CN108463368A - 动力传递装置 - Google Patents

Abstract

一种动力传递装置，其从第一动力源及第二动力源向第一车轴及第二车轴输出扭矩，且具备：壳体，其具有第一侧和与上述第一侧对置的第二侧，且包围单一的空间；差速器，其容纳于上述壳体，且向上述第一车轴和上述第二车轴差动地分配上述扭矩；第一口，其形成于上述第一侧，且与上述第一动力源固定地结合并使上述第一动力源的转子轴与上述差速器的旋转轴位于同轴；第一轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，且为了与上述差速器进行齿轮结合且与上述第二动力源的上述转子轴齿轮结合而从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；第二口，其形成于上述第一侧，且与上述第二动力源固定地结合；第二轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，为了与上述第二动力源的驱动轴结合而面向上述第一侧，或者从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；以及离合器，其容纳于上述壳体，且将上述第二轴与上述差速器能够切断地齿轮结合。

Description

动力传递装置

技术领域

以下的公开涉及在组合了两个以上的电动马达或燃烧机的车辆中，用于将扭矩传递至车轴的动力传递装置。

背景技术

近年来，为了提高能量效率，市场上出现了组合两个以上的动力源的所谓混合动力车。动力源例如是燃烧机与电动马达的组合。燃烧机的输出能够用于驱动车轴，或者也有时专门用于发电。马达通过储存于蓄电池的电力而驱动，用于驱动车轴，但存在在车辆减速时，将其作为发电机使用而将惯性能量再生为电力。或者，车辆也有时与马达独立地搭载发电机。

专利文献1公开相关的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利公开2009-072052号

发明内容

根据专利文献1的图1，包含发电机的燃烧机配置于比车轴靠前方，马达/发电机配置于比车轴靠后方。另外，发电机及燃烧机配置于比动力传递装置靠右方，马达/发电机配置于左方。即，这些装置在纵方向上、在横方向上均显著消耗发动机舱内的空间。另外，燃烧机比马达/发电机重，因此，车辆的重心很有可能比中央偏向右方。如通过该例子理解地，在较狭窄的发动机舱如何配置多个动力源，以及如何确保重量平衡在混合动力车中是非常重要的技术问题。本说明书中公开的装置是鉴于该问题而作成的。

根据一方案，动力传递装置从第一动力源及第二动力源向第一车轴及第二车轴输出扭矩，其具备：壳体，其具有第一侧和与上述第一侧对置的第二侧，且包围单一的空间；差速器，其容纳于上述壳体，且向上述第一车轴和上述第二车轴差动地分配上述扭矩；第一口，其形成于上述第一侧，且与上述第一动力源固定地结合并使上述第一动力源的转子轴与上述差速器的旋转轴位于同轴；第一轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，且为了与上述差速器进行齿轮结合且与上述第二动力源的上述转子轴齿轮结合而从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；第二口，其形成于上述第一侧，且与上述第二动力源固定地结合；第二轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，为了与上述第二动力源的驱动轴结合而面向上述第一侧，或者从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；以及离合器，其容纳于上述壳体，且将上述第二轴与上述差速器能够切断地齿轮结合。

附图说明

图1是车辆的概括性的块图。

图2是将一实施方式的动力传递装置用通过车轴的面切断的剖视图。

图3是特别将离合器放大观察的剖视图。

图4是其它例的离合器的剖视图。

图5是其它实施方式的动力传递装置的剖视图，是主要将第一轴和离合器扩大观察的剖视图。

图6是再其它实施方式的动力传递装置的剖视图，是主要将第一轴和离合器扩大进行观察的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1至6，对几个示例性的实施方式进行说明。

各图中，F表示前，A表示后，R表示右，L表示左，U表示上，D表示下，这些区分只不过是为了便于说明，可能是调换了左右，或调换了前后的实施方式。

本实施方式的动力传递装置用于在第一动力源(电动马达)、第二动力源(燃烧机)以及右及左的车轴之间在三方向上传递扭矩的用途，例如，可应用于混合动力车。电动马达可作为发电机发挥作用，而发电机包含于燃烧机，但也可以与它们独立地具备发电机。图1表示动力传递装置应用于混合动力车的前车轴的例子，当然也能够应用于后车轴。

