DE112010005512T5

DE112010005512T5 - Momentbegrenzer und Leistungsübertragungsgerät

Info

Publication number: DE112010005512T5
Application number: DE112010005512T
Authority: DE
Inventors: Kenji Odaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2013-02-07
Also published as: WO2011132270A1; US20130015031A1; JP5316704B2; JPWO2011132270A1; US8814708B2

Abstract

Ein Momentbegrenzer (10), der an einem Hybridfahrzeug (1) montiert ist, hat eine Abtriebsplatte (60), eine Eingangsplatte (63) mit einem ersten Bereich (66), der zu einer ersten Hauptoberfläche (61) der Abtriebsplatte (60) gerichtet ist, und einem zweiten Bereich (67), der zu einer zweiten Hauptoberfläche (62) der Abtriebsplatte (60) gerichtet ist, ein Reibelement (64), das an der ersten Hauptoberfläche (61) der Abtriebsplatte (60) bereitgestellt ist, und zwischen der ersten Hauptoberfläche (61) und dem ersten Bereich (66) angeordnet ist, und ein Vorspannelement (65), das mit der zweiten Hauptoberfläche (62) der Eingangsplatte (60) in Berührung ist, um die Abtriebsplatte (60) zu dem ersten Bereich (66) hin vorzuspannen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Momentbegrenzer und ein Leistungsübertragungsgerät und insbesondere einen Momentbegrenzer und ein Leistungsübertragungsgerät, die an einem Hybridfahrzeug montiert sind.
STAND DER TECHNIK
Bisher wurden bezüglich Momentbegrenzer verschiedene Vorschläge gemacht. Zum Beispiel hat das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2005-133859 beschriebene Momentschwankungsaufnehmungsgerät einen Dämpfungsmechanismus, der mit einer Eingangswelle eines Getriebekastens verbunden ist, eine Schwungscheibe, zu der von einer Antriebswelle eine Antriebskraft übertragen wird, eine erste Platte und eine zweite Platte, die zusammen mit der Schwungscheibe drehen, und eine Scheibenfeder. Der Dämpfungsmechanismus hat eine Scheibe, ein erstes an einer Seitenoberfläche der Scheibe bereitgestelltes Reibelement und ein zweites an der anderen Seitenoberfläche der Scheibe bereitgestelltes Reibelement. Die erste Platte ist mit dem ersten Reibelement in Anlage, und die zweite Platte berührt das zweite Reibelement. Die Scheibenfeder spannt die zweite Platte gegen das zweite Reibelement vor.
Das Momentschwankungsaufnahmegerät, das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2009-293652 beschrieben ist, hat auch Reibelemente, die an gegenüberliegenden Oberflächen eines abtriebsseitigen Plattenelements bereitgestellt sind, eine Druckplatte, die eines der Reibelemente berührt, und eine Scheibenfeder, um die Druckplatte gegen das Reibelement zu drücken.
ZITATIONSLISTE
PATENTLITERATUR

PTL 1: Japanische Patentoffenlegung Nr. 2005-133859
PTL 2: Japanische Patentoffenlegung Nr. 2009-293652

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In dem Momentschwankungsaufnahmegerät, das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2005-133859 offenbart ist, spannt die Scheibenfeder die zweite Platte gegen das Reibelement vor, wodurch die zweite Platte und das Reibelement miteinander in Berührung gebracht sind. Wenn ein Moment mit einem vorbestimmten Wert oder höher auf dieses Momentschwankungsaufnahmegerät angewendet wird, beginnen die zweite Platte und das zweite Reibelement sich relativ zueinander zu drehen.
Falls sich zwischen der ersten Platte und dem ersten Reibelement oder zwischen der zweiten Platte mit dem zweiten Reibelement Rost ausbildet, steigt die Adhäsionsstärke zwischen der ersten Platte und dem ersten Reibelement oder zwischen der zweiten Platte und dem zweiten Reibelement. Somit wird direkt zu dem Getriebekasten ein erhöhtes Moment übertragen, wenn ein Eingangsmoment mit einem vorbestimmten Wert oder höher auf das Momentschwankungsaufnahmegerät angewendet ist. Dies kann einen Verschleiß von Zahnflächen des Getriebekastens und eine schlechte Zahnberührung ergeben, und somit zu schlechten NV-(Geräusch und Schwingungs-)Charakteristiken führen.
In ähnlicher Weise kann in dem Momentschwankungsaufnahmegerät, das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2009-293652 beschrieben ist ein erhöhtes Moment direkt in den Getriebekasten eingegeben werden, falls die Druckplatte und das Reibelement sich aneinander anhaften. Die Eingabe eines solchen erhöhten Moments in den Getriebekasten kann einen Verschleiß der Zahnoberflächen des Getriebekastens und eine schlechte Zahnberührung verursachen, und somit zu schlechten NV-Charakateristiken führen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Betrachtung der voranstehend beschriebenen Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Momentbegrenzer und ein Leistungsübertragungsgerät bereitzustellen, in denen verhindert ist, dass eine Anhaftung aufgrund von Rost oder Ähnlichem auftritt.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein Momentbegrenzer gemäß der vorliegenden Erfindung ist an einem Hybridfahrzeug montiert und innerhalb eines Leistungsübertragungspfads bereitgestellt, durch den eine Bewegungsleistung von einer Antriebseinheit übertragen wird, um die Bewegungsleistung freizugeben, die übertragen wird, wenn eine übermäßige Bewegungsleistung auf den Leistungsübertragungspfad angewendet ist. Der Momentbegrenzer hat ein erstes sich drehendes Element mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche, die gegenüber der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist, ein zweites sich drehendes Element mit einem ersten Bereich, der der ersten Hauptoberfläche des ersten sich drehenden Elements gegenüberliegt und einem zweiten Bereich, der der zweiten Hauptoberfläche des zweiten sich drehenden Elements gegenüberliegt, ein Übertragungselement, das zwischen der ersten Hauptoberfläche und dem ersten Bereich bereitgestellt und in der Lage ist, die Bewegungsleistung von dem zweiten sich drehenden Element zu dem ersten sich drehenden Element zu übertragen, und ein Vorspannelement, das zwischen der zweiten Hauptoberfläche und dem zweiten Bereich bereitgestellt ist. Das Vorspannelement ist mit der zweiten Hauptoberfläche in Berührung, um das erste sich drehende Element zu dem ersten Bereich vorzuspannen, und dabei das Übertragungselement gegen den ersten Bereich zu drücken. Ein Berührungsbereich zwischen dem Vorspannelement und dem ersten sich drehenden Element ist kleiner als der zwischen dem Übertragungselement und dem ersten Bereich.
Bevorzugt ist in der zweiten Hauptoberfläche eine ringfömige Nut ausgebildet, und ein Ende des Vorspannelements, das zu der zweiten Hauptoberfläche gerichtet ist, dringt in die Nut ein. Bevorzugt hat das Vorspannelement einen Scheibenfederhauptkörper, der eine hohle, abgeschnittene konische Form aufweist und ein Berührungsstück, das an einem Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers bereitgestellt ist. Das Berührungsstück ist ausgebildet, stärker als der Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers zu dem ersten sich drehenden Element vorzuspringen. Bevorzugt hat der Momentbegrenzer außerdem ein ringförmiges Dichtelement, das an der zweiten Hauptoberfläche bereitgestellt ist. Das Vorspannelement weist eine ringförmige Form auf, ein Raum ist durch das Dichtelement, die zweite Hauptoberfläche und das Vorspannelement ausgebildet, und der Raum ist mit einem Schmiermittel gefüllt. Bevorzugt ist die Antriebseinheit eine Maschine. Bevorzugt sind das erste sich drehende Element und das zweite sich drehende Element aus einem Metall hergestellt. Ein Leistungsübertragungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung hat den voranstehend beschriebenen Momentbegrenzer.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Mit dem Momentbegrenzer und dem Leistungsübertragungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Adhäsion verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Konzeptansicht, die einen Leistungszug eines Hybridfahrzeugs 1 und ein Steuersystem dafür zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Momentbegrenzers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Momentbegrenzer als Vergleichsbeispiel zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Momentbegrenzers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist eine Draufsicht einer Abtriebsplatte.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Momentbegrenzers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
7 ist eine Draufsicht einer Abtriebsplatte.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Scheibenfeder zeigt, die in einem Momentbegrenzer gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist.
