弹簧40的同时从外侧部件38和内侧部件39之间的楔状的空间被推出，外侧部件38和内侧部件39相互滑移，从而单向离合器36解除接合，连杆33的动作不再被传递给输出轴13。

这样，在输入轴12旋转1圈的期间内，输入轴12的旋转在规定时间内被传递给输出轴13，因此若输入轴12连续旋转，则输出轴13间歇旋转。6个传递单元14的偏心盘19的偏心量ε全部相同，而偏心方向的相位相互逐一错开60°，因此6个传递单元14将输入轴12的旋转交替传递给输出轴13，从而输出轴13连续地旋转。

此时，偏心盘19的偏心量ε越大，则连杆33的往复行程越大而输出轴13的1次的旋转角增大，无级变速器T的变速比变小。反之，若偏心盘19的偏心量ε越小，则连杆33的往复行程越小而输出轴13的1次的旋转角减小，无级变速器T的变速比变大。并且，若偏心盘19的偏心量ε为零，则即使输入轴12旋转，连杆33也停止移动，因而输出轴13不旋转，无级变速器T的变速比成为最大(无限大)。

在变速轴15相对于输入轴12不进行相对旋转时，即输入轴12和变速轴15以同一速度旋转时，无级变速器T的变速比被维持固定。为使输入轴12和变速轴15以同一速度旋转，只需以与输入轴12相同的速度对电动马达24进行旋转驱动即可。其理由在于，行星齿轮机构25的第1齿圈30与输入轴12连接而以与该输入轴12相同的速度旋转，若以与之相同的速度驱动电动马达24，则太阳轮28和第1齿圈30以同一速度旋转，因此行星齿轮机构25成为锁定状态而整体一体旋转。其结果是，与一体旋转的第1齿圈30和第2齿圈31连接的输入轴12和变速轴15成为一体，不进行相对旋转而是以相同速度旋转。

在相对于输入轴12的转速使电动马达24的转速增速或减速时，与输入轴12结合的第1齿圈30和与电动马达24连接的太阳轮28相对旋转，因此轮架27相对于第1齿圈30进行相对旋转。此时，相互啮合的第1齿圈30和第1小齿轮29a的齿数比与相互啮合的第2齿圈31和第2小齿轮29b的齿数比略微不同，因此与第1齿圈30连接的输入轴12和与第2齿圈31连接的变速轴15相对旋转。

这样，在变速轴15相对于输入轴12进行相对旋转时，使齿圈19b啮合于各传递单元14的小齿轮17上的偏心盘19的偏心凹部19a、19a被与输入轴12一体的偏心凸轮18的导向部18a、18a引导并旋转，偏心盘19的中心O2相对于输入轴12的轴线L的偏心量ε发生变化。

图5(A)表示变速比最小的状态(变速比：TD)，此时的偏心盘19的中心O2相对于输入轴12的轴线L的偏心量ε成为与从输入轴12的轴线L到偏心凸轮18的中心O1的距离d和从偏心凸轮18的中心O1到偏心盘19的中心O2的距离d之和、即2d相等的最大值。若变速轴15相对于输入轴12进行相对旋转，则偏心盘19相对于与输入轴12一体的偏心凸轮18进行相对旋转，从而如图5(B)和图5(C)所示，偏心盘19的中心O2相对于输入轴12的轴线L的偏心量ε从最大值的2d开始逐渐减小而变速比增大。若变速轴15相对于输入轴12进一步相对旋转，则偏心盘19相对于与输入轴12一体的偏心凸轮18进一步相对旋转，从而如图5(D)所示，最终偏心盘19的中心O2与输入轴12的轴线L重合而偏心量ε变为零，变速比成为最大(无限大)的状态(变速比：UD)，向输出轴13的动力传递被切断。

下面，根据图1、图7和图8说明辅助动力传递单元S2的作用。

无级变速器T的传递单元14在输出轴13的外周具有单向离合器36，在车辆减速时，单向离合器36解除接合而使得从输出轴13侧向输入轴12侧的驱动力的逆向传递被阻止，因此无法直接使发动机制动器进行动作。

然而，根据本实施方式，若在车辆减速时接合辅助动力传递单元S2的离合器48，则驱动轮W、W的驱动力按照驱动轴46、46→差速齿轮D→末级从动齿轮45→末级驱动齿轮44→第2输出轴43→第1齿轮58→第2齿轮59→轮架轴54→滚筒部件55→轮架51→小齿轮52→齿圈50→齿圈轴53→第3齿轮60→第4齿轮62→第5齿轮63→输入轴12的路径被逆向传递给发动机E，发动机制动器进行动作。

另外，在将发动机E的驱动力通过传递单元14从输入轴12传递给输出轴13而使得车辆行驶时，离合器48解除接合，因此发动机E的驱动力不会从输入轴12通过辅助动力传递单元S2被传递给输出轴13。

另外，在无级变速器T运转时，多个传递单元14的单向离合器36交替地接合和解除接合，因此输出轴13的扭矩周期性地发生变动。并且，若对于输入轴12的输入转速达到了规定转速，则会在输出轴13的下游的动力传递路径上发生扭转共振而存在产生振动和噪声的问题。在本实施方式中，在与输出轴13连接的动力传递路径上附加减振块64以增大惯性力矩，从而使共振频率向低侧偏离，防止在发动机E的常用转速区域(怠速转速以上的转速区域)发生扭转共振。

