CN113153991A - 动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够通过简单的结构来抑制卡爪齿松脱等不良情况的发生的动力传递装置。第一旋转体在外周面形成有与第二旋转体啮合的第一啮合齿且在内周面形成有与第三旋转体啮合的第二啮合齿，第二旋转体在内周面形成有与所述第一啮合齿啮合的第三啮合齿，第三旋转体在外周面形成有与所述第二啮合齿啮合的第四啮合齿，第一旋转体与第二旋转体构成为通过使第二旋转体沿轴线方向移动而切换卡合状态与释放状态，所述第一啮合齿与所述第三啮合齿的啮合中心相比于所述第二啮合齿与所述第四啮合齿的啮合中心位于所述释放侧。

Description

动力传递装置

技术领域

本发明涉及具备啮合式的卡合机构的动力传递装置。

背景技术

以往，已知有具备多个离合器机构并能够通过切换该离合器机构的卡合状态而设定多个行驶模式的动力传递装置。专利文献1记载了搭载有这种动力传递装置的混合动力驱动装置。该混合动力驱动装置具备：发动机、第一电机、第二电机的驱动力源；及由多个行星齿轮机构构成的差动机构(动力分配机构)。该差动机构构成为将连结有发动机和第一电机的第一行星齿轮机构的输出元件(齿圈)连结于第二行星齿轮机构的反作用力元件(太阳齿轮)，并构成为在第二行星齿轮机构的输出元件(齿圈)上连结输出齿轮等输出构件。而且，所述差动机构具备：将所述第二行星齿轮机构的输入元件选择性地连结于发动机或第一行星齿轮机构中的输入元件的第一离合器机构；以将第二行星齿轮机构的整体一体化的方式选择性地进行卡合的第二离合器机构。这些离合器机构由卡爪离合器等啮合式卡合机构构成，在该混合动力驱动装置中，通过在将第一离合器机构和第二离合器机构中的任一离合器机构卡合的状态下使第一电机的转速变化而能够使发动机转速变化，因此能够通过第一电机使发动机转速与输出构件的转速之比即变速比连续变化，作为无级变速器发挥功能。并且，在该专利文献1记载的混合动力驱动装置中，在上述的无级变速状态下，在将第一离合器机构卡合的情况下设定HV-Lo模式，在将第二离合器机构卡合的情况下设定与HV-Lo模式相比向输出侧传递的发动机转矩的比例小的HV-Hi模式。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2019-089413号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

在上述专利文献1记载的混合动力驱动装置中，通过切换第一离合器机构和第二离合器机构的卡合状态而能够设定多个行驶模式。上述第一离合器机构及第二离合器机构由啮合式的卡合机构构成，特别是第二离合器机构中，外齿(卡爪齿)与第二行星齿轮机构中的齿圈啮合并连结，内齿(花键齿)与轮架啮合并连结。另一方面，第二行星齿轮机构的齿圈构成为与安装于副轴的从动齿轮啮合。该动力传递装置中的各齿轮通常由齿向相对于轴倾斜的斜齿轮构成，因此，在齿圈与从动齿轮啮合时，在使齿圈与从动齿轮相互分离的方向上产生啮合反作用力(分离力)。而且，当这样产生啮合反作用力时，齿圈相对于轮架轴偏心(偏芯)，卡爪离合器中的啮合负载变化。即，第二离合器机构中的啮合长度、啮合中心偏离。并且，在这样的状态下，当齿圈及轮架旋转时，第二离合器机构的啮合偏离的状态连续，进而可能会意外地发生卡爪齿松脱等不良情况。

本发明着眼于上述的技术课题而作出，其目的在于提供一种能够通过简单的结构抑制卡爪齿松脱等不良情况的发生的动力传递装置。

【用于解决课题的方案】

为了实现上述的目的，本发明提供一种动力传递装置，所述动力传递装置具备第一旋转体、第二旋转体、以及第三旋转体，且具备将所述第一旋转体与所述第二旋转体选择性地连结的第一啮合式卡合机构，其特征在于，所述第一旋转体形成为圆筒状，所述第二旋转体形成为配置在所述第一旋转体的同心圆上且比所述第一旋转体大径的圆筒状，所述第三旋转体形成为配置在所述第一旋转体的同心圆上且比所述第一旋转体小径的圆筒状，所述第一旋转体在外周面形成有与所述第二旋转体啮合的第一啮合齿并在内周面形成有与第三旋转体啮合的第二啮合齿，所述第二旋转体在内周面形成有与所述第一啮合齿啮合的第三啮合齿，所述第三旋转体在外周面形成有与所述第二啮合齿啮合的第四啮合齿，所述第一旋转体和所述第二旋转体构成为通过使所述第二旋转体沿旋转轴线的方向移动来切换所述第一啮合式卡合机构的卡合状态与释放状态，所述第一啮合齿与所述第三啮合齿的啮合中心和所述第二啮合齿与所述第四啮合齿的啮合中心构成为，所述第一啮合齿与所述第三啮合齿的啮合中心相比于所述第二啮合齿与所述第四啮合齿的啮合中心位于所述释放侧。

另外，在本发明中，可以是，所述第二旋转体在外周面处能够传递转矩地连结于在与所述第二旋转体的轴不同的轴上配置的第四旋转体。

另外，在本发明中，可以是，所述第二旋转体由嵌合于其与所述动力传递装置的壳体之间的轴承保持为能够旋转。

另外，在本发明中，可以是，在所述第一旋转体的一方端部的外周面具备在所述第一旋转体的旋转轴线的方向上被一体化的按压部，通过将所述按压部沿所述旋转轴线的方向按压而使所述第一啮合齿与所述第三啮合齿啮合。