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Spitzenabschnitt der Scheibenfeder zeigt.
10 ist eine Prinzipansicht, die schematisch eine Struktur eines Hybridfahrzeugs 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
11 ist eine Querschnittsansicht, die eine mit einem Momentbegrenzer ausgestattete Schwungscheibe, einen Motorgenerator und eine Maschinenunterbrechungskupplung zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Momentbegrenzers als Vergleichsbeispiel in Zusammenhang mit dem Momentbegrenzer gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Momentbegrenzer und Leistungsübertragungsgeräte gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung von 1 bis 9 beschrieben. Ausführungsformen dieser Erfindung werden im Folgenden ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden identische oder entsprechende Teile durch identische Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine Konzeptansicht, die einen Leistungszug eines FF-(vorne eingebaute Maschine, Vorderradantrieb)Hybridfahrzeugs 1 und ein Steuersystem dafür gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 1 hat das Hybridfahrzeug 1 eine Maschine 2, ein Leistungsübertragungsgerät 9, ein Leistungsaufteilungsgerät (Untersetzungsgetriebe) 16, Motorgeneratoren 11 und 12, ein angetriebenes Zahnrad 32, ein Schlussantriebsritzel 33, ein Differenzialgehäuse 34, eine Antriebswelle 36 und ein Rad 3. Bewegungsleistung von einer Maschine (Antriebseinheit) 2 wird aufeinanderfolgend durch das Leistungsübertragungsgerät 9, das Leistungsaufteilungsgerät 16, das angetriebene Zahnrad 32, das Schlussantriebsritzel 33, das Differenzialgehäuse 34, der Antriebswelle 36 und Ähnliches zu dem Rad 3 übertragen. Das Leistungsübertragungsgerät 9, das Leistungsaufteilungsgerät (Untersetzungszahnrad) 16, Motorgeneratoren 11 und 12, das angetriebene Zahnrad 32, das Schlussantriebsritzel 33 und das Differenzialgehäuse 34 sind innerhalb eines Gehäuses 13 aufgenommen.
Eine Brennkraftmaschine, die insbesondere eine Benzinmaschine, eine Dieselmaschine, eine LPG-Maschine, eine Methanolmaschine, eine Wasserstoffmaschine oder Ähnliches ist, kann als Maschine 2 verwendet werden. Die Maschine 2 hat eine Kurbelwelle 7, die gedreht wird, wenn die Maschine 2 angetrieben wird.
Das Leistungsübertragungsgerät 9 ist innerhalb eines Leistungsübertragungspfads bereitgestellt, durch den eine Bewegungsleistung von der Maschine 2 übertragen wird, und insbesondere einem Leistungsübertragungspfad, der zwischen der Maschine 2 und dem Leistungsaufteilungsgerät 16 angeordnet ist. Das Leistungsübertragungsgerät 9 unterbricht ein Eingangsmoment (baut ein Eingangsmoment ab), das übertragen wird, wenn eine übermäßige Bewegungsleistung an dem Leistungsübertragungspfad angewendet wird. Das Leistungsübertragungsgerät 9 hat eine Schwungscheibe 8 und einen Momentbegrenzer 10, die mit der Schwungscheibe 8 verbunden sind. Die Schwungscheibe 8 ist an der Kurbelwelle 7 der Maschine 2 befestigt, und dreht sich, wenn sich die Kurbelwelle 7 dreht. Der Momentbegrenzer 10 ist so bereitgestellt, dass die Eingangswelle 4 des Leistungsaufteilungsgeräts 16 mit der Schwungscheibe 8 verbunden ist.
Der Momentbegrenzer 10 ist ein Unterbrechungsgerät, das ein Reibelement zum Unterbrechen einer Überlast auf dem Leistungsübertragungsgerät 16 aufweist, und schützt das Leistungsaufteilungsgerät 16 durch das Unterbrechen (Freigeben) eines übermäßig wirkenden Eingangsmoments.
Motorgeneratoren 11 und 12 sind außerhalb der Eingangswelle 4 bereitgestellt. Jeder der Motorgeneratoren 11 und 12 funktioniert sowohl als elektrischer Motor, der durch die Zufuhr von elektrischer Leistung angetrieben wird, und als elektrischer Motor zum Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie (regenerative Funktion).
Ein Leistungsspeichergerät (BAT) 56 zum Zuführen von elektrischer Leistung zu den Motorgeneratoren 11 und 12 ist ebenfalls bereitgestellt. Eine Batterie oder ein Kondensator können als Leistungsspeichergerät (56) bereitgestellt sein.
Der Motorgenerator 11 weist einen an dem Gehäuse 13 (nicht gezeigt) befestigten Stator 14 und einen drehbaren Rotor 15 auf.
Das Leistungsaufteilungsgerät 16 ist zwischen dem Motorgenerator 11 und dem Motorgenerator 12 außerhalb der Eingangswelle 4 bereitgestellt. Das Leistungsaufteilungsgerät 16 ist durch einen so genannten Planetengetriebemechanismus der Art mit einzelnen Planeten implementiert.
Das Leistungsaufteilungsgerät 16 hat ein Sonnenrad 17, ein Hohlrad 18, das konzentrisch mit dem Sonnenrad 17 angeordnet ist, und einen Träger 20, um ein Planetenrad 19 zu halten, das mit dem Sonnenrad 17 und dem Hohlrad 18 in Kämmeingriff ist. Das Sonnenrad 17 und der Rotor 15 sind derart verbunden, dass sie zusammen drehen, und der Träger 20 und die Eingangswelle 4 sind derart miteinander verbunden, dass sie zusammen drehen.
Das Hohlrad 18 ist an einem inneren Rand eines ringförmigen Elements 21 ausgebildet. Ein Zahnrad 22 und ein Parkzahnrad 23 sind an einem äußeren Rand eines ringförmigen Elements 21 ausgebildet, und ein Hohlrad 24, das unterschiedlich zu dem Hohlrad 18 ist, ist an dem inneren Rand des ringförmigen Elements 21 ausgebildet. Darüber hinaus ist eine Parkkugel 25, die mit dem Parkrad 23 in Eingriff bringbar und von dem Parkrad 23 abnehmbar ist, innerhalb des Gehäuses 13 bereitgestellt.
Außerdem ist ein Planetengetriebe 26 außerhalb der Eingangswelle 4 bereitgestellt. Das Planetengetriebe 26 weist ein Sonnenrad 27, ein Hohlrad 24 und einen Träger 29 zum Halten eines Planetenrads 28 auf, der mit dem Sonnenrad 27 und dem Hohlrad 24 in Kämmeingriff ist.
Der Motorgenerator 12 weist einen an dem Gehäuse 13 (nicht gezeigt) befestigten Stator 30 und einen drehbaren Rotor 31 auf. Das Sonnenrad 27 und der Rotor 31 sind derart miteinander verbunden, dass sie sich zusammen drehen. Die Maschine 2 und der Motorgenerator 12 sind parallel zueinander angeordnet, wobei das mit dem Rad 3 verbundene ringförmige Element 21 zwischen diesen angeordnet ist, wie voranstehend beschrieben wurde,.