参照图1，车辆大致具备用于驱动前车轮的动力传递装置1和用于后车轮的变速箱15。变速箱15包含允许右及左的车轴间的差动的差速器，但也可以还包含驱动后车轮的电动马达、其它装置。另外，为了进行电子控制，电子控制单元(ECU)11经由接线W连接于各要素。在ECU11连接有蓄电池13，经由接线W向各要素供给电力。

在动力传递装置1，作为其构成要素或作为外部要素，结合有电动马达3及燃烧机5。发电机7有时包含于燃烧机5内，或者也有时如图示那样经由动力传递装置1与燃烧机5驱动性地结合。电动马达3在本实施方式中为驱动车辆的主动力源，燃烧机5为副动力源。详细情况后面进行叙述，但电动马达3始终经由齿轮组与前车轴驱动性地结合，而燃烧机5仅在离合器59结合时与其驱动性地结合。

如众所周知，燃烧机5能够利用汽油发动机或柴油发动机，但也可以利用其它形式的内燃机，或者，如果可能，则也可以利用外燃机。

电动马达3和/或发电机7产生的电力用于蓄电池13的充电，进一步地，经由蓄电池13供给至电动马达3本身、发电机7以及各种电气组件，从而用于它们的驱动。

此外，在制动车辆时，电动马达3用于发电而再生能量，另外，也可以对发电机7输送电力来驱动车辆。即如果除了容量及尺寸的问题，则在功能方面，电动马达3与发电机7之间没有本质上的区别。

参照图2，动力传递装置1具备在内部包围空间的壳体21。壳体21在纵方向上较薄且较长地延伸，能够区分为右侧21A和左侧21B。壳体21可以是可分割成这两个部分，或者也可以是可分割成更多的部分。后述的各轴、各齿轮、差速器以及离合器大体上收纳于该壳体21包围的空间。

关于壳体21，在相同的侧、例如右侧21A，形成用于固定电动马达3的口P1及用于固定燃烧机5的口P2。当然，也可以均形成于左侧21B。即，电动马达3及燃烧机5关于动力传递装置1配置于相同的侧。为了固定，能够利用多个螺栓，口P1、P2能够具备为此而使用的多个螺栓孔，或者固定也能够通过嵌合等其它方法进行。

动力传递装置1在壳体21的内部具备向右及左的车轴差动地分配扭矩的差速器27。差速器27能够如图示那样地应用伞齿轮式的差动齿轮组，或者也可以利用面齿轮式、斜齿轮式等任意形式的差动齿轮组。其旋转轴OX朝向动力传递装置1的宽度方向，一对侧齿轮分别面向壳体21的两侧21A、21B，且分别与右及左的车轴花键结合。

口P1位于应使电动马达3的转子轴31的轴与旋转轴OX同轴的位置。即，口P1以当将电动马达3经由托架21C结合于口P1时，转子轴31与差速器27必然成为同轴的方式定位。

转子轴31中空，车轴贯通转子轴31而与侧齿轮结合。在此应注意的是，以转子轴31和差速器27并非直接结合，而是以车轴可与转子轴31独立地旋转的方式在其之间保持适当的间隙。

中间轴33介于转子轴31与差速器27之间。中间轴33从壳体21的右侧21A(或者左侧21B)局部地引出至壳体21的外部，且在相应端固定地具备齿圈24。与之对应，转子轴31在其一端固定地具备小齿轮22，通过它们啮合，转子轴31与中间轴33齿轮结合。另外，差速器27具备齿圈27C，与之对应，中间轴33具备小齿轮26，通过它们啮合，中间轴33与差速器27齿轮结合。

即，转子轴31始终经由中间轴33与差速器27齿轮结合。因此，始终向车轴输出电动马达3的扭矩。或者，也可以在差速器27采用所谓的自由运转差速器，从而可间断扭矩。

齿圈24能够设为直径比小齿轮22大。即，转子轴31、中间轴33以及差速器27之间的齿轮结合构成减速齿轮组。这样能够将电动马达3在更高旋转区域运用，据此，能够从电动马达3引出较大的推力。

