CN109416106A - 变速机构 - Google Patents

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Abstract

一种变速机构，具备：第一齿轮(18)，其与中空形状的旋转轴(17)固定于同轴；第二齿轮(20)及第三齿轮(21)，其在旋转轴的外周相互对置并旋转自如地配置于同轴；齿轮选择离合器(50)，其配置于第二齿轮及第三齿轮之间，并对如下状态中的任意状态进行选择：使第二齿轮及第一齿轮结合并使第三齿轮及第一齿轮非结合的状态、和使第三齿轮及第一齿轮结合并使第二齿轮及第一齿轮非结合的状态；及离合器操作部(51)，其将配置于旋转轴的中空部的操作轴(40)连结于齿轮选择离合器，通过使操作轴沿轴向进退来对齿轮选择离合器进行操作。

Description

变速机构
技术领域
本发明涉及一种搭载于车辆等的变速机构。
背景技术
作为选择一对齿轮中的任意一者将从驱动源传递至输入轴的旋转力向输出轴传递的变速机构，例如已知有专利文献1的技术。
在专利文献1的变速机构中，一对齿轮旋转自如且同轴地配置于输出轴的外周，并且配置有用于使一对齿轮与输出轴结合的结合套筒。并且，通过实施使结合套筒与一对齿轮中的一方连结的变速操作，传递至输入轴的旋转力经由一对齿轮中的一方变为向输出轴被传递。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-9859号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
再者，在专利文献1的变速机构中，将使结合套筒与一对齿轮中的任意一者结合的杆机构配置于结合套筒的外侧。因此，由于必须在结合套筒的周围设置供杆机构动作的空间，成为大型的变速机构。
因而，当将专利文献1的变速机构用作车辆用的变速机构时，在车辆搭载性的方面存在问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够实现小型化的变速机构。
解决问题的手段
本发明的一个实施方式所涉及的变速机构，具备：第一齿轮，其与中空形状的旋转轴固定于同轴；第二齿轮及第三齿轮，其在所述旋转轴的外周相互对置并旋转自如地配置于同轴；齿轮选择离合器，其配置于所述第二齿轮及所述第三齿轮之间并对如下状态中的任意状态进行选择：使所述第二齿轮及所述第一齿轮结合并使所述第三齿轮及所述第一齿轮非结合的状态、和使所述第三齿轮及所述第一齿轮结合并使所述第二齿轮及所述第一齿轮非结合的状态；及离合器操作部，其将配置于所述旋转轴的中空部的操作轴连结于所述齿轮选择离合器，使所述操作轴沿轴向进退来对所述齿轮选择离合器进行操作。
发明效果
根据本发明的一个实施方式所涉及的变速机构，齿轮选择离合器配置于第二齿轮及第三齿轮之间，对齿轮选择离合器进行操作的离合器操作部具备配置于旋转轴内的操作轴，在旋转轴、第二齿轮及第三齿轮的外侧不存在对变速进行控制的机构，因此能够获得小型且紧凑的变速机构。
附图说明
图1为示意地示出本发明所涉及的车辆的图。
图2为简要地示出本发明所涉及的搭载于车辆的前部单元的图。
图3为简化地示出本发明所涉及的构成前部单元的变速器的内部构造的图。
图4为表示本发明所涉及的旋转要素列的一部分的概略图。
图5为表示本发明所涉及的变速机构的图3的A-A线向视图。
图6为图5的B-B线向视图。
图7为表示图6的圆圈所示的符号C的具体的构成的图。
图8为在图6的E-E线向视图中省略了引导侧花键的图。
图9为表示第二齿轮的齿轮侧止动齿的图。