Der Träger 29 ist an dem Gehäuse 13 befestigt. Insbesondere dient ein verbundener Abschnitt 39 zwischen dem Träger 29 und dem Gehäuse 13 als Arretierung für den Träger 29. Der verbundene Abschnitt 39 weist einen radial vorspringenden Abschnitt (nicht gezeigt) und einen ausgesparten Abschnitt (nicht gezeigt) auf, in dem der vorspringende Abschnitt angeordnet ist.
Die Eingangswelle 4 und eine Abtriebswelle 5 sind parallel zueinander angeordnet, und ein angetriebenes Zahnrad 32 und ein Schlussantriebsritzel 33 sind auf der Abtriebswelle 5 ausgebildet. Das Zahnrad 22 und das angetriebene Zahnrad 32 sind miteinander in Kämmeingriff.
Außerdem weist ein Differenzialgetriebe 6 ein Differenzialgehäuse 34 auf, das um eine Drehachse parallel zu der (nicht gezeigt) der Abtriebswelle 5 drehbar ist, ein Hohlrad 35, das an einem äußeren Rand des Differenzialgehäuses 34 ausgebildet ist, ein Ritzel (nicht gezeigt), das innerhalb des Differenzialgehäuses 34 gehalten ist, und ein Seitenzahnrad (nicht gezeigt), das in das Ritzel gepasst ist. Das Hohlrad 35 und das Schlussantriebsritzel 33 sind ineinander gepasst.
Das Seitenzahnrad ist mit einer Antriebswelle 36 verbunden, die im Gegenzug mit dem Rad 3 verbunden ist. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 37 zum Erfassen einer Drehzahl des Rads 3 ist nahe der Antriebswelle 36 bereitgestellt.
Das Steuersystem für das Hybridfahrzeug 1 wird als nächstes beschrieben. Zuerst ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50 bereitgestellt, und die elektronische Steuereinheit 50 ist durch einen Mikrocomputer implementiert, der hauptsächlich eine Betriebsverarbeitungseinheit (CPU oder MPU), Speichereinheiten (RAM und ROM) und Eingangs/Ausgangsschnittstellen hat. Die elektronische Steuereinheit 50 empfängt die Eingabe eines Signals von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 37, ein Signal von einem Lademengensensor für das Leistungsspeichergerät 56, ein Signal von einem Maschinendrehzahlsensor, ein Signal von einem Beschleunigungsanforderungssensor, ein Signal von einem Bremsanforderungssensor, ein Signal von einem Schaltpositionssensor usw. In 1 sind eine Fahrzeuggeschwindigkeit SP von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 37, eine Maschinendrehzahl NE von dem Maschinendrehzahlsensor und ein Ladezustandswert SOC von dem Lademengensensor für das Leistungsspeichergerät 56 als Beispiel der voranstehend beschriebenen Signale gezeigt.
Die elektronische Steuereinheit 50 gibt andererseits ein Signal zum Steuern der Maschine 2, ein Signal zum Steuern der Motorgeneratoren 11 und 12 usw. aus. In 1 sind ein Sollmomentwert Tr1 für den Motorgenerator 11, ein Sollmomentwert Tr2 für den Motorgenerator 12 und ein Sollmaschinendrehzahlwert Nref für die Maschine 2 als Beispiel für die voranstehend beschriebenen Signale gezeigt.
Eine Leistungssteuereinheit (PCU) 55, die einen Leistungswandler zum Wandeln einer von dem Leistungsspeichergerät 56 zugeführten elektrischen Gleichstromleistung in elektrische Leistung zum Antreiben der Motorgeneratoren 11 und 12 hat, dient zum Zuführen einer elektrischen Wechselstromleistung, mit der die Sollmomentwerte Tr1, Tr2 an den Motorgeneratoren 11 und 12 realisiert werden können.
In dem somit konFig.ierten Hybridfahrzeug 1 werden die Maschine 2, der Motorgenerator 11 und der Motorgenerator 12 ausgehend von den in die elektronische Steuereinheit 50 eingegebenen Signalen und in der elektronischen Steuereinheit 50 gespeicherten Daten gesteuert.
Wenn die Maschine 2 gestartet wird, wird zum Beispiel der Motorgenerator 11 als elektrischer Motor betätigt. Das Hohlrad 18 des Leistungsaufteilungsgeräts 16 dient dann als Reaktionselement, und ein Moment des Motorgenerators 11 wird durch den Träger 20 und eine Eingangswelle 4 zu der Maschine 2 übertragen, wodurch die Maschine 2 gekurbelt wird.
Auf diese Weise wird die Maschine 2 gekurbelt und eine Kraftstoffverbrennung findet statt, die eine unabhängige Drehung der Maschine 2 ermöglicht. Wenn die Maschine 2 sich unabhängig dreht, wird das Moment der Maschine 2 durch die Eingangswelle 4, den Träger 20 und das Hohlrad 18 zu dem Zahnrad 22 übertragen. Das Moment des Zahnrads 22 wird durch die Abtriebswelle 5 und das Differenzialzahnrad 6 zu dem Rad 3 übertragen, wodurch eine Antriebskraft erzeugt wird.
Darüber hinaus kann durch den Motorgenerator 11 mit der Ausgabe von der Maschine 2 eine elektrische Leistung erzeugt werden, und ein Leistungsspeichergerät 56 kann mit der erzeugten elektrischen Leistung geladen werden. Darüber hinaus kann der Motorgenerator 12 als ein elektrischer Motor angetrieben werden, und das Moment kann durch ein Sonnenrad 27, ein Hohlrad 24 und ein Zahnrad 22 zu dem Rad 3 übertragen werden. Wo das Moment des Motorgenerators 12 zu dem Hohlrad 24 übertragen wird, ist die Richtung der Drehung des Motorgenerators 12 zu der des Hohlrads 24 umgekehrt.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann das in 1 gezeigte Hybridfahrzeug 1 unter Verwendung von zumindest einem aus Maschine 2 und Motorgenerator 12 als Quelle der Antriebskraft und durch das Übertragen des Moments zu dem Rad 3 gefahren werden.
Während darüber hinaus das Hybridfahrzeug fährt, kann eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs 1 durch das Differenzialzahnrad 6, die Abtriebswelle 5, und das Zahnrad 22 zu dem Motorgenerator 12 übertragen werden, und der Motorgenerator 12 kann als Leistungsgenerator dienen, sodass der Leistungsspeicher 56 mit der erzeugten elektrischen Leistung geladen werden kann.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Momentbegrenzers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie aus 2 ersichtlich ist, hat der Momentbegrenzer 10 eine Buchse 4a, die mittels Keilwelle an die Eingangswelle 4 gepasst ist, eine Abtriebsplatte (erstes sich drehendes Element) 60, die ausgebildet ist, von einer Randfläche der Buchse 4a vorzuspringen, und die eine Hauptoberfläche 61 und eine Hauptoberfläche 62 aufweist, eine Eingangsplatte (zweites sich drehendes Element) 63, die mit der Kurbelwelle 7 mit der dazwischen eingefügten Schwungscheibe 8 verbunden ist, ein Reibelement (Übertragungselement) 64, das an der Hauptoberfläche 61 bereitgestellt ist, und eine Scheibenfeder (Vorspannelement) 65. Die Buchse 4a ist mittels Keilwelle gepasst an die Eingangswelle 4. Die Abtriebsplatte 60 weist eine Form einer Platte auf, und die Hauptoberflächen 61 und 62 sind angeordnet, zueinander gerichtet zu sein. Obwohl die Abtriebsplatte 60 üblicherweise eine Scheibenform aufweist, kann eine beliebige aus verschiedenen Formen als Form der Abtriebsplatte 60 angenommen werden.
Das Reibelement 64 ist an der Hauptoberfläche 61 befestigt, weist eine kreisförmige Form um die Mittellinie der Eingangswelle 4 auf, und ist zum Beispiel aus Harz zusammengestellt. Die Scheibenfeder 65, die Eingangswelle 4 weist eine hohle, abgeschnittene konische Form auf. Die Scheibenfeder 65 ist ebenfalls derart angeordnet, dass ihre Mittellinie der Mittellinie der Eingangswelle 4 entspricht.