壳体21在中间轴33的周围未闭合，如果不进行密封，则不能防止内部的润滑油从对应的部位泄漏。本实施方式中，对其进行利用，使壳体21内的润滑油在托架21C内的轴承、电动马达3循环，对它们进行润滑。为了促进润滑油的循环，中间轴33能够设为中空，另外，齿圈24能够具备一个以上的贯通孔。润滑油的循环能够利用后述的泵17的加压，但也可以将其代替或在此基础上，具备其它循环机构。

动力传递装置1在壳体21的内部具备用于与燃烧机5驱动性地结合的传动轴37。其旋转轴EX也朝向动力传递装置1的宽度方向，即，旋转轴OX、EX能够设为相互平行。

口P2位于应使燃烧机5的驱动轴的轴与旋转轴EX一致的位置。传动轴37面向壳体21的右侧21A(或左侧21B)，或者从此处向壳体21的外部局部地引出，并在相应的端与燃烧机5的驱动轴结合。为了结合，例如能够利用花键。

传动轴37与差速器27未始终齿轮结合。为了将传动轴与差速器27可切断地齿轮结合，动力传递装置1具备离合器59。即，仅在离合器59连结时，燃烧机5参与车轴的驱动。离合器59也可以利用多片离合器、其它合适的摩擦离合器、或花键、棘爪、同步锥等形式的离合器。以下，对多片离合器的例子进行说明。

离合器59具备轴53，还具备与轴53嵌合的第一及第二齿圈43、41。其中一方相对于轴53固定，另一方能够相对旋转，在此，对第二齿圈41能够相对旋转的例子进行说明。

传动轴37以与齿圈41对应的方式具备齿圈28，齿圈28、41相互啮合。齿圈43与差速器27的齿圈27C齿轮结合。据此，在离合器59连结时，燃烧机5的扭矩经由差速器27传递至车轴。

齿圈43、27C也可以直接啮合，也可以例如夹设反转齿轮35。夹设反转齿轮35有助于调整轴EX、OX间的距离。或者，如果可能，则也可以代替反转齿轮35，或在此基础上，在它们之间夹设中间轴33的齿圈24或小齿轮26。

齿圈28能够设为直径比齿圈41大，即，这些齿轮结合构成加速齿轮组，能够将燃烧机5的旋转加速后传递至车轴。

结合图2并参照图3，离合器59具备与轴53固定地结合的离合器鼓55和与齿圈41固定地结合的离合器轮毂57，它们为同轴且成为嵌套。与离合器鼓55及离合器轮毂57分别结合的多个离合器片交替地排列，该多个离合器片构成多片离合器。当沿着轴向对离合器59施加按压力时，摩擦力作用于多片离合器，第二齿圈41与第一齿圈驱动性地结合。

能够利用如油压那样的流体压对离合器59施加按压力。图3所示的例子是为了产生加压流体而在壳体21外具备泵17及对其进行驱动的电动马达那样的第三动力源19的例子，它们也可以在壳体21内。

泵17能够利用齿轮泵、叶片泵以及柱塞泵的任意一种。在利用了任意一种的情况下，都能够使泵17从壳体21的突出比发电机7、其它要素足够小。

为了贮存加压流体，能够在离合器59的一端结合储液器61。从泵17引导来的流路在储液器61的内部开口，储液器61的内部被从泵17供给来的加压流体充满。另外，储液器61内例如还通过贯通轴53的流路64与离合器鼓55内流体连通，据此，流体压使多片离合器连结。储液器61也可以还包含蓄压器，这有利于维持固定的压力。这有利于减少使用于加压的动力源持续地工作的必要性，进而有利于抑制能量损失。

能够利用如电动马达19那样的第三动力源驱动泵17。电动马达19能够通过利用储存于蓄电池13的电力而随时驱动，因此，不管是车辆停止，或者还是燃烧机5熄火，都能够驱动离合器59。可根据需要立即将副动力源用于车辆的驱动，因此，这有助于改善车辆相对于司机的操作的响应。另外，离合器59的驱动能够通过对泵17的电力的接通/断开而直接控制，因此，不需要控制油压回路的阀。