图10为表示第三齿轮的齿轮侧止动齿的图。
具体实施方式
接着，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对同一或类似的部分标注相同或类似的符号。但是，附图为示意性的图示，应注意厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比例等与现实不同。因而，应参照以下的说明来判断具体的厚度、尺寸。此外，当然在附图相互间也包含相互的尺寸的关系、比例不同的部分。
此外，在以下所示的第一实施方式中，例示了用于使本发明的技术思想具体化的装置、方法，本发明的技术思想并不用于将构成部件的材质、形状、构造、配置等特定于下述的内容。本发明的技术思想在保护范围所记载的权利要求限定的技术范围内能够增加各种变更。
[第一实施方式的车辆]
图1为示意地示出本发明所涉及的车辆1的图。图1的箭头F-B表示车辆1的前后方向，箭头L-R表示车辆1的左右方向。
车辆1为具备对前轮(左侧的前轮2FL及右侧的前轮2FR)进行驱动的前部单元3并具备发动机及电动发电机的驱动力的混合动力车辆。
如图2所示，前部单元3具有：作为电动机及发电机进行工作的第一电动发电机MG1，相同地作为电动机及发电机进行工作的第二电动发电机MG2，发动机4，与第一及第二电动发电机MG1、MG2及发动机4连结的变速器5，通过变速器5的输出被驱动的差动装置6；从差动装置6向车辆1的左右延伸的车轴7、7连结于左侧的前轮2FL及右侧的前轮2FR。
[第一实施方式的变速器的内部构造]
图3为表示变速器5的内部构造的图，在变速箱8中配置有与第一及第二电动发电机MG1、2、发动机4及差动装置6连结的旋转要素列9。
该旋转要素列9具备：经由旋转轴10a连结于第一电动发电机MG1的第一旋转要素10，经由旋转轴11a连结于差动装置6的第二旋转要素11，经由旋转轴12a连结于发动机4的第三旋转要素12，及经由旋转轴13a连结于第二电动发电机MG2的第四旋转要素13。并且，旋转要素列9中，第一旋转要素10及第二旋转要素11经由第五旋转要素14被连结，第三旋转要素12及第四旋转要素13经由第六旋转要素15被连结，第二旋转要素11及第三旋转要素12经由变速机构16被连结。
在此，图3为从侧面示出配置于变速器5的内部的旋转要素列9的图，在最下部配置有变速机构16，在比变速机构16高的位置配置有第二旋转要素11。并且，在变速箱8内填充润滑油52直至浸渍变速机构16的旋转轴40的程度的高度。另外，图3的符号L为润滑油52的油面。
并且，以包围变速机构16的下侧的区域的方式配置有挡流板46。
[第一实施方式的变速机构]
如图4所示，在变速机构16中，在输入轴17的一端侧外周输入齿轮18与输入轴17固定于同轴，该输入齿轮18与第二旋转要素11的旋转要素输出齿轮19啮合。
此外，在输入轴17的另一端侧外周第一输出齿轮20以相对于输入轴17旋转自如的方式与输入轴17配置于同轴，并且，在第一输出齿轮20及输入齿轮18之间的输入轴17的外周，齿轮直径比第一输出齿轮20大的第二输出齿轮21配置为相对于输入轴17旋转自如。
在变速机构16的第一输出齿轮20啮合有第三旋转要素12的第一输入齿轮22，在第二输出齿轮21啮合有第三旋转要素12的第二输入齿轮23。
并且，所述变速机构具备：齿轮选择离合器50，其对如下状态进行选择：将第一输出齿轮20及输入齿轮18设为结合状态的第一变速、将第二输出齿轮21及输入齿轮18设为结合状态的第二变速、或者将第一输出齿轮20及第二输出齿轮21中的任意一者设为与输入齿轮18非结合的空档状态；及离合器操作部51，其对齿轮选择离合器实施操作。