Eine Eingangsplatte 63 hat eine gegenüberliegende Platte (erster Bereich) 66, die angeordnet ist, zu der Hauptoberfläche 61 gerichtet zu sein, und eine gegenüberliegende Platte 67, die angeordnet ist, zu der Hauptoberfläche 62 gerichtet zu sein, und die gegenüberliegenden Platten 66 und 67 sind miteinander mit einem Niet (Befestigungselement) 68 verbunden. Die Eingangsplatte 63 ist angeordnet, eine äußere Randkante der Abtriebsplatte 60 zu bedecken.
Die Scheibenfeder 65 ist zwischen der Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 und der gegenüberliegenden Platte 67 angeordnet. Die Scheibenfeder 65 drückt die Abtriebsplatte 60 zu der gegenüberliegenden Platte 66, und das Reibelement 64 wird gegen die gegenüberliegende Platte 66 gedrückt. Die Buchse 4a ist mittels Keilwelle an die Eingangswelle 4 gepasst.
In einem normalen Fahrzustand wird von der Maschine 2 eine Bewegungsleistung an eine Eingangsplatte 63 aufgebracht, wodurch verursacht wird, dass die Eingangsplatte 63 sich dreht. Die auf die Eingangsplatte 63 aufgebrachte Bewegungsleistung wird durch das Reibelement 64 zu der Abtriebsplatte 60 übertragen, wodurch verursacht wird, dass die Abtriebsplatte 60 sich dreht. Die Drehung der Abtriebsplatte 60 verursacht, dass die Eingangswelle 4 sich dreht, wodurch die Bewegungsleistung von der Maschine zu dem Leistungsaufteilungsgerät 16 übertragen wird.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Momentbegrenzer 10 an einem so genannten Hybridfahrzeug montiert, und die Bewegungsleistung von den Motorgeneratoren 12, 11 und der Maschine 2 wird auf das Leistungsaufteilungsgerät 16 aufgebracht.
Wenn die von der Kurbelwelle 7 zu der Eingangswelle 4 übertragene Bewegungsleistung in dem Momentbegrenzer 10 übermäßig groß wird, tritt zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 ein Rutschen auf, wodurch die zu der Abtriebsplatte 60 von der gegenüberliegenden Platte 66 zu übertragende Bewegungsleistung unterbrochen (abgebaut) wird. Die Scheibenfeder 65 ist derart an der gegenüberliegenden Platte 67 befestigt, dass zwischen der Scheibenfeder 65 und der Abtriebsplatte 60 ebenfalls ein Rutschen auftritt, wenn das Rutschen zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 auftritt.
Ein Schwellwert, mit dem der Momentbegrenzer 10 angetrieben wird, ist eingestellt, größer als der maximale Abtrieb der Maschine 2 zu sein. Der Momentbegrenzer 10 wird angetrieben, wenn zum Beispiel aufgrund des Fahrens des Hybridfahrzeugs 1 zum Beispiel auf einer welligen Straße eine Resonanz in der Eingangswelle 4 oder Ähnliches auftritt. Der Momentbegrenzer 10 wird somit nicht während des normalen Fahrens angetrieben, sondern wird lediglich in wenigen Fällen angetrieben. Sogar falls der an dem Hybridfahrzeug montierte Momentbegrenzer 10 angetrieben wird, werden die Abtriebsplatte 60 und das Reibelement 64 nur geringfügig relativ zu der Scheibenfeder 65 und der Eingangsplatte 63 gedreht. Da die Größe der Drehung der Abtriebsplatte 60 relativ zu der Scheibenfeder 65 klein ist, unterliegt die Scheibenfeder 65 sogar nur einem geringen Verschleiß, obwohl die Scheibenfeder 65 in direkte Berührung mit der Abtriebsplatte 60 gebracht ist.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Momentbegrenzer 10A als Vergleichsbeispiel zeigt. Wie mit dem Momentbegrenzer 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hat der Momentbegrenzer 10A, der in 3 gezeigt ist, die gegenüberliegende Platten 66 und 67 aufweisende Eingangsplatte 63 und die Abtriebsplatte 60. Der Momentbegrenzer 10A hat außerdem das Reibelement 75, das an der Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 bereitgestellt ist, das Reibelement 64, das an der Hauptoberfläche 61 der Abtriebsplatte 60 bereitgestellt ist, und die Scheibenfeder 65, die an der gegenüberliegenden Platte 67 befestigt ist, und ein Druckelement 74, das an die gegenüberliegende Platte 67 gefügt und durch die Scheibenfeder 65 zu dem Reibelement 75 gedrückt ist.
In dem Weg des Pfads, durch den die Bewegungsleistung von der Eingangsplatte 63 zu der Abtriebsplatte 60 übertragen wird, sind in jedem aus einem Berührungsabschnitt zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 und einem Berührungsabschnitt zwischen dem Druckelement 74 und dem Reibelement 75 die entsprechenden zwei Elemente so miteinander in Berührung, dass sie relativ zueinander beweglich sind. Falls sich in dem Berührungsabschnitt zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 oder in dem Berührungsabschnitt zwischen dem Druckelement 74 und dem Reibelement 75 Rost ausbildet, haften sich somit die entsprechenden zwei Elemente aneinander an, was den Schwellwert erhöht, an dem der Momentbegrenzer 10A betätigt wird.
In dem Momentbegrenzer 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, der aus 2 ersichtlich ist, sind in jedem aus einem Berührungsabschnitt zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 und einem Berührungsabschnitt zwischen der Scheibenfeder 65 und der Abtriebsplatte 60 die entsprechenden zwei Elemente miteinander in Berührung, um relativ zueinander beweglich zu sein. Der Momentbegrenzer 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung und der Momentbegrenzer 10A des Vergleichsbeispiels sind darin gemeinsam, dass das Reibelement 64 und die gegenüberliegende Platte 66 miteinander in Berührung sind. In dem Momentbegrenzer 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sind jedoch die Abtriebsplatte 60 und die Scheibenfeder 65 miteinander in linearer Berührung, während das Druckelement 74 und das Reibelement 75 miteinander in dem Momentbegrenzer 10A in Oberflächenberührung sind.
Deswegen ist in dem Pfad, durch den die Bewegungsleistung von der Eingangsplatte 63 zu der Abtriebsplatte 60 übertragen wird, der Bereich, in dem die Elemente miteinander in Berührung sind, um relativ zueinander beweglich zu sein, in dem Momentbegrenzer 10 kleiner als in dem Momentbegrenzer 10A.
Da sich die Adhäsionsstärke aufgrund des Rosts erhöht, wenn die Berührungsfläche zwischen den Elementen sich erhöht, wird die Adhäsionsstärke sogar, falls sich Rost in dem Momentbegrenzer 10 und in dem Momentbegrenzer 10A ausbildet, aufgrund des Rosts in dem Momentbegrenzer 10 kleiner als in dem Momentbegrenzer 10A sein.
Insbesondere in dem Fall einer Rostausbildung ist die zwischen der Abtriebsplatte 60 und der Scheibenfeder 65 in der ersten Ausführungsform der Erfindung erzeugte Adhäsionsstärke kleiner als die zwischen dem Druckelement 74 und dem Reibelement 75 in dem Vergleichsbeispiel.
Als Ergebnis kann in dem Momentbegrenzer 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, sogar falls sich Rost in jedem Berührungsabschnitt ausbildet, verhindert werden, dass der Schwellwert, an dem der Momentbegrenzer 10 betätigt wird, übermäßig groß wird. Wenn ein Moment mit einem vorbestimmten Wert oder höher auf dem Momentbegrenzer 10 aufgebracht wird, rutschen die Scheibenfeder 65 und die Abtriebsplatte 60 deswegen relativ zueinander, und verhindern dabei, dass ein erhöhtes Eingangsmoment zu dem Leistungsaufteilungsgerät 16 übertragen wird.