在车辆行驶时，即，无论是在离合器48解除接合的车辆加速行驶时和巡航时，还是在离合器48接合的车辆减速行驶时，驱动轮W、W的旋转都从差速齿轮D按照第2输出轴43→第1齿轮58→第2齿轮59→轮架轴54→滚筒部件55→行星齿轮机构的轮架51的路径被传递，因此在与轮架51一体的滚筒部件55上设置的减振块64旋转。其结果是，如图7所示，由于伴随减振块64的附加而发生的惯性力矩的增大，使得共振频率偏向低侧，从而防止在发动机E的常用转速区域发生共振。

图8(A)表示不附加减振块64的比较例，在发动机E的常用转速区域和小于常用转速的区域发生了共振。另一方面，图8(B)表示附加了减振块64的实施方式，可知发动机E的常用转速区域中的共振消失，仅在小于常用转速的区域发生了共振。

另外，如果使减振块64变得大型，则会招致动力传递装置的重量或尺寸的增大，因而优选利用尽可能小型的减振块64得到必要的减振效果。为了使共振频率向低侧充分偏离，就需要增大减振块64的惯性力矩和减振块64的转速，另外，为了在车辆行驶时始终得到减振效果，需要在与驱动轮W、W始终联动地旋转的部件上设置减振块64。

为了使减振块64的惯性力矩增大，需要使减振块64变得大型，或者增大减振块64的旋转半径，然而减振块64的大型化会立刻招致重量的增大，因而并不优选。在本实施方式中，在大径的行星齿轮机构47中的位于最靠径向外侧的位置处的滚筒部件55的外周面上设置有减振块64，因此减振块64的旋转半径被最大限度地确保，能够在不增大减振块64的重量的情况下确保必要的惯性力矩。而且，行星齿轮机构47的滚筒部件55在车辆行驶时始终旋转，因此在车辆行驶时势必能够得到减振效果。

另外，为了提高减振块64的效果，优选在转速大的部件上设置减振块64，然而在本实施方式中，在以增速状态经由第1齿轮58和第2齿轮59被传递第2输出轴43的旋转的滚筒部件55上设置有减振块64，因此能够增大减振块64的转速而进一步提高减振效果。

另外，一般在行星齿轮机构中，齿圈位于最靠径向外侧的位置处，而在本实施方式中，基于布局的关系而使得作为轮架51的一部分的滚筒部件55在齿圈50的径向外侧迂回，因此在该滚筒部件55上设置有减振块64。这样，通过在齿圈50以外的要素上设置减振块64，能够使得设置减振块64的部件的选择自由度增加。

以上，说明了本发明的实施方式，然而本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行各种的设计变更。

例如在实施方式中，将减振块64设置在作为行星齿轮机构47的轮架51的一部分的滚筒部件55上，然而只要是被配置于行星齿轮机构47的最外周上的旋转部件，也可以在作为齿圈50的一部分的部件或者作为太阳轮49的一部分的部件上设置减振块64。

Claims (3)

1.一种车辆用动力传递装置，在该车辆用动力传递装置中沿轴向并排设置有多个传递单元(14)，该多个传递单元(14)对与驱动源(E)连接的输入轴(12)的旋转进行变速后传递给输出轴(13)，

所述传递单元(14)分别具有：

偏心凸轮(18)，其与所述输入轴(12)一体地旋转；

偏心部件(19)，其形成有齿圈(19b)，该齿圈(19b)以相对旋转自如的方式嵌合在所述偏心凸轮(18)的外周上；

变速轴(15)，其与所述输入轴(12)同轴配置且通过变速致动器(23)而旋转；

小齿轮(17)，其被设置在所述变速轴(15)上且与所述齿圈(19b)啮合；

单向离合器(36)，其被设置于所述输出轴(13)上；以及

连杆(33)，其与所述偏心部件(19)和所述单向离合器(36)的外侧部件(38)连接而进行往复运动，

通过所述变速致动器(23)使所述变速轴(15)相对于所述输入轴(12)进行相对旋转，使得所述偏心部件(19)相对于所述偏心凸轮(18)的相位发生变化，从而使所述偏心部件(19)相对于所述输入轴(12)的轴线(L)的偏心量(ε)发生变化以变更变速比，该车辆用动力传递装置的特征在于，

与所述多个传递单元(14)并列配置且将所述输入轴(12)和所述输出轴(13)连接起来的辅助动力传递单元(S2)具有行星齿轮机构(47)和切断所述行星齿轮机构(47)的动力传递的离合器(48)，在所述行星齿轮机构(47)的各要素中的与所述输出轴(13)始终连结且旋转半径最大的要素(51)上连接有减振块(64)。

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，

所述输出轴(13)的旋转被增速后传递到所述旋转半径最大的要素(51)。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用动力传递装置，其特征在于，

所述旋转半径最大的要素(51)是在齿圈(50)的径向外侧迂回的轮架(51)。