接着，参照图5至图10对变速机构16的具体的构造详细地进行说明。
如图5所示，中空圆筒形状的输入轴17的轴P方向的一端经由径向轴承25旋转自如地支承于壳体内壁8a，输入轴17的轴P方向的另一端经由径向轴承26旋转自如地支承于壳体内壁8b。
如图5及图6所示，在输入轴17的轴向中央的外周形成有向径向外侧突出的圆板形状的引导部27。
在引导部27形成有沿与轴P方向正交的方向贯穿至外周的轴滑动空隙部28。该轴滑动空隙部28形成为沿轴P相互平行，连续的一对滑动面28a、28b形成至引导部27的轴P方向的两端面。
在引导部27的外周形成有花键齿29a沿轴P方向延伸的引导侧花键29。
圆环形状的离合器套筒30的内花键齿31卡合于引导部27的引导侧花键29。
如图7及图8所示，在离合器套筒30的内周形成有：具备与引导侧花键29的花键齿29a啮合的花键齿31a的离合器侧花键31，和花键齿31a的轴P方向的两端部的离合器侧止动齿32、33。
如图7所示，离合器侧止动齿32、33为比离合器侧花键31的花键齿31a的形状小的宽度的齿且顶端设计为平面。此外，齿轮侧止动齿也是相同形状。
如图5所示，输入齿轮18固定于输入轴17的轴P方向的一端侧(径向轴承25侧)的外周。
如图5所示，在与径向轴承26的内轮接触的衬垫34和输入轴17的引导部27的轴P方向的一方的端面抵接的状态下，第一输出齿轮20配置为相对于输入轴17的外周旋转自如。
在第一输出齿轮20的与引导部27及离合器套筒30对置的面侧，通过减少壁厚而形成有第一收容凹部35，引导部27及离合器套筒30的一部分伸入该第一收容凹部35。
在该第一收容凹部35的内部形成有与离合器套筒30的离合器侧止动齿32啮合的齿轮侧止动齿36(参照图9)。
在固定于输入轴的轴P方向的一端侧的输入齿轮18的朝向引导部27的面与输入轴17的引导部27的轴P方向的另一侧的端面抵接的状态下，第二输出齿轮21配置为相对于输入轴17的外周旋转自如。
在第二输出齿轮21的与引导部27及离合器套筒30对置的面侧，通过减少壁厚而形成有第二收容凹部37，引导部27及离合器套筒30的一部分伸入该第二收容凹部37。
在该第二收容凹部37的内部形成有与离合器套筒30的离合器侧止动齿33啮合的齿轮侧止动齿38(参照图10)。
此外，如图5所示，操作轴40以同轴的方式插入中空圆筒形状的输入轴17。
在操作轴40的轴内，沿轴P从支承输入轴17的径向轴承25侧的一侧的端部到另一侧的端部侧形成有油路53。
如图5及图6所示，在操作轴40连结有套筒连结轴41，所述套筒连结轴41沿与轴P正交的方向贯穿操作轴40，并穿过轴滑动空隙部28而两端固定有离合器套筒30。
在操作轴40的径向轴承25侧的一侧的端部装配有使润滑油52从外部流入油路53的油流道54，并且在沿着轴P的多个位置形成有将流入至油路53的润滑油52向操作轴40的外部供给的油孔55。
并且，以包围变速机构16的第二输出齿轮21及输入齿轮18的下方区域的方式配置有挡流板46。
另一方面，当从变速控制装置(未图示)输入变速控制信号时，R1方向的旋转、或者R2方向的旋转经由变速传递机构(未图示)传递至旋转构件44。
在旋转构件44连结有可旋转地卡合于推力移动构件43的周槽42的推力转换构件45。
并且，当旋转构件44沿R1方向旋转时，推力移动构件43向第一变速方向D1移动，当旋转构件44沿R2方向旋转时，推力移动构件43向第二变速方向D2移动。