Im Vergleich zu dem Momentbegrenzer 10A des Vergleichsbeispiels hat der Momentbegrenzer 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darüber hinaus nicht das Reibelement 75 und das Druckelement 74 und erreicht somit eine reduzierte Anzahl von Bauteilen.
Da die Berührungsfläche zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 größer als die zwischen der Scheibenfeder 65 und der Abtriebsplatte 60 ist, kann verhindert werden, dass der Berührungsdruck, der auf das Reibelement 64 aufzubringen ist, übermäßig groß wird, und dabei verhindert werden, dass eine Abrasion des Reibelements 64 voranschreitet.
Der Berührungsabschnitt zwischen der Scheibenfeder 65 und der Abtriebsplatte 60 und ein Mittelabschnitt in einer Breitenrichtung zwischen einer inneren Randkante und einer äußeren Randkante des Reibelements 64 sind in einer axialen Richtung der Eingangswelle 4 zueinander ausgerichtet. Da darüber hinaus die Mittellinie des Reibelements 64 und die Mittellinie der Scheibenfeder 65 der Drehachse der Eingangswelle 4 entspricht, wird die Druckkraft von der Scheibenfeder 65 im Wesentlichen gleichförmig durch das Reibelement 64 verteilt, und die Seitenfläche des Reibelements 64 ist mit der gegenüberliegenden Platte 66 in gleichförmige Berührung gebracht. Als Ergebnis wird an dem Berührungsabschnitt zwischen dem Reibelement 64 und der gegenüberliegenden Platte 66 ein im Wesentlichen gleicher Berührungsdruck aufgebracht, und dabei eine lokale Abrasion des Reibelements 64 verhindert.
Die Abtriebsplatte 60 ist aus einem Material ausgebildet, das härter als das der Scheibenfeder 65 ist. Dies verhindert die Abrasion des Abschnitts der Hauptoberfläche 62, die mit der Scheibenfeder 65 in Berührung gebracht ist, und verhindert somit, dass aufgrund der Abrasion in der Hauptoberfläche 62 eine Vertiefung oder ein Spalt ausgebildet werden.
Wie voranstehend beschrieben wurde, unterliegt die Druckkraft der Scheibenfeder 65 einer geringen Änderung, da die Frequenz des Antriebsmomentbegrenzers 10 niedrig ist, sogar falls der Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65 verschlissen ist.
Wie voranstehend beschrieben wurde, können mit dem Momentbegrenzer 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsformen Schwankungen des Begrenzermoments aufgrund einer Adhäsion verhindert werden, und im Vergleich zu bekannten Momentbegrenzern kann eine reduzierte Anzahl von Bauteilen erreicht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Der Momentbegrenzer 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird unter Verwendung von 4 und 5 beschrieben. Unter den in 4 und 5 gezeigten Bauteilen können Bauteile, die zu denen der 1 und 2 identisch oder diesen entsprechend sind, durch identische Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung muss nicht wiederholt werden. Der Momentbegrenzer 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls an einem Hybridfahrzeug 1 montiert, wie in 1 oben gezeigt ist.
In 4 und 5 ist eine Nut 69, die sich ringförmig um die Eingangswelle 4 erstreckt, in einer Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 ausgebildet, und ein Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65, die zu der Abtriebsplatte 60 gerichtet ist, ist innerhalb der Nut 69 aufgenommen.
Die Scheibenfeder 65 ist mit einer Oberfläche der Abtriebsplatte 60 in Berührung gebracht, die mit der Nut 69 bereitgestellt ist, und drückt ebenfalls gegen die Oberfläche.
Ein Mittelabschnitt eines Berührungsabschnitts zwischen dem Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65 und der Oberfläche der Abtriebsplatte 60, die mit der Nut 69 bereitgestellt ist, und ein Mittelabschnitt O zwischen der äußeren Randkante und der inneren Randkante des Reibelements 64 sind in der axialen Richtung der Eingangswelle 4 ausgerichtet.
Die genaue Positionierung zwischen der Scheibenfeder 65 und der Abtriebsplatte 60 kann mit der Nut 69 erlangt werden, und dabei ermöglichen, dass die Scheibenfeder 65 und das Reibelement 64 relativ zueinander ebenfalls genau positioniert sind. Dies ermöglicht eine gleichförmige Berührung des Reibelements 64 mit der gegenüberliegenden Platte 66, und verhindert dabei den lokalen Verschleiß des Reibelements 64.
Wenn die Abtriebsplatte 60 und die Scheibenfeder 65 sich relativ zueinander drehen, bewegt sich der Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65 innerhalb der Nut 69. Somit kann eine Änderung des Positionsverhältnisses zwischen der Scheibenfeder 65 und dem Reibelement 64 sogar verhindert werden, falls die Scheibenfeder 65 und die Abtriebsplatte 60 sich relativ zueinander bewegen.
(Dritte Ausführungsform)
Der Momentbegrenzer 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird unter Verwendung von 6 und 7 beschrieben. Unter den in 6 und 7 gezeigten Bauteilen können Bauteile, die identisch zu denen in 1 bis 5 oben oder diesen entsprechend sind, durch identische Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung muss nicht wiederholt werden.
In 6 und 7 ist ein Momentbegrenzer 10 an der Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 bereitgestellt, und hat außerdem ein Dichtelement 72, das eine ringförmige Form aufweist, wie aus 7 ersichtlich ist. Zum Beispiel ist ein O-Ring als Dichtelement 72 aufgenommen.
Ein sich ringförmig erstreckender Raum 73 ist durch das Dichtelement 72, einen Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65 und die Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 ausgebildet. Der Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65 ist an der Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 in Anlage. Eine Spitzenoberfläche der Scheibenfeder 65 ist zu der Eingangswelle 4 weg von der Hauptoberfläche 62 von deren Berührungsposition mit der Hauptoberfläche 62 ausgebildet.
Das Dichtelement 72 ist in eine ringförmige Ecke eingefügt, die durch die Spitzenoberfläche der Scheibenfeder 65 mit der Hauptoberfläche 62 definiert ist. Auf diese Weise wird ein sich ringförmig erstreckender Raum 73 durch das Dichtelement 72, die Hauptoberfläche 62 und die Spitzenoberfläche der Scheibenfeder 65 ausgebildet.
Der Raum 73 ist mit einem Schmiermittel 71 wie zum Beispiel einem Fett gefüllt. Da der Raum 73 mit dem Schmiermittel 71 gefüllt ist, ist verhindert, dass die Scheibenfeder 65 und die Abtriebsplatte 60 auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, wenn der Momentbegrenzer 10 angetrieben wird. Darüber hinaus kann ein Verschleiß der Scheibenfeder 65 und der Abtriebsplatte 60 verhindert werden.
(Vierte Ausführungsform)
Der Momentbegrenzer 10 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird unter Verwendung von 8 und 9 beschrieben. Unter den in 8 und 9 gezeigten Bauteilen können die Bauteile, die identisch zu denen der 1 bis 7 oben oder diesen entsprechend sind, durch identische Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung muss nicht wiederholt werden.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Scheibenfeder 65 zeigt, die in dem Momentbegrenzer 10 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist. Wie aus 8 ersichtlich ist, hat die Scheibenfeder 65 einen Scheibenfederhauptkörper 81, der eine hohle abgeschnittene konische Form aufweist, und ein Berührungsstück 80, das an einem Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers 81 ausgebildet ist.
Eine kreisförmige Öffnung ist in dem Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers 81 ausgebildet, und ein Berührungsstück 80 ist um eine Öffnungskante des Scheibenfederhauptkörpers 81 herum ausgebildet.