另外，在本发明中，可以是，所述第一旋转体与所述第三旋转体构成为始终啮合而一体旋转。

另外，在本发明中，可以是，所述动力传递装置具有发动机、第一电机、第二电机这三个驱动力源，所述动力传递装置还具备：通过连结所述发动机的第一旋转元件、连结所述第一电机的第二旋转元件、以及向驱动轮输出转矩的第三旋转元件而进行差动作用的第一差动机构；及通过连结所述第二电机的第四旋转元件、与所述第三旋转元件连结的第五旋转元件、以及第六旋转元件而进行差动作用的第二差动机构，所述第二旋转体构成为与所述第四旋转元件一体旋转，所述第三旋转体构成为与所述第六旋转元件一体旋转，所述第一啮合式卡合机构是将所述第四旋转元件与所述第六旋转元件这两个旋转元件连结或解除该连结的卡合机构。

并且，在本发明中，可以是，所述动力传递装置还具备输入构件、将从所述输入构件传递的转矩输出的输出构件、以及将所述第六旋转元件与所述第一旋转元件连结或解除该连结的第二啮合式卡合机构，通过将所述第一啮合式卡合机构卡合而设定能够使所述输入构件与所述输出构件的转速比即变速比连续变化的第一无级变速模式，通过将所述第二啮合式卡合机构卡合而设定能够使所述输入构件与所述输出构件的转速比即变速比连续变化且与所述第一无级变速模式不同的第二无级变速模式。

【发明效果】

根据本发明的动力传递装置，第一旋转体的外周面与第二旋转体啮合的啮合中心和第一旋转体的内周面与第三旋转体啮合的啮合中心的位置关系构成为，第一旋转体的外周面与第二旋转体啮合的啮合中心相比于第一旋转体的内周面与第三旋转体啮合的啮合中心位于卡合机构的释放侧。即，在第一旋转体的外齿与内齿的关系中，构成为外齿相比于内齿位于释放侧。而且，在第一旋转体的外周面处啮合的第二旋转体在该第二旋转体的外周面处能够进行转矩传递地连结于不同轴的第四旋转体。在该情况下，即使在上述那样的规定的旋转体相对于旋转轴发生偏心(或偏芯)的情况下，由于第一旋转体的外齿和内齿设为考虑了该偏心的规定的位置关系，因此也会在避免啮合松脱的方向上，换言之在啮合式卡合机构的卡合侧作用有力矩。因此，在转矩的传递中能够抑制或避免卡爪松脱的发生。

另外，根据本发明，通过上述那样的确定外齿与内齿的位置关系等的简单结构就能够抑制卡爪松脱，因此能够避免或抑制例如设置抑制卡爪松脱的新机构的情况。其结果是，与设置这样的新机构的情况相比，能够避免或抑制成本增大的情况或搭载性下降等不良情况的发生。

附图说明

图1是用于说明驱动装置的一例的概要原理图。

图2是将各行驶模式下的离合器机构、制动机构的卡合及释放的状态、电机的运转状态、发动机的驱动的有无一并表示的图表。

图3是用于说明HV-Hi模式下的动作状态的共线图。

图4是用于说明HV-Lo模式下的动作状态的共线图。

图5是用于说明直接连结模式下的动作状态的共线图。

图6是用于说明EV-Lo模式下的动作状态的共线图。

图7是用于说明EV-Hi模式下的动作状态的共线图。

图8是用于说明单模式下的动作状态的共线图。

图9是用于说明第一离合器机构及第二离合器机构的结构的剖视图。

图10是用于说明作用于第二离合器机构的载荷的图。

【附图标记说明】

1 动力传递装置

2 发动机(ENG)

3 第一电机

4 第二电机

5 驱动轮

6 动力分配机构

7 分配部

8 变速部

14 输入轴

19 输出齿轮

21 从动齿轮

32、37、42、43、45、52 花键齿

35 第一圆筒部

36、46、49、53 卡爪齿

38 第二轮架板

41 第二圆筒部

44 第一可动构件

47 第一凸缘部

48 第三圆筒部

50 球轴承

51 第二可动构件

54 第二凸缘部

CL1 第一离合器机构CL1

CL2 第二离合器机构CL2

具体实施方式

首先，说明在本发明的实施方式中设为对象的动力传递装置1的一例。图1示出搭载于车辆Ve的动力传递装置1的一例，在此所示的例子是作为混合动力驱动装置而构成的例子。因此，该动力传递装置1具有内燃机即发动机(ENG)2和具有发电功能的两个电机3、4作为驱动力源。需要说明的是，将这两个电机3、4中的一方的电机记为第一电机(MG1)3，将另一方的电机记为第二电机(MG2)4。上述电机3、4作为一例是具有发电功能的电机(电动发电机)，采用永磁式的同步电机。而且，第一电机3构成为控制发动机2的转速，并通过由第一电机3发电的电力来驱动第二电机4，将该第二电机4输出的转矩加入到行驶用的驱动力中。

动力传递装置1构成为，将发动机2输出的动力伴有电力转换或者不伴有电力转换地向驱动轮5传递，而且通过各电机3、4中的任一个对驱动轮5进行驱动。在图1所示的例子中，动力传递装置1具备动力分配机构6，该动力分配机构6包括：主要发挥将发动机2输出的转矩分配给第一电机(MG1)3侧和输出侧的功能的分配部7；以及主要发挥变更基于该分配部7的转矩分配率的功能的变速部8。