在此，图4所示的齿轮选择离合器50构成为包含：配置于第一输出齿轮20的第一收容凹部35的齿轮侧止动齿36，配置于第二输出齿轮21的第二收容凹部37的齿轮侧止动齿38，输入轴17的引导部27，被引导部27支承并沿轴P方向滑动的离合器套筒30，设置于离合器套筒30并与齿轮侧止动齿36、38中的一方啮合的离合器侧止动齿32、33。
此外，图4所示的离合器操作部51由操作轴40、套筒连结轴41、推力移动构件43、旋转构件44、推力转换构件45构成。
此外，本发明所记载的旋转轴与输入轴17对应，本发明所记载的第一齿轮与输入齿轮18对应，本发明所记载的第二齿轮与第一输出齿轮20对应，本发明所记载的第三齿轮与第二输出齿轮对应。
[第一实施方式的变速机构的动作]
接着，参照图5对从变速控制装置输入变速操作(第一变速、或者第二变速)的控制信号时的变速机构16的动作进行说明。
当从变速控制装置输入第一变速的控制信号时，R1方向的旋转力从空档位置N经由变速传递机构传递至旋转构件44。当旋转构件44从空档位置N沿R1方向旋转时，从旋转构件44被传递旋转的推力转换构件45使推力移动构件43向第一变速方向D1移动。
当推力移动构件43向第一变速方向D1移动时，固定于推力移动构件43的操作轴40也沿轴P方向朝向同一方向(图5的左方向)移动。
当操作轴40向第一变速方向D1移动时，与操作轴40连结的套筒连结轴41一边在轴滑动空隙部28的一对滑动面28a、28b上滑动一边向第一输出齿轮20侧移动。
通过套筒连结轴41向第一输出齿轮20侧移动，固定于套筒连结轴41的离合器套筒30也向第一输出齿轮20侧移动。
此时，形成于离合器套筒30的内周的离合器侧花键31啮合于与输入轴17形成为一体的引导部27的引导侧花键29，因此离合器套筒30一边被引导侧花键29引导一边向第一输出齿轮20侧移动。
并且，通过形成于离合器套筒30的离合器侧花键31的顶端的离合器侧止动齿32与第一输出齿轮20的齿轮侧止动齿36啮合，第一输出齿轮20及输入齿轮18经由齿轮侧止动齿36、离合器侧止动齿32、离合器套筒30的离合器侧花键31、引导部27的引导侧花键29及输入轴17而成为结合状态，完成第一变速的切换操作。
接着，当从变速控制装置输入向第二变速切换的控制信号时，首先，R2方向的旋转力经由变速传递机构向旋转构件44传递，旋转构件44旋转至空档位置N。当旋转构件44旋转至空档位置N时，推力移动构件43经由推力转换构件45移动至中立位置，离合器套筒30离开第一输出齿轮20，第一输出齿轮20的齿轮侧止动齿36与离合器套筒30的离合器侧止动齿32的啮合被解除。
接下来，R2方向的旋转从空档位置N经由变速传递机构传递至旋转构件44。当旋转构件44从空档位置N向R2方向旋转时，从旋转构件44被传递旋转的推力转换构件45使推力移动构件43向第二变速方向D2移动。
当推力移动构件43向第二变速方向D2移动时，固定于推力移动构件43的操作轴40也沿轴P方向朝向同一方向(图5的右方向)移动。并且，与操作轴40连结的套筒连结轴41也一边在轴滑动空隙部28的一对滑动面28a、28b上滑动一边向第二输出齿轮21侧移动。
通过套筒连结轴41向第二输出齿轮21侧移动，固定于套筒连结轴41的离合器套筒30也向第二输出齿轮21侧移动。在该情况下，离合器套筒30也一边被引导侧花键29引导一边向第二输出齿轮21侧移动。
并且，通过形成于离合器套筒30的离合器侧花键31的顶端的离合器侧止动齿33与第二输出齿轮21的齿轮侧止动齿38啮合，第二输出齿轮21及输入齿轮18经由齿轮侧止动齿38、离合器侧止动齿33、离合器套筒30的离合器侧花键31、引导部27的引导侧花键29及输入轴17而成为结合状态，完成第二变速的切换操作。