9 ist eine Querschnittsansicht, die teilweise den Spitzenabschnitt der Scheibenfeder 65 und eine Abtriebsplatte 60 zeigt. Wie aus 9 ersichtlich ist, ist das Berührungsstück 80 ausgebildet, von der Öffnungskante des Scheibenfederhauptkörpers 81 radial einwärts der Scheibenfeder 65 vorzuspringen.
Das Berührungsstück 80 weist einen Wurzelabschnitt 83 an einer äußeren Randseite auf, der mit dem Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers 81 verbunden ist. Ein an einer inneren Randseite angeordneter Spitzenabschnitt 84 des Berührungsstücks 80 ist mit der Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 in Berührung. Der Spitzenabschnitt 84 ist ausgebildet, stärker zu der Abtriebsplatte 60 als zu dem Wurzelabschnitt 83 vorzuspringen, sodass während des Zusammenbaus des Momentbegrenzers 10 der Spitzenabschnitt 84 und die Abtriebsplatte 60 sicher miteinander in Berührung gebracht werden können.
Das Berührungsstück 80 hat einen gekrümmten Abschnitt 82, der eine gekrümmte Oberflächenform aufweist, und der gekrümmte Abschnitt 82 ist in einem Mittelabschnitt zwischen dem Wurzelabschnitt 83 und dem Spitzenabschnitt 84 am weitesten von der Abtriebsplatte 60 entfernt ausgebildet. Ein Raum, in den Öl eindringen kann, ist durch den gekrümmten Abschnitt 82 und die Hauptoberfläche 62 der Abtriebsplatte 60 ausgebildet. Das Öl ist in dem Boden des Gehäuses 13 gespeichert, das aus 1 ersichtlich ist, und wird mit den Zahnrädern oder Ähnlichem nach oben gepumpt. Das gepumpte Öl dringt zwischen dem gekrümmten Abschnitt 82 und der Abtriebsplatte 60 ein.
Das Berührungsstück 80 ist an dem Scheibenfederhauptkörper 81 in einem frei tragenden Zustand ausgebildet. Wenn die Scheibenfeder 85 näher an der Abtriebsplatte 60 als eine vorbestimmte Position angeordnet ist, wird das Berührungsstück 80 gebogen, und zumindest der Spitzenabschnitt 84 wird mit der Abtriebsplatte 60 in Berührung gebracht.
Obwohlin jeder der ersten bis vierten Ausführungsformen der Erfindung ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Erfindung an einem Hybridfahrzeug angewendet ist, das ein so genanntes Seriell/Parallelsystem aufnimmt, kann die Erfindung auch an einem Hybridfahrzeug angewendet werden, das ein Parallelsystem annimmt oder in einem Hybridfahrzeug der seriellen Art.
(Fünfte Ausführungsform)
Die fünfte Ausführungsform, in der die Erfindung auf ein Hybridfahrzeug der parallelen Art angewendet ist, wird unter Verwendung von 10 bis 12 beschrieben. Unter den in 10 bis 12 gezeigten Bauteilen können Bauteile, die identisch zu denen der in 1 bis 9 oben gezeigten oder diesen entsprechend sind, mit identischen Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung muss nicht wiederholt werden.
10 ist eine Prinzipskizze, die schematisch eine Struktur eines Hybridfahrzeugs 1 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. Wie aus 10 ersichtlich ist, hat das Hybridfahrzeug 1 eine Maschine 40, eine mit einem Momentbegrenzer ausgestattete Schwungscheibe (Leistungsübertragungsgerät) 42, die mit einer Kurbelwelle 41 der Maschine 40 verbunden ist, eine Schwungscheibenwelle 43, die ein Ende mit einer mit einem Momentbegrenzer ausgestatten Schwungscheibe 42 verbunden aufweist, und eine Maschinenunterbrechungskupplung 44, die mit dem anderen Ende der Schwungscheibenwelle 43 verbunden ist.
Das Hybridfahrzeug 1 hat außerdem einen Motorgenerator 45, der mit der Maschinenunterbrechungskupplung 44 verbunden ist, und eine Hauptwelle 48, einen Getriebekasten 49 und einen Vorwärts/Rückwärtsschaltmechanismus 50, der an einem Ende der Hauptwelle 48 bereitgestellt ist.
Das Hybridfahrzeug 1 hat eine Gegenwelle 53, die mit einer angetriebenen Riemenscheibe 52 des Getriebekastens 49 verbunden ist, eine Vorwärtsantriebskupplung 54, die an einer Gegenwelle 53 bereitgestellt ist, ein erstes Untersetzungsgetriebe 55, das mit der Vorwärtsantriebskupplung 54 verbunden ist, eine Untersetzungswelle 56, die ein zweites Untersetzungsgetriebe 57 aufweist, das mit dem ersten Untersetzungsgetriebe 55 in Kämmeingriff ist, ein Schlussantriebszahnrad 58, das an der Untersetzungswelle 56 bereitgestellt ist, ein Differenzialzahnrad 91, das ein angetriebenes Schlusszahnrad 90 hat, das mit dem Schlussantriebszahnrad 58 in Kämmeingriff ist, und eine mit dem Differenzialzahnrad 91 verbundene Antriebswelle 92.
Der Motorgenerator 45 hat einen Stator 46 und einen Rotor 47, und der Rotor 47 ist mit der Maschinenunterbrechungskupplung 44 und der Hauptwelle 48 verbunden.
Der Getriebekasten 49 hat eine Antriebsriemenscheibe 51, eine angetriebene Riemenscheibe 52 und ein Metallband, das die Antriebsriemenscheibe 51 und die angetriebene Riemenscheibe 52 verbindet. Die Antriebsriemenscheibe 51 ist an einer äußeren Randfläche einer Buchse 51a befestigt, die an einer äußeren Randoberfläche der Hauptwelle 48 bereitgestellt ist. Die Buchse 51a ist drehbar um die Hauptwelle 48 herum angeordnet.
Die Antriebsriemenscheibe 51 ist mit dem Vorwärts/Rückwärts-Schaltmechanismus 50 verbunden. Der Vorwärts/Rückwärts-Schaltmechanismus 50 verursacht, dass die Antriebsriemenscheibe 51 sich in eine Richtung einer Drehung nach vorwärts mit Bezug auf die Drehrichtung der Hauptfeder 48 dreht, oder verursacht, dass die Antriebsriemenscheibe 51 sich in eine Richtung einer umgekehrten Drehung mit Bezug auf die Drehrichtung der Hauptwelle 48 dreht.
Die Vorwärtsantriebskupplung 54 ist eine Mehrscheibenkupplung der nassen Art (Lamellenkupplung), und verbindet das erste Untersetzungsgetriebe 55 und die Gegenwelle 53, oder löst die Verbindung zwischen dem ersten Untersetzungsgetriebe 55 und der Gegenwelle 53.
Bewegungsleistung von der Maschine 40 wird aufeinanderfolgend durch die Kurbelwelle 41, die mit dem Momentbegrenzer ausgestattete Schwungscheibe 42, die Schwungscheibenwelle 43, den Motorgenerator 45, die Hauptwelle 48, den Vorwärts/Rückwärtsschaltmechanismus 50, den Getriebekasten 49, die Gegenwelle 53, die Vorwärtsantriebskupplung 54, das erste Untersetzungsgetriebe 55, das zweite Untersetzungsgetriebe 57, das Schlussantriebszahnrad 58, das angetriebene Schlusszahnrad 90, das Differenzialzahnrad 91 und die Antriebswelle 92 zu dem Antriebsrad übertragen.
Wenn das Antriebsrad nur mit der Bewegungsleistung von dem Motorgenerator 45 angetrieben wird, wird das Eingreifen der Maschinenunterbrechungskupplung 44 gelöst. Dies verhindert, dass die Bewegungsleistung von dem Motorgenerator 45 zu der Maschine 40 übertragen wird, und führt somit zu einer Reduktion des Leistungsverbrauchs des Motorgenerators 45.