分配部7只要是通过三个旋转元件进行差动作用的结构即可，可以采用行星齿轮机构。在图1所示的例子中，由单小齿轮型的行星齿轮机构(第一差动机构)构成。图1所示的分配部7具有太阳齿轮9、相对于太阳齿轮9而配置在同心圆上的作为内齿齿轮的齿圈10、配置在上述太阳齿轮9与齿圈10之间而与太阳齿轮9和齿圈10啮合的小齿轮11、以及将小齿轮11保持为能够自转及公转的轮架12。需要说明的是，轮架12相当于本发明的实施方式中的“第一旋转元件”，太阳齿轮9相当于本发明的实施方式中的“第二旋转元件”，齿圈10相当于本发明的实施方式中的“第三旋转元件”。

发动机2输出的动力向所述轮架12输入。具体而言，在发动机2的输出轴13上连结相当于本发明的实施方式中的“输入构件”的输入轴14，该输入轴14与动力分配机构6中的轮架12连结。需要说明的是，可以取代将轮架12与输入轴14直接连结的结构而经由齿轮机构等传动机构(未图示)将轮架12与输入轴14连结。而且，可以在该输出轴13与输入轴14之间配置减振机构、变矩器等机构(未图示)。

在太阳齿轮9上连结第一电机3。在图1所示的例子中，分配部7及第一电机3配置在与发动机2的旋转中心轴线相同的轴线上，第一电机3隔着分配部7而配置在发动机2的相反侧。此外，变速部8在该分配部7与发动机2之间，在与上述分配部7及发动机2相同的轴线上，沿该轴线的方向排列配置。

变速部8由单小齿轮型的行星齿轮机构构成。即，与上述分配部7同样地，变速部8具有太阳齿轮15、相对于太阳齿轮15而配置在同心圆上的作为内齿齿轮的齿圈16、配置在上述太阳齿轮15与齿圈16之间而与上述太阳齿轮15及齿圈16啮合的小齿轮17、以及将小齿轮17保持为能够自转及公转的轮架18。因此，变速部8成为通过太阳齿轮15、齿圈16及轮架18这三个旋转元件进行差动作用的差动机构(第二差动机构)。在该变速部8中的太阳齿轮15上连结有分配部7中的齿圈10。而且，在变速部8中的齿圈16上连结有相当于本发明的实施方式中的“输出构件”的输出齿轮19。需要说明的是，上述齿圈16相当于本发明的实施方式中的“第四旋转元件”，太阳齿轮15相当于本发明的实施方式中的“第五旋转元件”，轮架18相当于本发明的实施方式中的“第六旋转元件”。

以上述分配部7和变速部8构成复合行星齿轮机构的方式设置第一离合器机构CL1。第一离合器机构CL1构成为将变速部8中的轮架18选择性地连结于分配部7中的轮架12及输入轴14。具体而言，第一离合器机构CL1具有通过相互卡合而传递转矩，而且通过相互释放而隔断转矩的旋转构件12a、12b。一方的旋转构件12a与输入轴14连结，另一方的旋转构件12b与轮架18连结。该第一离合器机构CL1可以是以往已知的湿式多板离合器等摩擦式的离合器机构或卡爪离合器等啮合式的离合器机构，在本发明的实施方式中，采用啮合式的离合器机构。形成下述复合行星齿轮机构：通过使该第一离合器机构CL1卡合而连结分配部7中的轮架12与变速部8中的轮架18而使它们成为输入元件，而且分配部7中的太阳齿轮9成为反作用力元件，进而变速部8中的齿圈16成为输出元件。即，以输入轴14、第一电机3的输出轴3a、后述的从动齿轮21能够差动旋转的方式构成复合行星齿轮机构。

此外，设有用于使变速部8的整体一体化的第二离合器机构CL2。该第二离合器机构CL2是将变速部8中的轮架18与齿圈16或太阳齿轮15、或者将太阳齿轮15与齿圈16连结等用于连结至少任两个旋转元件的结构，能够通过摩擦式或啮合式的离合器机构构成，在本发明的实施方式中，采用啮合式离合器机构。在图1所示的例子中，第二离合器机构CL2构成为将变速部8中的轮架18与齿圈16连结。具体而言，第二离合器机构CL2具有通过相互卡合而传递转矩，而且通过相互释放而隔断转矩的旋转构件18a、18b。一方的旋转构件18a连结于轮架18，另一方的旋转构件18b连结于齿圈16。需要说明的是，上述第二离合器机构CL2、第一离合器机构CL1相当于本发明的实施方式中的“第一啮合式卡合机构”或“第二啮合式卡合机构”。

与上述发动机2、分配部7或变速部8的旋转中心轴线平行地配置副轴20。与所述输出齿轮19啮合的从动齿轮21安装于该副轴20。而且，在副轴20安装有驱动齿轮22，该驱动齿轮22与作为终级减速器的差动齿轮单元23中的齿圈24啮合。此外，在第二电机4中的转子轴25上安装的驱动齿轮26与所述从动齿轮21啮合。因此，将第二电机4输出的动力或转矩在上述从动齿轮21的部分加入到从所述输出齿轮19输出的动力或转矩中。将这样合成的动力或转矩从差动齿轮单元23向左右的驱动轴27输出，将该动力或转矩向前轮5传递。