当然，也可以利用开/关阀。特别地，如果将开/关阀与蓄压器组合，则能够限制电动马达19的工作，有助于能量损失的抑制，还能够使离合器59的动作迅速。

当然，也可以不使用第三动力源，而从壳体21内的任意的轴，例如从轴53，取出扭矩的一部分来驱动泵17。

图3的例子中，电动马达19及泵17与离合器59接近而配置，但也可以配置于其它适当的位置。这容易以避免周围的可动部件的干涉的方式选择电动马达19及泵17的配置。如图6所示，动力传递装置1不从离合器59向左方突出，因此，布局的自由度提高。

例如，泵17能够在壳体21配置于适当较低的位置，且左侧21B的外部或内部。从泵17到储液器61，必须将流路绕得较长，但是，例如通过将流路设为大致水平，能够抑制压力损失。

相应的位置在壳体21接近最低点，因此，成为贮油槽，驱动离合器59之后的工作油下降而来，因此，适于将其利用泵17往上吸。另外，该位置能够接触车辆行驶时产生的气流，因此，显著利于冷却电动马达19及泵17。包含它们的流体压系统的整体的耐久性提高。

也可以不利用流体压，而利用电动马达、凸轮机构那样的机械机构、以及螺线管那样的电磁机构驱动离合器59。图4是这样的例子。马达19在朝向离合器59的方向上施加驱动力，通过夹设未图示的机械性的连杆，从而使离合器59连结/释放。另外，如同图所示，能够代替多片离合器而利使用棘爪型离合器。

如以上所叙述，发电机7(也能够作为马达运用)也可以包含于第二动力源(燃烧机)5，或者也可以与其独立。图5是这样的一例。

与图1、2组合地参照图5，动力传递装置1具备从动轴39，其一端例如面向左侧21B，能够与发电机7结合。为了结合，能够在该一端的外侧或内侧具备例如花键。从动轴39以与传动轴37的齿圈28对应的方式一体或分体地具备小齿轮30，据此，与传动轴37齿轮结合。或者，如果可能，则小齿轮30也可以与齿圈41啮合。也可以，发电机7被第二动力源5驱动而发电，电力用于蓄电池13的充电，另外，发电机7从蓄电池13接收电力作为马达发挥作用。

或者，如图6所示，发电机7可以与传动轴37为同轴，或者也可以与其结合。另外，如图6所示，发电机7也可以与第二动力源5同样地配置于右侧21A。例如，发电机7固定于口P2内，与之相对，可旋转的轴71与发电机7的转子固定地结合。

第二动力源5也可以直接驱动轴71，但也可以夹设有用于进一步加速第二动力源5的旋转的加速齿轮组。图6是利用了从动轴与同轴性轴的组合的加速齿轮组的例子。例如，传动轴37也可以具备与其同轴的同轴性轴73，且能够相互独立地旋转。同轴性轴73固定或一体性地具备小齿轮75。

齿轮结合于传动轴37的从动轴39构成加速齿轮组的一部分，还在小齿轮30的基础上具备齿圈77，而且其与小齿轮75啮合。齿圈77的直径比小齿轮30的直径大，据此，传动轴37的旋转被加速后传递至同轴性轴73。同轴性轴73与发电机7的轴71花键结合，因此，即第二动力源5的旋转被加速后传递至发电机7，由此用于发电。或者，在将发电机7作为马达而运用的情况下，加速齿轮组作为减速齿轮组发挥作用，将其输出增大。

另外，与发电机7的配置无关，第二动力源5与传动轴37的连结也可以经由扭矩阻尼器81。或者，也可以夹设干式离合器、其它机构。

在任意实施方式中，第一动力源均配置为与车轴同轴，因此，即使第二动力源位于比它们靠前方，其整体在纵向上也紧凑。另外，如根据各图能够理解地，动力传递装置在纵向上只不过是与第一动力源及第二动力源的组合同程度的尺寸。另外，第一动力源和第二动力源关于动力传递装置配置于相同的侧，因此，其整体在横向上也不会消耗空间。因此，能够有效利用车辆的比较狭窄的发动机舱内的空间。

另外，如根据示意性的图1理解，如果相对于车体稍微向左(或向右)配置动力传递装置，则较重的第一动力源及第二动力源在车辆的宽度方向上配置于大致中央。从车辆的重量平衡的观点出发，这是极其有益的。

说明了几个实施方式，但能够基于上述公开内容进行实施方式的修正或变形。

生产上的可利用性

提供解决动力源及动力传递装置的布局的问题及重量平衡的问题的动力传递装置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(补正后)一种动力传递装置，其从第一动力源及第二动力源向第一车轴及第二车轴输出扭矩，其特征在于，