Darüber hinaus ist während des regenerativen Bremsens des Motorgenerators 45 die Maschinenunterbrechungskupplung 44 verbunden, und somit eine verbesserte Energiewiedergewinnungsleistungsfähigkeit erreicht.
Der Vorwärts/Rückwärts-Schaltmechanismus 50 hat ein Sonnenrad 93, das an einem Träger 20 befestigt ist, einen Planetenträger 94, der bereitgestellt ist, um relativ zu der Hauptwelle 48 drehbar zu sein, eine Vielzahl von Planetenrädern 95, die drehbar an dem Planetenträger 94 bereitgestellt sind und mit dem Sonnenrad 93 in Kämmeingriff sind, und ein Hohlrad 96, das mit den Planetenrädern 95 in Kämmeingriff ist.
Der Vorwärts/Rückwärtsumschaltmechanismus 50 hat außerdem eine Rückwärtsantriebskupplung 97, die zwischen dem Gehäuse und dem Planetenträger 94 bereitgestellt ist, eine Kupplungsführung 100, die die Buchse 51a und das Hohlrad 96 verbindet, und eine Vorwärtsantriebskupplung, die zwischen der Kupplungsführung 100 und dem Sonnrad 193 bereitgestellt ist.
Das Einrücken der Vorwärtsantriebskupplung 99 verursacht, dass das Sonnenrad 93 und die Buchse 51a miteinander gefügt sind, und die Drehung der Hauptwelle 48 wird direkt zu der Buchse 51a übertragen. Die Hauptwelle 48 und die Buchse 51a drehen sich dann mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung. Somit ist eine Vorwärtsschaltstufe hergestellt.
Das Einrücken der Rückwärtsantriebskupplung 97 verursacht, dass der Planetenträger 94 an dem Gehäuse befestigt ist, wodurch die Drehung des Sonnenrads 93 durch die Planetenräder 95 verzögert wird und eine umgekehrte Drehung wird, die zu dem Hohlrad 96 übertragen wird. Die Drehung des Hohlrads 96 wird dann durch die Kupplungsführung 100 zu der Buchse 51a übertragen. Die Drehrichtung der Buchse 51a wird dann umgekehrt zu der der Hauptwelle 48, und die Buchse 51a treten mit einer Geschwindigkeit, die niedriger als die der Hauptwelle 48 ist.
11 ist eine Querschnittsansicht, die eine mit einem Momentbegrenzer ausgestattete Schwungscheibe 42, den Motorgenerator 45 und die Maschinenunterbrechungskupplung 44 zeigt. Wie aus 11 ersichtlich ist, weist die Schwungscheibenwelle 43 ein Blockierelement 101 mit einem dazwischen eingefügten Kugellager auf. Das Blockierelement 101 ist mit einer Schraube an dem Rotor 47 befestigt.
Die Maschinenunterbrechungskupplung 44 hat eine Kupplungsnabe 102, die an einem Ende der Schwungscheibenwelle 43 ausgebildet ist, und die ausgebildet ist, radial nach außen vorzuspringen, eine Kupplungsscheibe 103, die in eine äußere Randoberfläche der Kupplungsnabe 102 eingefügt ist, eine Vielzahl von Kupplungsplatten 104, die in eine innere Randoberfläche des Rotors 47 eingefügt sind, einen Hydraulikmechanismus 105 und ein elastisches Element 106.
Die Maschinenunterbrechungskupplung 44 ist jederzeit durch eine Vorspannkraft des elastischen Elements 106 eingerückt. Wenn die Maschine gestartet wird, dreht sich der Rotor 47, und eine Drehkraft des Rotors 47 wird durch die Maschinenunterbrechungskupplung 44, die Schwungwellenscheibe 43, die mit dem Momentbegrenzer ausgestattete Schwungscheibe 42 und die Kurbelwelle 41 aufeinanderfolgend zu der Maschine übertragen.
Wenn das Antriebsrad gedreht wird oder mit einer Bewegungsleistung nur von dem Motorgenerator 45 regenerativ gebremst wird, wird der Hydraulikmechanismus 105 angetrieben, um den Eingriff der Maschinenunterbrechungskupplung 44 freizugeben. Die mit dem Momentbegrenzer ausgestattete Schwungscheibe 42 hat eine Antriebsplatte 110, die an einem Ende der Kurbelwelle 41 befestigt ist, eine Masse 111, die an einer äußeren Randkante der Antriebsplatte 110 befestigt ist, einen Momentbegrenzer 112 und einen Dämpfer 113.
Der Momentbegrenzer 112 hat eine Eingangsplatte 63, die an der Antriebsplatte 110 zusammen mit einer Masse 111 mit einer Schraube 114 befestigt ist, eine Abtriebsplatte 60, ein Reibelement 64, eine Scheibenfeder 65.
Die Eingangsplatte 63 hat gegenüberliegende Platten 66 und 67. Die gegenüberliegenden Platten 66 und 67 sind in einem größeren Abschnitt voneinander an einer weiter radial innen liegenden Seite als die Schraube 114 ausgebildet.
Die Scheibenfeder 65, ein Abschnitt der Abtriebsplatte 60 und das Reibelement 64 sind zwischen den gegenüberliegenden Platten 66 und 67 angeordnet. Die Scheibenfeder 65 ist zwischen der gegenüberliegenden Platte 67 und der Abtriebsplatte 60 angeordnet, und das Reibelement 64 ist zwischen der Abtriebsplatte 60 und der gegenüberliegenden Platte 66 angeordnet. Die Scheibenfeder 65 ist an der gegenüberliegenden Platte 67 mit einem inneren Ende der Scheibenfeder 65 in direkter Berührung mit der Abtriebsplatte 60 befestigt. Das Reibelement 64 ist an der Platte 60b befestigt.
Die Abtriebsplatte 60 hat eine Platte 60a und eine Platte 60b, und die Platten 60a und 60b sind mit einem Befestigungselement 115 befestigt. Die Scheibenfeder 65 drückt die Abtriebsplatte 60 (Platte 60a) zu der gegenüberliegenden Platte 66, und das Reibelement 64 befindet sich mit der gegenüberliegenden Platte 66 in Berührung.
Die Platten 60a und 60b sind in einem ansteigenden Abstand voneinander an einer radial weiter innen liegenden Seite als das Befestigungselement 115 ausgebildet, und ein Aufnahmeabschnitt 116, der eine Feder aufnehmen kann, die im Folgenden beschrieben ist, ist radial weiter einwärts als das Befestigungselement 115 ausgebildet.
Der Dämpfer 113 hat eine Buchse 120, die mit der Schwungwellenscheibe 43 mittels Keilwelle gepasst ist, eine zweite Abtriebsplatte 117, die an einer Randoberfläche der Buchse 120 befestigt ist, eine Aufnahmebohrung 118, die an einer zweiten Abtriebsplatte 117 ausgebildet ist, eine Feder 119, die in einer Aufnahmebohrung 118 ausgebildet ist, und die voranstehend beschriebene Abtriebsplatte 60.
Die Platten 60a und 60b weisen hierin ein nicht gezeigtes Fenster auf, und die Feder 119 ist mit einer inneren Randkante des Fensters in Eingriff und ebenfalls mit einer inneren Randoberfläche der Aufnahmebohrung 118 in Eingriff.
Bewegungsleistung von der Maschine wird durch die Kurbelwelle 41, die gegenüberliegende Platte 66, das Reibelement 64, die Abtriebsplatte 60, die Feder 119, die zweite Abtriebsplatte 117 und die Buchse 120 zu der Schwungscheibenwelle 43 übertragen.
Die Abtriebsplatte 60 und die zweite Abtriebsplatte 117 sind bereitgestellt, um sich relativ zueinander zu drehen, und die Feder 119 verhindert Schwankungen des zu der zweiten Abtriebsplatte 117 von der Abtriebsplatte 60 übertragenen Moments.