需要说明的是，在动力传递装置1设有在将第一电机3设为行驶用的驱动力源的情况下用于使发动机2的旋转停止的摩擦式或啮合式的制动机构(第三卡合机构)B1。即，制动机构B1设置在规定的固定部与输出轴13或输入轴14之间，通过卡合而将输出轴13或输入轴14固定，由此能够使分配部7中的轮架12、变速部8中的轮架18作为反作用力元件发挥功能，使分配部7中的太阳齿轮9作为输入元件发挥功能。需要说明的是，制动机构B1只要在第一电机3输出了驱动转矩的情况下能够产生反作用力转矩即可，并不局限于将输出轴13或输入轴14完全固定的结构，只要能够使要求的反作用力转矩作用于输出轴13或输入轴14即可。或者，可以将禁止输出轴13或输入轴14向与发动机2在其驱动时的旋转方向相反的方向旋转的单向离合器设置为制动机构B1。

在第一电机3上连结有具备逆变器、转换器等的第一电力控制装置28，在第二电机4上连结有具备逆变器、转换器等的第二电力控制装置29，上述各电力控制装置28、29与由锂离子电池、电容器、全固体电池等构成的蓄电装置30电连结。而且，上述第一电力控制装置28与第二电力控制装置29构成为能够相互供给电力。具体而言，在第一电机3伴随着输出反作用力转矩而作为发电机发挥功能的情况下，能够将由第一电机3发电的电力向第二电机4供给。

上述动力传递装置1能够设定从发动机2输出驱动转矩而行驶的HV行驶模式和不从发动机2输出驱动转矩而从第一电机3或第二电机4输出驱动转矩来行驶的EV行驶模式。此外，HV行驶模式能够设定HV-Lo模式、HV-Hi模式以及直接连结模式(固定级模式)，在HV-Lo模式中，在使第一电机3以低转速旋转的情况下(包括“0”旋转)，发动机2(或输入轴14)的转速成为比变速部8的齿圈16的转速高的高转速，在HV-Hi模式中，发动机2(或输入轴14)的转速成为比变速部8的齿圈16的转速低的低转速，在直接连结模式(固定级模式)中，变速部8的齿圈16的转速与发动机2(或输入轴14)的转速相同。需要说明的是，在HV-Lo模式和HV-Hi模式下，HV-Lo模式的转矩的放大率较大。

此外，EV行驶模式能够设定从第一电机3及第二电机4输出驱动转矩的双模式和不从第一电机3输出驱动转矩而仅从第二电机4输出驱动转矩的单模式(切离模式)。此外，双模式能够设定从第一电机3输出的转矩的放大率比较大的EV-Lo模式和从第一电机3输出的转矩的放大率比EV-Lo模式小的EV-Hi模式。需要说明的是，在单模式下，可以在将第一离合器机构CL1卡合的状态下仅从第二电机4输出驱动转矩而行驶，在将第二离合器机构CL2卡合的状态下仅从第二电机4输出驱动转矩而行驶，或者在将各离合器机构CL1、CL2释放的状态下仅从第二电机4输出驱动转矩而行驶。

上述各行驶模式通过控制第一离合器机构CL1、第二离合器机构CL2、制动机构B1及发动机2、各电机3、4来设定。图2将上述行驶模式、各行驶模式下的第一离合器机构CL1、第二离合器机构CL2、制动机构B1的卡合及释放的状态、第一电机3及第二电机4的运转状态、来自发动机2的驱动转矩的输出的有无的一例作为图表而示出。图中的“●”这一标记表示卡合的状态，“-”这一标记表示释放的状态，“G”这一标记是指主要作为发电机运转，“M”这一标记是指主要作为电机运转，空栏是指未作为电机及发电机发挥功能，或者第一电机3、第二电机4与驱动无关的状态，“ON”表示从发动机2输出驱动转矩的状态，“OFF”表示未从发动机2输出驱动转矩的状态。

图3至图8示出用于说明设定了各行驶模式时的动力分配机构6的各旋转元件的转速、及发动机2、各电机3、4的转矩的朝向的共线图。共线图是将表示动力分配机构6中的各旋转元件的直线空出齿轮比的间隔而相互平行地引出，将距与这些直线正交的基线的距离作为各个旋转元件的转速而示出的图，在表示各个旋转元件的直线中，通过箭头表示转矩的朝向，并通过箭头的长度表示其大小。

如图3所示，在HV-Hi模式下，从发动机2输出驱动转矩，将第二离合器机构CL2卡合，并从第一电机3输出反作用力转矩。而且，如图4所示，在HV-Lo模式下，从发动机2输出驱动转矩，将第一离合器机构CL1卡合，并从第一电机3输出反作用力转矩。对设定上述HV-Hi模式或HV-Lo模式时的第一电机3的转速进行控制，以使考虑了发动机2的燃料利用率、第一电机3的驱动效率等的作为动力传递装置1整体的效率(将消耗能量除以前轮的能量所得到的值)成为最好。上述第一电机3的转速可以无级地连续变化，基于该第一电机3的转速和车速来确定发动机转速。因此，动力分配机构6能够作为无级变速器发挥功能。

在如上所述通过从第一电机3输出反作用力转矩而使第一电机3作为发电机发挥功能的情况下，发动机2的动力的一部分由第一电机3转换成电能。并且，从发动机2的动力中除去由第一电机3转换成电能的动力部分后的动力向变速部8中的齿圈16传递。从该第一电机3输出的反作用力转矩根据从发动机2经由动力分配机构6向第一电机3侧传递的转矩的分配率来确定。从发动机2经由该动力分配机构6向第一电机3侧传递的转矩与向齿圈16侧传递的转矩之比，即动力分配机构6中的转矩的分配率在HV-Lo模式与HV-Hi模式下不同。

