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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere eine Kraftübertragungsvorrichtung, die konfiguriert ist für die Übertragung einer Antriebskraft und die in einem Elektrofahrzeug eingebaut ist, das einen Elektromotor und ein Getriebe hat, in welches eine Drehung von dem Elektromotor eingeleitet wird.
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Technischer Hintergrund
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In den letzten Jahren wurden Elektrofahrzeuge hergestellt, bei denen ein Elektromotor als Kraftquelle verwendet wird. Ferner ist dieser Fahrzeugtyp mit einem Getriebe ausgestattet, um eine optimale Drehmomentcharakteristik zu erzielen, die an die Vielfalt von Fahrbedingungen angepasst ist.
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PTL1 zum Beispiel beschreibt ein Zweistufengetriebe mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle, einem Planetengetriebe, einer Kegelkupplung, einer Einwegkupplung und einer Steuereinheit.
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PTL2 hingegen beschreibt ein Getriebe für ein Elektrofahrzeug, das einen Zahnradantriebsstrang zum Anfahren und einen Zahnradantriebsstrang für hohe Geschwindigkeiten hat.
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Zitierte Dokumente
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Patentliteratur
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PTL 1: Gebrauchsmusteranmeldungs-Publikation Nr.
JP-U-S59-172853 -
PTL 2: Offengelegte japanische Patentanmeldungspublikation Nr.
JP-A-H06-249302 -
Übersicht
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Technisches Problem
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Ein Elektrofahrzeug vibriert weniger als ein Fahrzeug, bei dem als Antriebsquelle eine Antriebsmaschine verwendet wird. Ein Elektromotor jedoch rastet. Rasten ist ein Phänomen, bei dem eine magnetische Anziehungskraft, die zwischen einem Anker und einem Rotor erzeugt wird, abhängig von einem Drehwinkel minutiös pulsiert. Ein solches Phänomen beeinträchtigt nicht nur den Fahrkomfort, sondern wird auch zur Ursache für eine Verkürzung der Lebensdauer von Komponenten.
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Ferner wird anders als bei einem Fahrzeug, das durch eine Antriebsmaschine angetrieben wird, wegen der Charakteristiken des Elektromotors bei einem Elektrofahrzeug keine Anfahrkupplung benötigt. Daher sind die Komponenten von dem Elektromotor zu den Antriebsrädern direkt mechanisch verbunden. Bei dieser Konstruktion werden unter Umständen die Komponenten, die den Antriebsstrang bilden, beschädigt, wenn auf diese Komponenten ein zu hohes Drehmoment übertragen wird, das in dem Elektromotor oder in den Antriebsrädern erzeugt wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Rasten zu verhindern, das einem Elektromotor zugeschrieben wird, oder eine Beschädigung von betreffenden Komponenten eines Antriebsstrangs zu verhindern, die bei einem Elektrofahrzeug darauf zurückgeführt wird, dass ein zu hohes Drehmoment übertragen wird.
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Problemlösung
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die konfiguriert ist für die Übertragung einer Antriebskraft und die in einem Elektrofahrzeug eingebaut ist, das mit einem Elektromotor und mit einem Getriebe versehen ist, in welches eine Drehung von dem Elektromotor eingeleitet wird. Die Kraftübertragungsvorrichtung hat: einen Eingangsbereich, der mit einer Ausgangswelle des Elektromotors verbunden ist; einen Ausgangsbereich, der zwischen dem Eingangsbereich und dem Getriebe angeordnet ist; und einen Verbindungsbereich. Der Verbindungsbereich ist zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich angeordnet und enthält: zumindest einen Dämpfungsmechanismus, der konfiguriert ist für die Dämpfung einer Vibration von dem Eingangsbereich und für die Übertragung eines Drehmoments auf den Ausgangsbereich; oder zumindest einen Drehmomentbegrenzer, der konfiguriert ist für die Übertragung des Drehmoments und der konfiguriert ist für die Begrenzung der Übertragung des Drehmoments, wenn das Drehmoment größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die konfiguriert ist für die Übertragung einer Antriebskraft und die in einem Elektrofahrzeug eingebaut ist, das mit einem Elektromotor und einem Getriebe versehen ist. Das Getriebe umfasst: einen ersten Reduktionsmechanismus, der konfiguriert ist für eine Verzögerung einer Drehung von dem Elektromotor und für die Übertragung der verzögerten