在此，在第一变速及第二变速之间切换变速机构16时，通过使输入轴17与第一输出齿轮20或第二输出齿轮21的旋转大致匹配地进行变速而无需同步啮合机构，从而能够顺畅地实施离合器套筒30的离合器侧止动齿32与第一输出齿轮20的齿轮侧止动齿36的啮合、或者离合器套筒30的离合器侧止动齿33与第二输出齿轮21的齿轮侧止动齿38的啮合。
[关于第一实施方式的变速器内部的润滑]
如图3所示，通过差动装置6的旋转的第二旋转要素11、变速机构16的输入齿轮18、第一输出齿轮20及第二输出齿轮21的旋转，充满于变速箱8内的润滑油52的油面L发生变动。
在此，变速机构16利用以包围第二输出齿轮21及输入齿轮18的下方区域的方式配置的挡流板46，能够抑制变速机构16的周围的润滑油52的被第二输出齿轮21及输入齿轮18溅起的润滑油52，因此润滑油52易于向第二旋转要素11侧流动。因此，在第二旋转要素11侧供给有润滑油52，由第二旋转要素供给的润滑油52在变速箱8内传递而从油流道54流入至油路53。
并且，如图4、图5所示，由变速机构16、第二旋转要素11等各齿轮溅起的变速箱8内的润滑油52，从装配于变速机构16的操作轴40的端部的油流道54流入至油路53。流入至操作轴40的油路53的润滑油52从形成于操作轴40的油孔55流出到操作轴40的外部。并且，从油孔55流出至操作轴40的外部的润滑油52通过输入轴17的旋转呈放射状流动，并到达各轴承、推力移动构件43的周槽42与推力转换构件45的滑动部、离合器套筒30的离合器侧止动齿32、33、第一输出齿轮20的齿轮侧止动齿36及第二输出齿轮21的齿轮侧止动齿38。
[第一实施方式的变速机构的效果]
接着，对第一实施方式的变速机构16的效果进行说明。
齿轮选择离合器50配置在第一输出齿轮20及第二输出齿轮21之间，离合器操作部51配置于输入轴17内，并通过沿轴P方向进退来对齿轮选择离合器50进行操作，在输入轴17、第一输出齿轮20及第二输出齿轮21的外侧未配置控制变速的机构，因此能够实现小型且紧凑变速机构16。
此外，在引导部27及离合器套筒30的一部分伸入形成于第一输出齿轮20的第一收容凹部35、引导部27及离合器套筒30的一部分还伸入形成于第二输出齿轮21的第二收容凹部37的状态下形成变速机构16，因此能够提供轴P方向的尺寸变小而且小型的变速机构16。
并且，形成于离合器套筒30的内周的离合器侧花键31啮合于与输入轴17形成为一体的引导部27的引导侧花键29，离合器套筒30一边被引导侧花键29引导一边沿轴P方向朝向第一输出齿轮20、或者第二输出齿轮21移动，因此能够顺畅地实施离合器套筒30的轴P方向的移动。
此外，在离合器套筒30的离合器侧花键31的两端部形成有与第一输出齿轮20的齿轮侧止动齿36啮合的离合器侧止动齿32和与第二输出齿轮21的齿轮侧止动齿38啮合的离合器侧止动齿33，不具有同步装置，因此能够促进齿轮选择离合器50的轴P方向的尺寸的短小化，进而能够实现变速机构16的小型化。
此外，将离合器操作部51构成为具备相对于输入轴17而设为双重管构造的操作轴40、将操作轴40及离合器套筒30连结的套筒连结轴41、使操作轴40沿轴P方向移动的推力移动构件43、旋转构件44及推力转换构件45，由此能够实现无需大的操作空间的简化的操作机构。
符号说明
1：车辆
2FL：左侧的前轮
2FR：右侧的前轮
2BL：左侧的后轮
2BR：右侧的前轮
3：前部单元
MG1：第一电动发电机