具体而言，在将向第一电机3侧传递的转矩设为“1”的情况下，在HV-Lo模式下，向齿圈16侧传递的转矩的比例即转矩分配率为“1/(ρ1×ρ2)”，在HV-Hi模式下，该转矩分配率为“1/ρ1”。即，从发动机2输出的转矩中的向齿圈16传递的转矩的比例在HV-Lo模式下为“1/(1-(ρ1×ρ2))”，在HV-Hi模式下为“1/(ρ1+1)”。在此，“ρ1”是分配部7的齿轮比(齿圈10的齿数与太阳齿轮9的齿数的比率)，“ρ2”是变速部8的齿轮比(齿圈16的齿数与太阳齿轮15的齿数的比率)。需要说明的是，ρ1及ρ2是比“1”小的值。因此，在设定HV-Lo模式的情况下，与设定HV-Hi模式的情况相比，向齿圈16传递的转矩的比例增大。

需要说明的是，在使发动机2的输出增大而使发动机2的转速增大的情况下，发动机2的输出中的与减去为了使发动机2的转速增大而所需的动力后的动力相当的转矩成为从发动机2输出的转矩。并且，由第一电机3发电的电力向第二电机4供给。在该情况下，根据需要将充电于蓄电装置30的电力也向第二电机4供给。

在直接连结模式下，通过将各离合器机构CL1、CL2卡合而如图5所示使动力分配机构6中的各旋转元件以同一转速旋转。即，发动机2的全部动力从动力分配机构6输出。换言之，不存在发动机2的动力的一部分由第一电机3或第二电机4转换成电能的情况。因此，不存在以转换成电能时产生的焦耳损耗等为主要原因的损失，因此能够提高动力的传递效率。

此外，如图6及图7所示，在EV-Lo模式和EV-Hi模式下，将制动机构B1卡合并从各电机3、4输出驱动转矩而行驶。具体而言，如图6所示，在EV-Lo模式下，将制动机构B1及第一离合器机构CL1卡合并从各电机3、4输出驱动转矩而行驶。即，通过制动机构B1，使对输出轴13或轮架12旋转的情况进行限制用的反作用力转矩发挥作用。该情况下的第一电机3的旋转方向为正方向，且输出转矩的朝向为使其转速增大的方向。而且，如图7所示，在EV-Hi模式下，将制动机构B1及第二离合器机构CL2卡合，并从各电机3、4输出驱动转矩而行驶。即，通过制动机构B1，使对输出轴13或轮架12旋转的情况进行限制用的反作用力转矩发挥作用。该情况下的第一电机3的旋转方向为发动机2的旋转方向(正方向)的相反方向(负方向)，且输出转矩的朝向为使其转速增大的方向。

另外，EV-Lo模式与EV-Hi模式相比，变速部8的齿圈16的转速与第一电机3的转速的转速比增大。即，在以同一车速行驶的情况下，设定EV-Lo模式时与设定EV-Hi模式时相比第一电机3的转速成为高转速。即，EV-Lo模式与EV-Hi模式相比，减速比大。因此，通过设定EV-Lo模式而能够得到大的驱动力。需要说明的是，上述齿圈16的转速是输出构件(或输出侧)的转速，在图1的齿轮传动系中，为了简便起见，从齿圈16至驱动轮的各构件的齿轮比设为1。并且，在单模式下，如图8所示，仅从第二电机4输出驱动转矩并将各离合器机构CL1、CL2释放，由此动力分配机构6的各旋转元件成为停止的状态。因此，能够减少发动机2或第一电机3的连带旋转造成的动力损失。需要说明的是，在上述各行驶模式下，将第二离合器机构CL2卡合而设定的行驶模式相当于本发明的实施方式中的“第一无级变速模式”，将第一离合器机构CL1卡合而设定的行驶模式相当于本发明的实施方式中的“第二无级变速模式”。

本发明的实施方式中的动力传递装置1如上所述搭载有第一离合器机构CL1和第二离合器机构CL2这多个啮合式卡合机构，从而抑制该离合器机构中的卡爪齿意外地释放的情况，特别是抑制第二离合器机构CL2中的卡爪松脱的发生。图9示出用于详细说明其结构的剖视图。

图9是其剖视图，在该图9所示的例子中，在输入轴14上连结有被卡合构件31。该被卡合构件31包括：在内周面形成有花键齿32的圆筒状的第一轮毂33、与第一轮毂33的一方的端部(发动机2侧的端部)连结的环状的连结部34、以及与连结部34中的发动机2侧的侧面的外周部一体化的第一圆筒部35。在该第一圆筒部35的外周面中的旋转轴线L的方向(以下，简记为轴线方向)上的连结部34侧的部分形成有沿第一圆筒部35的轴线方向具有规定的长度的卡爪齿36。

并且，在输入轴14的外周面形成有花键齿37，该花键齿37与形成于第一轮毂33的花键齿32啮合。因此，被卡合构件31与输入轴14一体旋转。需要说明的是，在图9所示的例子中，为了进行第一轮毂33的定位而在输入轴14形成阶梯，以第一轮毂33的端部与该阶梯抵接的方式向输入轴14组装第一轮毂33。在该情况下，为了避免被卡合构件31沿输入轴14的轴线方向移动，可以设置进行第一轮毂33中的发动机2侧的端部的定位的螺母等。

另外，变速部8中的轮架18具备与保持小齿轮17的小齿轮轴(未图示)的分配部7侧的端部连结的环状的第一轮架板(未图示)和与发动机2侧的端部连结的环状的第二轮架板38。在该第二轮架板38中的朝向发动机2的相反侧的侧面的内周部一体形成有圆筒状的第二轮毂39，该第二轮毂39经由套筒40与第一轮毂33嵌合。而且，在第二轮架板38中的朝向发动机2侧的侧面的外周部，更具体而言，在半径方向上比第一圆筒部35的外径靠外侧的位置一体形成有比第一圆筒部35向发动机2侧延伸出的第二圆筒部41，在第二圆筒部41的内周面及外周面形成有花键齿42、43。即，第二圆筒部41配置在第一圆筒部35的同心圆上，且与第一圆筒部35相比形成为大径。