In dem Momentbegrenzer 10 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung sind die Scheibenfeder 65 und die Abtriebsplatte 60 miteinander in Berührung, und die Abtriebsplatte 60 und die Scheibenfeder 65 sind miteinander in dem Pfad in Berührung, durch den die Bewegungsleistung von der Eingangsplatte 63 zu der Abtriebsplatte 60 übertragen wird.
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt des Momentbegrenzers 112A als Vergleichsbeispiel in Verbindung mit dem Momentbegrenzer 112 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. In diesem aus 12 ersichtlichen Vergleichsbeispiel hat der Momentbegrenzer 112A das Reibelement 64, das an der Platte 60b befestigt ist, ein Reibelement 122, das an der Platte 60a befestigt ist, die Scheibenfeder 65, die an der gegenüberliegenden Platte 66 befestigt ist, und eine Druckplatte 121, die durch die Scheibenfeder 65 gedrückt ist und an einem Reibelement 122 in Anlage ist. Die Druckplatte 121 ist mit der gegenüberliegenden Platte 66 verbunden. In dem Momentbegrenzer 112A ist das Reibelement 64 ebenfalls gegen die gegenüberliegende Platte 67 durch die Druckkraft von der Scheibenfeder 65 gedrückt.
In dem Momentbegrenzer 112A sind die Druckplatte 121 und das Reibelement 122 miteinander so in Berührung, um relativ zueinander beweglich zu sein, und das Reibelement 64 und die gegenüberliegende Platte 67 sind ebenfalls miteinander in Berührung, um in dem Pfad relativ zueinander beweglich zu sein, durch den die Bewegungsleistung von der Eingangsplatte 63 zu der Abtriebsplatte 60 übertragen wird.
In dem Momentbegrenzer 112 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung sind die Scheibenfeder 65 und die Platte 60a miteinander in direkter Berührung, wie aus 11 ersichtlich ist.
Somit ist in dem Pfad, durch den die Bewegungsleistung von der Eingangsplatte 63 zu der Abtriebsplatte 60 übertragen wird, der Bereich, in dem die Elemente miteinander in Berührung sind, um relativ zueinander beweglich zu sein, in dem Momentbegrenzer 112 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung kleiner als in dem Momentbegrenzer 10A des Vergleichsbeispiels.
In dem Fall einer Ausbildung von Rost ist die in dem Momentbegrenzer 112 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung erzeugte Adhäsionsstärke unterdrückt, um niedriger als in dem Momentbegrenzer 112A des Vergleichsbeispiels zu sein. Darüber hinaus kann mit dem Momentbegrenzer 112 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung sogar in dem Fall der Ausbildung von Rost verhindert werden, dass der Schwellwert übermäßig groß wird, mit dem der Momentbegrenzer 112 betätigt wird.
Während Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie voranstehend beschrieben wurden, sollte verstanden werden, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen darstellend und in jedem Bezug nicht einschränkend sind. Der Bereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Begriffe der Ansprüche definiert, und es ist beabsichtigt, jegliche Modifikationen innerhalb des Bereichs und der Bedeutung gleichwertig zu den Begriffen der Ansprüche zu haben.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist auf einem Momentbegrenzer und einem Leistungsübertragungsgerät anwendbar, und ist insbesondere als Momentbegrenzer und Leistungsübertragungsgerät geeignet, die an einem Hybridfahrzeug montiert sind.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Hybridfahrzeug, 2: Maschine, 3: Rad, 4: Eingangswelle, 5: Abtriebswelle, 6: Differenzialgetriebe, 7: Kurbelwelle, 8: Schwungscheibe, 9: Buchse, 10: Momentbegrenzer, 12, 11: Motorgenerator, 13: Gehäuse, 14: Stator, 15: Rotor, 16: Leistungsaufteilungsgerät, 17: Sonnenrad, 18: Hohlrad, 19: Planet, 20: Träger, 21: ringförmiges Element, 22: Zahnrad, 23: Parkzahnrad, 24: Hohlrad, 25: Parkkugel, 26: Planetenrad, 27: Sonnenrad, 28: Planet, 29: Träger, 30: Stator, 31: Rotor, 32: angetriebenes Zahnrad, 33: Schlussantriebsritzel, 34: Differenzialgehäuse, 35: Hohlrad, 36: Antriebswelle, 37: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, 39: Verbindungsabschnitt, 50: elektronische Steuereinheit, 56: Leistungsspeichergerät, 60: Abtriebsplatte, 61, 62: Hauptoberfläche, 63: Eingangsplatte, 64: Reibelement, 65: Scheibenfeder, 66: gegenüberliegende Platte, 67: gegenüberliegende Platte, 69: Nut, 71: Schmiermittel, 72: Dichtelement, 80: Berührungsstück, 81: Scheibenfederhauptkörper, 82: gekrümmter Abschnitt, 83: Wurzelabschnitt, 84: Spitzenabschnitt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2005-133859 [0002, 0005]
JP 2009-293652 [0003, 0007]

Claims

Momentbegrenzer, der an einem Hybridfahrzeug (1) montiert und innerhalb eines Leistungsübertragungspfads bereitgestellt ist, durch den eine Bewegungsleistung von einer Antriebseinheit übertragen wird, um die übertragene Bewegungsleistung abzubauen, wenn eine übermäßige Bewegungsleistung auf den Leistungsübertragungspfad angewendet ist, mit: einem ersten sich drehendem Element (60) mit einer ersten Hauptoberfläche (61) und einer zweiten Hauptoberfläche (62), die gegenüberliegend zu der ersten Hauptoberfläche angeordnet sind; einem zweiten sich drehenden Element (63) mit einem ersten Bereich (66), der zu der ersten Hauptoberfläche des sich drehenden Elements gerichtet ist, und einem zweiten Bereich (67), der zu der zweiten Hauptoberfläche des ersten sich drehenden Elements gerichtet ist; einem Übertragungselement (64), das zwischen der ersten Hauptoberfläche und dem ersten Bereich bereitgestellt ist und in der Lage ist, eine Bewegungsleistung von dem zweiten sich drehenden Element zu dem ersten sich drehenden Element zu übertragen; und einem Vorspannelement (65), das zwischen der zweiten Hauptoberfläche und dem zweiten Bereich bereitgestellt ist, wobei das Vorspannelement mit der zweiten Hauptoberfläche in Berührung ist, um das erste sich drehende Element zu dem ersten Bereich vorzuspannen, und dabei das Übertragungselement gegen den ersten Bereich zu drücken, und eine Berührungsfläche zwischen dem Vorspannelement und dem ersten sich drehenden Element kleiner als die zwischen dem Übertragungselement und dem ersten Bereich ist.
Momentbegrenzer nach Anspruch 1, wobei eine ringförmige Nut (69) in der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet ist, und ein Ende des Vorspannelements, das zu der zweiten Hauptoberfläche gerichtet ist, innerhalb der Nut eindringt.
Momentbegrenzer nach Anspruch 1, wobei das Vorspannelement einen Scheibenfederhauptkörper (81) hat, der eine hohle abgeschnittene konische Form aufweist, und ein Berührungsstück (80), das an einem Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers bereitgestellt ist, und das Berührungsstück ausgebildet ist, stärker als der Spitzenabschnitt des Scheibenfederhauptkörpers zu dem ersten sich drehenden Element vorzuspringen.
Momentbegrenzer nach Anspruch 1, außerdem mit einem ringförmigen Dichtelement (72), das an der zweiten Hauptoberfläche bereitgestellt ist, wobei das Vorspannelement eine ringförmige Form aufweist, ein Raum durch das Dichtelement, die zweite Hauptoberfläche und das Vorspannelement ausgebildet ist, und der Raum mit einem Schmiermittel (71) gefüllt ist.
Leistungsübertragungsgerät mit dem Momentbegrenzer nach Anspruch 1.