MG2：第二电动发电机
4：发动机
5：变速器
6：差动装置
7：车轴
8：变速箱
8a、8b：壳体内壁
9：旋转要素列
10a：旋转轴
10：第一旋转要素
11a：旋转轴
11：第二旋转要素
12a：旋转轴
12：第三旋转要素
13a：旋转轴
13：第四旋转要素
14：第五旋转要素
15：第六旋转要素
16：变速机构
17：输入轴
18：输入齿轮
19：旋转要素输出齿轮
20：第一输出齿轮
21：第二输出齿轮
22：第一输入齿轮
23：第二输入齿轮
25：径向轴承
26：径向轴承
27：引导部
28：轴滑动空隙部
28a、28b：一对滑动面
29a：花键齿
29：引导侧花键
30：离合器套筒
31a：花键齿
31：离合器侧花键
32、33：离合器侧止动齿
34：衬垫
35：第一收容凹部
36：齿轮侧止动齿
37：第二收容凹部
38：齿轮侧止动齿
40：操作轴
41：套筒连结轴
42：周槽
43：推力移动构件
44：旋转构件
45：推力转换构件
46：挡流板
50：齿轮选择离合器
51：离合器操作部
52：润滑油
53：油路
54：油流道
55：油孔

Claims (5)

1.一种变速机构，其特征在于，具备：
第一齿轮，其与中空形状的旋转轴固定于同轴；
第二齿轮及第三齿轮，其在所述旋转轴的外周相互对置并旋转自如地配置于同轴；
齿轮选择离合器，其配置于所述第二齿轮及所述第三齿轮之间并对如下状态中的任意状态进行选择：使所述第二齿轮及所述第一齿轮结合并使所述第三齿轮及所述第一齿轮非结合的状态，和使所述第三齿轮及所述第一齿轮结合并使所述第二齿轮及所述第一齿轮非结合的状态；及
离合器操作部，其将配置于所述旋转轴的中空部的操作轴连结于所述齿轮选择离合器，使所述操作轴沿轴向进退来对所述齿轮选择离合器进行操作。
2.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，
在所述第二齿轮及所述第三齿轮的相互的对置面上分别设置凹部，所述齿轮选择离合器被配置为进入所述第二齿轮及所述第三齿轮的各凹部的内部。
3.根据权利要求2所述的变速机构，其特征在于，
所述齿轮选择离合器具备：
引导部，其形成为从所述旋转轴的外周向径向外侧突出；
离合器套筒，其配置于所述引导部的外周而使相对于所述引导部的旋转受到约束，且被所述引导部引导而沿所述轴向移动；及
离合器侧止动齿，其形成于所述离合器套筒的所述轴向的两端面，
在所述第二齿轮及所述第三齿轮的各凹部形成有与所述离合器侧止动齿啮合的齿轮侧止动齿，
所述离合器操作部使所述离合器套筒沿所述第二齿轮及所述第三齿轮中的一侧的所述轴向移动，使所述离合器套筒的所述离合器侧止动齿与所述第二齿轮或所述第三齿轮中的一方的齿轮侧止动齿啮合。
4.根据权利要求3所述的变速机构，其特征在于，
在所述引导部的外周形成有引导侧花键，
在所述离合器套筒的内周形成有与所述引导侧花键啮合的离合器侧花键，并且在所述离合器侧花键的所述轴向的两端部形成有所述离合器侧止动齿。
5.根据权利要求3或4所述的变速机构，其特征在于，
所述离合器操作部具备：
套筒连结轴，其正交地贯穿配置于所述旋转轴的所述中空部的所述操作轴，并穿过设置于所述引导部的轴滑动空隙部而固定于所述离合器套筒；及
推力移动机构，其使所述操作轴沿所述轴向进退，
通过所述推力移动机构的动作经由所述操作轴使所述套筒连结轴在轴滑动空隙部中沿所述轴向进退，使所述离合器套筒在所述第二齿轮及所述第三齿轮之间进退。
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