并且，向第一圆筒部35与第二圆筒部41之间插入圆筒状的第一可动构件44。具体而言，在第一可动构件44的外周面形成有花键齿45，该花键齿45与在第二圆筒部41的内周面形成的花键齿42啮合。即，第一可动构件44与第二轮架板38以始终一体旋转的方式连结。此外，以在第一可动构件44向第二轮架板38侧移动时与形成于第一圆筒部35的卡爪齿36啮合的方式，在第一可动构件44的内周面形成沿轴线方向具有规定的长度的卡爪齿46。需要说明的是，在第一圆筒部35形成的卡爪齿36与在第一可动构件44形成的卡爪齿46的长度可以相同，该长度基于设计上确定的最大传递转矩和作用于啮合面的应力的容许值来确定，以使各卡爪齿36、46啮合而传递转矩时作用于啮合面的应力为容许值以下。而且，在卡爪齿36中的卡爪齿46侧的端部及卡爪齿46中的卡爪齿36侧的端部形成倒棱，使得即使在各卡爪齿36、46的旋转方向的相位一致的情况下也能够使各卡爪齿36、46啮合。

此外，在第一可动构件44中的发动机2侧的端部一体化有第一凸缘部47。该第一凸缘部47用于向第一可动构件44传递轴线方向的载荷。因此，可以在第一可动构件44中的发动机2侧的外周面设置环状的狭缝，使第一凸缘部47能够相对旋转地卡止于该狭缝。而且，在第一可动构件44设有环状的狭缝的情况下，按压第一可动构件44的构件可以不像第一凸缘部47那样形成为环状。具体而言，例如，可以构成为朝向半径方向形成的杆等构件卡止于狭缝，以便与第一可动构件44在轴线方向上一体地移动。即，第一凸缘部47只要在第一可动构件44的轴线方向上一体化即可。需要说明的是，在第一凸缘部47连结有经由该第一凸缘部47向第一可动构件44传递载荷的换挡拔叉以及致动器(均未图示)。即，如果通过致动器将换挡拔叉向图9的左方向拉近，则该载荷经由第一凸缘部47向第一可动构件44传递，其结果是，形成于第一圆筒部35的卡爪齿36与形成于第一可动构件44的卡爪齿46啮合。而且，如果通过致动器按压换挡拔叉，则该载荷经由第一凸缘部47向第一可动构件44传递，其结果是，形成于第一圆筒部35的卡爪齿36与形成于第一可动构件44的卡爪齿46的啮合被解除。即，第一离合器机构CL1包括致动器、换挡拔叉、第一凸缘部47及第一可动构件44而构成。

另外，在变速部8的齿圈16一体化有向发动机2侧延伸出的第三圆筒部48。该第三圆筒部48的内径形成得比第二轮架板38的外径大，以包围第二轮架板38的方式配置。更具体而言，第三圆筒部48配置在第二圆筒部41的同心圆上，并且与第二圆筒部41相比形成为大径。此外，第三圆筒部48的发动机2侧的端部成为到与第二圆筒部41的端部相比远离发动机2的位置为止的长度。而且，在第三圆筒部48的内表面中，形成有沿第三圆筒部48的轴线方向具有规定的长度的卡爪齿49。需要说明的是，向动力传递装置1中的壳体C的端部(发动机侧)的内周面插入球轴承50，该球轴承50的内滚道与第三圆筒部48嵌合而被保持。即，第二离合器机构CL2通过在后述的第二可动构件的内周面进行花键嵌合，在外周面啮合卡爪齿，进而利用球轴承50保持在外周面啮合的第三圆筒构件48，从而分别承受啮合反作用力以及径向载荷，与第三圆筒部48一体旋转的齿圈16相对于旋转轴线偏心。

并且，向第二圆筒部41与第三圆筒部48之间插入圆筒状的第二可动构件51。具体而言，在第二可动构件51的内周面形成花键齿52，该花键齿52与在第二圆筒部41的外周面形成的花键齿43啮合。即，第二可动构件51与第二轮架板38连结成始终一体旋转。此外，在第二可动构件51的外周面形成沿轴线方向具有规定的长度的卡爪齿53，以便在第二可动构件51向第二轮架板38侧移动时与形成于第三圆筒部48的卡爪齿49啮合。需要说明的是，形成于第三圆筒部48的卡爪齿49和形成于第二可动构件51的卡爪齿53的长度可以相同，该长度基于在设计上确定的最大传递转矩和作用于啮合面的应力的容许值来确定，使得在各卡爪齿49、53啮合而传递转矩时作用于啮合面的应力成为容许值以下。而且，在卡爪齿49中的卡爪齿53侧的端部及卡爪齿53中的卡爪齿49侧的端部形成倒棱，以便即使在各卡爪齿49、53的旋转方向的相位一致的情况下也能够使各卡爪齿49、53啮合。