具备：

壳体，其具有第一侧和与上述第一侧对置的第二侧，且在内部包围空间；

差速器，其容纳于上述壳体，且向上述第一车轴和上述第二车轴差动地分配上述扭矩；

第一口，其形成于上述第一侧，且与上述第一动力源固定地结合并使上述第一动力源的转子轴与上述差速器的旋转轴位于同轴；

第一轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，且为了与上述差速器进行齿轮结合且与上述第一动力源的上述转子轴齿轮结合而从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；

第二口，其形成于上述第一侧，且与上述第二动力源固定地结合；

第二轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，为了与上述第二动力源的驱动轴结合而面向上述第一侧，或者从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；以及

离合器，其容纳于上述壳体，且将上述第二轴与上述差速器能够切断地齿轮结合。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

上述第一轴具备与上述差速器齿轮结合的小齿轮和直径比上述小齿轮大且与上述转子轴齿轮结合的齿轮，据此，上述小齿轮及上述齿轮构成减速齿轮组。

3.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

上述离合器具备与上述差速器齿轮结合的第一齿圈和与上述第二轴齿轮结合的第二齿圈，上述第一齿圈和上述第二齿圈为同轴且构成为，当上述离合器在轴向上受到按压力时，相互结合。

4.根据权利要求3所述的动力传递装置，其特征在于，

上述第二轴具备直径比上述第二齿圈大的齿轮，据此，上述第一轴和上述第二齿圈构成加速齿轮组。

5.根据权利要求3所述的动力传递装置，其特征在于，

还具备：

泵，其产生流体压；以及

流路，其为了将上述流体压用作上述按压力而将上述泵和上述离合器流体连结。

6.根据权利要求5所述的动力传递装置，其特征在于，

还具备第三动力源，该第三动力源与上述第一动力源、上述第二动力源以及上述离合器独立，且配置于上述壳体的外侧，与上述泵的旋转轴驱动性地结合。

Claims (6)

1.一种动力传递装置，其从第一动力源及第二动力源向第一车轴及第二车轴输出扭矩，其特征在于，

具备：

壳体，其具有第一侧和与上述第一侧对置的第二侧，且在内部包围空间；

差速器，其容纳于上述壳体，且向上述第一车轴和上述第二车轴差动地分配上述扭矩；

第一口，其形成于上述第一侧，且与上述第一动力源固定地结合并使上述第一动力源的转子轴与上述差速器的旋转轴位于同轴；

第一轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，且为了与上述差速器进行齿轮结合且与上述第二动力源的上述转子轴齿轮结合而从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；

第二口，其形成于上述第一侧，且与上述第二动力源固定地结合；

第二轴，其与上述第一车轴及上述第二车轴平行，为了与上述第二动力源的驱动轴结合而面向上述第一侧，或者从上述第一侧局部地引出至上述壳体外；以及

离合器，其容纳于上述壳体，且将上述第二轴与上述差速器能够切断地齿轮结合。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

上述第一轴具备与上述差速器齿轮结合的小齿轮和直径比上述小齿轮大且与上述转子轴齿轮结合的齿轮，据此，上述小齿轮及上述齿轮构成减速齿轮组。

3.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

上述离合器具备与上述差速器齿轮结合的第一齿圈和与上述第二轴齿轮结合的第二齿圈，上述第一齿圈和上述第二齿圈为同轴且构成为，当上述离合器在轴向上受到按压力时，相互结合。

4.根据权利要求3所述的动力传递装置，其特征在于，

上述第二轴具备直径比上述第二齿圈大的齿轮，据此，上述第一轴和上述第二齿圈构成加速齿轮组。

5.根据权利要求3所述的动力传递装置，其特征在于，

还具备：

泵，其产生流体压；以及

流路，其为了将上述流体压用作上述按压力而将上述泵和上述离合器流体连结。

6.根据权利要求5所述的动力传递装置，其特征在于，

还具备第三动力源，该第三动力源与上述第一动力源、上述第二动力源以及上述离合器独立，且配置于上述壳体的外侧，与上述泵的旋转轴驱动性地结合。