需要说明的是，上述第二可动构件51相当于本发明的实施方式中的“第一旋转体”，上述第三圆筒部48相当于本发明的实施方式中的“第二旋转体”，上述第二圆筒部41相当于本发明的实施方式中的“第三旋转体”，啮合于与第三圆筒部48一体化的齿圈16(以及与齿圈16连结的输出齿轮19)的从动齿轮21相当于本发明的实施方式中的“第四旋转体”。而且，上述卡爪齿53相当于本发明的实施方式中的“第一啮合齿”，与该卡爪齿53啮合的卡爪齿49相当于本发明的实施方式中的“第三啮合齿”。并且，上述花键齿52相当于本发明的实施方式中的“第二啮合齿”，与该花键齿52啮合的形成于第二圆筒部41的外周面的花键齿43相当于本发明的实施方式中的“第四啮合齿”。

此外，在第二可动构件51中的发动机2侧的端部一体化有第二凸缘部54。该第二凸缘部54用于向第二可动构件51传递轴线方向的载荷。因此，可以在第二可动构件51中的发动机2侧的外周面设置环状的狭缝，使第二凸缘部54能够相对旋转地卡止于该狭缝。而且，在第二可动构件51设有环状的狭缝的情况下，按压第二可动构件51的构件可以不像第二凸缘部54那样形成为环状。具体而言，例如，可以构成为朝向半径方向形成的杆等构件卡止于狭缝，以便与第二可动构件51在轴线方向上一体地移动。即，第二凸缘部54只要在第二可动构件51的轴线方向上一体化即可。该第二凸缘部54相当于本发明的实施方式中的“按压部”。

需要说明的是，在第二凸缘部54连结有经由该第二凸缘部54向第二可动构件51传递载荷的换挡拔叉以及致动器(均未图示)。即，如果通过致动器将换挡拔叉向图9的左方向拉近，则其载荷经由第二凸缘部54向第二可动构件51传递，其结果是，形成于第三圆筒部48的卡爪齿49与形成于第二可动构件51的卡爪齿53啮合。而且，如果通过致动器按压换挡拔叉，则其载荷经由第二凸缘部54向第二可动构件51传递，其结果是，形成于第三圆筒部48的卡爪齿49与形成于第二可动构件51的卡爪齿53的啮合被解除。即，第二离合器机构CL2包括致动器、换挡拔叉、第二凸缘部54及第二可动构件51而构成。

在此，说明第二离合器机构CL2的啮合。如上所述，在第二离合器机构CL2中，作为外齿形成于第三圆筒部48的内周面的卡爪齿49与在第二可动构件51的外周面形成的卡爪齿53啮合，而且作为内齿形成于第二可动构件51的内周面的花键齿52与在第二圆筒部41的外周面形成的花键齿43啮合。另一方面，该动力传递装置1中的各齿轮通常由齿向相对于轴倾斜的斜齿轮构成，因此，如果连结于齿圈16的输出齿轮19与从动齿轮21啮合，则在使输出齿轮19与从动齿轮21相互分离的方向上产生啮合反作用力。而且，当这样产生啮合反作用力时，齿圈16相对于轮架18的轴偏心或偏芯，将该齿圈16与轮架18选择性地连结的第二离合器机构CL2中的啮合负载变化。即，第二离合器机构CL2中的卡爪齿的啮合长度、啮合中心偏离，如果这样的状态持续，则卡爪齿有时会意外地松脱。因此，在本发明的实施方式中，构成为抑制这样的卡爪松脱的发生。

图10示出第二离合器机构CL2中的外齿与内齿的相对位置关系，具体而言，示意性地示出在第三圆筒部48的内周面形成的卡爪齿49与在第二可动构件51的外周面形成的卡爪齿53的啮合位置和在第二可动构件51的内周面形成的花键齿52与在第二圆筒部41的外周面形成的花键齿43的啮合位置的关系。从该图10可知，作用有外齿载荷的形成于第三圆筒部48的卡爪齿49与形成于第二可动构件51的卡爪齿53的啮合中心在比作用有内齿载荷的形成于第二可动构件51的花键齿52与形成于第二圆筒部41的花键齿43的啮合中心靠释放侧(纸面右侧)的位置进行啮合。需要说明的是，如图9所示，在卡爪齿49和卡爪齿53中，啮合中心是指分别在轴线方向上具有规定的长度的齿彼此啮合的部分的长度L1中的中心部分。同样地，在花键齿52和花键齿43中，啮合中心是指分别在轴线方向上具有规定的长度的齿彼此啮合的部分的长度L2中的中心部分。换言之，在图10所示的外齿载荷最发挥作用的卡爪齿49、53彼此的啮合点(啮合中心)P1和内齿载荷最发挥作用的花键齿52、43彼此的啮合点(啮合中心)P2中，卡爪齿49、53彼此的啮合点P1比花键齿52、43彼此的啮合点P2靠释放侧。即，啮合点P1相对于啮合点P2位于发动机2侧。

需要说明的是，该啮合位置的关系配置成，在产生上述啮合反作用力的情况下，在齿圈16相对于轮架18的轴偏心而倾斜时，在第二离合器机构CL2进行啮合的卡合侧作用有力矩。换言之，在外齿的啮合中心点P1比内齿的啮合中心点P2位于卡合侧(纸面左侧)的情况下，在产生上述偏心或偏芯时，在第二离合器机构CL2中的啮合松脱的释放侧作用有力矩。因此，在本发明的实施方式中，成为用于避免或抑制这样的啮合松脱的啮合位置。而且，这样的啮合的位置关系根据斜齿轮的结构和由于作用于各齿轮的载荷的关系而在规定的方向产生倾斜或偏心的情况来决定，以及通过本申请人的发明者利用实验或评价来验证。

因此，在本发明的实施方式中，在第三圆筒部48的内周面形成的卡爪齿49与在第二可动构件51的外周面形成的卡爪齿53的啮合位置P1和在第二可动构件51的内周面形成的花键齿52与在第二圆筒部41的外周面形成的花键齿43的啮合位置P2的关系中，作为外齿的卡爪齿49、53的啮合位置P1比作为内齿的花键齿52、43的啮合位置P2靠第二离合器机构CL2的释放侧，换言之，在发动机2侧啮合，由此能够避免或抑制第二离合器机构CL2的啮合松脱的情况。即，通过设为这样的啮合的位置关系，上述偏芯或偏心时的力矩(即啮合负载)作用于卡合侧，因此能够避免或抑制卡爪松脱的发生。即，在本发明的实施方式中，利用相对于旋转轴线而产生偏芯的方向，即齿圈16向规定的方向倾斜，与之一体化的第三圆筒部48同样地向规定的方向倾斜的情况，来确定啮合中心位置，由此防止卡爪松脱。因此，确定能够防止这样的卡爪松脱的位置关系而形成各齿，由此能够在转矩的传递中抑制第二离合器机构CL2的卡爪齿49与卡爪齿53的啮合的松脱。

另外，在本发明的实施方式中，通过确定第二离合器机构CL2中的卡爪齿49、53的啮合位置和花键齿52、43的啮合位置等的简单的结构，能够避免卡爪松脱，因此，与例如为了防止这样的卡爪松脱而设置另外的机构(例如致动器)的情况相比，能够避免成本的增大。需要说明的是，在对于卡爪松脱的负载大的情况下，除了确定上述卡爪齿49、53与花键齿52、43的相对位置的结构之外，还可以追加以往作为卡爪松脱对策而进行的在卡爪齿设置倒锥形的结构。在这样设有倒锥形的情况下，能够进一步防止卡爪松脱。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定为上述例子，在实现本发明的目的的范围内可以适当变更。在上述实施方式中，特别是未确定第二离合器机构CL2的旋转方向，但是其旋转方向没有特别限定。例如在图9所示的例子中，从释放侧观察下无论是顺时针还是逆时针，都能够适用本发明。即，无论是哪个旋转方向，在第二离合器机构CL2中的齿的啮合位置，只要外齿的啮合中心P1与内齿的啮合中心P2相比位于释放侧，力矩就作用于卡合侧，就能够避免或抑制卡爪松脱的发生。

Claims (7)

1.一种动力传递装置，所述动力传递装置具备第一旋转体、第二旋转体、以及第三旋转体，且具备将所述第一旋转体与所述第二旋转体选择性地连结的第一啮合式卡合机构，其特征在于，

所述第一旋转体形成为圆筒状，

所述第二旋转体形成为配置在所述第一旋转体的同心圆上且比所述第一旋转体大径的圆筒状，

所述第三旋转体形成为配置在所述第一旋转体的同心圆上且比所述第一旋转体小径的圆筒状，

所述第一旋转体在外周面形成有与所述第二旋转体啮合的第一啮合齿并在内周面形成有与第三旋转体啮合的第二啮合齿，

所述第二旋转体在内周面形成有与所述第一啮合齿啮合的第三啮合齿，

所述第三旋转体在外周面形成有与所述第二啮合齿啮合的第四啮合齿，

所述第一旋转体和所述第二旋转体构成为通过使所述第二旋转体沿旋转轴线的方向移动来切换所述第一啮合式卡合机构的卡合状态与释放状态，

所述第一啮合齿与所述第三啮合齿的啮合中心和所述第二啮合齿与所述第四啮合齿的啮合中心构成为，所述第一啮合齿与所述第三啮合齿的啮合中心相比于所述第二啮合齿与所述第四啮合齿的啮合中心位于所述释放侧。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

所述第二旋转体在外周面处能够传递转矩地连结于在与所述第二旋转体的轴不同的轴上配置的第四旋转体。

3.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，

所述第二旋转体由嵌合于其与所述动力传递装置的壳体之间的轴承保持为能够旋转。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，

在所述第一旋转体的一方端部的外周面具备在所述第一旋转体的旋转轴线的方向上被一体化的按压部，

通过将所述按压部沿所述旋转轴线的方向按压而使所述第一啮合齿与所述第三啮合齿啮合。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，

所述第一旋转体与所述第三旋转体构成为始终啮合而一体旋转。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，

所述动力传递装置具有发动机、第一电机、第二电机这三个驱动力源，

所述动力传递装置还具备：

通过连结所述发动机的第一旋转元件、连结所述第一电机的第二旋转元件、以及向驱动轮输出转矩的第三旋转元件而进行差动作用的第一差动机构；及

通过连结所述第二电机的第四旋转元件、与所述第三旋转元件连结的第五旋转元件、以及第六旋转元件而进行差动作用的第二差动机构，

所述第二旋转体构成为与所述第四旋转元件一体旋转，

所述第三旋转体构成为与所述第六旋转元件一体旋转，

所述第一啮合式卡合机构是将所述第四旋转元件与所述第六旋转元件这两个旋转元件连结或解除该连结的卡合机构。

7.根据权利要求6所述的动力传递装置，其特征在于，

所述动力传递装置还具备输入构件、将从所述输入构件传递的转矩输出的输出构件、以及将所述第六旋转元件与所述第一旋转元件连结或解除该连结的第二啮合式卡合机构，

通过将所述第一啮合式卡合机构卡合而设定能够使所述输入构件与所述输出构件的转速比即变速比连续变化的第一无级变速模式，

通过将所述第二啮合式卡合机构卡合而设定能够使所述输入构件与所述输出构件的转速比即变速比连续变化且与所述第一无级变速模式不同的第二无级变速模式。

Images