Drehung; einen zweiten Reduktionsmechanismus, der konfiguriert ist für eine weitere Verzögerung der Drehung von dem ersten Reduktionsmechanismus und für die Übertragung der weiter verzögerten Drehung; und einen Abtriebsmechanismus, der konfiguriert ist für die Übertragung der Drehung von dem zweiten Reduktionsmechanismus auf ein Antriebsrad. Ferner umfasst die Kraftübertragungsvorrichtung: einen Eingangsbereich, der mit einer Ausgangsseite des ersten Reduktionsmechanismus verbunden ist; einen Ausgangsbereich, der mit einer Eingangsseite des zweiten Reduktionsmechanismus verbunden ist; und einen Verbindungsbereich. Der Verbindungsbereich ist zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich angeordnet und umfasst: zumindest einen Dämpfungsmechanismus, der konfiguriert ist für die Dämpfung einer Vibration von dem Eingangsbereich und für die Übertragung eines Drehmoments auf den Ausgangsbereich; oder zumindest einen Drehmomentbegrenzer, der konfiguriert ist für die Übertragung des Drehmoments und der konfiguriert ist für die Begrenzung der Übertragung des Drehmoments, wenn das Drehmoment größer als oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt, wobei das Getriebe umfasst: eine erste Welle, in welche die Drehung von dem Elektromotor eingeleitet wird; ein Eingangszahnrad, das konfiguriert ist für eine Drehung in Synchronisation mit der ersten Welle; eine zweite Welle, die parallel zur ersten Welle angeordnet ist; ein Reduktionszahnrad, das konfiguriert ist für eine Drehung in Synchronisation mit der zweiten Welle und das mit dem Eingangszahnrad kämmt; ein Zwischenzahnrad, das auf der Welle drehbar angeordnet ist; und ein Ausgangszahnrad, das mit dem Ausgangsmechanismus verbunden ist und mit dem Zwischenzahnrad kämmt. Ferner ist der Eingangsbereich mit der zweiten Welle verbunden, während der Ausgangsbereich mit dem Zwischenzahnrad verbunden ist.
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt, wobei das Reduktionszahnrad an einem Endbereich der zweiten Welle montiert ist; das Zwischenzahnrad dem Reduktionszahnrad benachbart ist; und der Eingangsbereich an dem anderen Endbereich der zweiten Welle befestigt und bezüglich des Zwischenzahnrads auf einer von dem Reduktionszahnrad entfernten Seite angeordnet ist.
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt, wobei das Reduktionszahnrad an einem Endbereich der zweiten Welle montiert ist; das Zwischenzahnrad durch den anderen Endbereich der zweiten Welle drehbar gelagert ist; und der Eingangsbereich angrenzend an das Reduktionszahnrad angeordnet ist.
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Eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die konfiguriert ist für die Übertragung einer Antriebskraft und die in einem Elektrofahrzeug eingebaut ist, das mit einem Elektromotor und mit einem Getriebe versehen ist. Das Getriebe umfasst: einen ersten Reduktionsmechanismus, der für die Verzögerung einer Drehung von dem Elektromotor und für die Übertragung der verzögerten Drehung konfiguriert ist; einen zweiten Reduktionsmechanismus, der für eine weitere Verzögerung der Drehung von dem ersten Reduktionsmechanismus und für eine Übertragung der weiter verzögerten Drehung konfiguriert ist; und einen Abtriebsmechanismus, der konfiguriert ist für die Übertragung der Drehung von dem zweiten Reduktionsmechanismus auf ein Antriebsrad. Ferner hat die Kraftübertragungsvorrichtung: einen Eingangsbereich, in welchen die Drehung von dem zweiten Reduktionsmechanismus eingeleitet wird und der durch den Abtriebsmechanismus drehbar gelagert ist; einen Ausgangsbereich, der mit dem Abtriebsmechanismus verbunden ist; und einen Verbindungsbereich. Der Verbindungsbereich ist zwischen dem Eingabebereich und dem Ausgabebereich angeordnet und hat: zumindest einen Dämpfungsmechanismus, der konfiguriert ist für die Dämpfung einer Vibration von dem Eingangsbereich und für die Übertragung eines Drehmoments auf den Ausgangsbereich; oder zumindest einen Drehmomentbegrenzer, der konfiguriert ist für die Begrenzung des Drehmoments und der konfiguriert ist für die Begrenzung der Übertragung des Drehmoments, wenn das Drehmoment größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Wie vorstehend beschrieben, ist bei vorliegender Erfindung zumindest der Dämpfungsmechanismus oder zumindest der Drehmomentbegrenzer in dem Antriebsstrang zwischen dem Elektromotor und dem Antriebsrad vorgesehen. Falls der Dämpfungsmechanismus vorgesehen ist, lässt sich ein Rasten verhindern. Falls andererseits der Drehmomentbegrenzer vorgesehen ist, lässt sich verhindern, dass betreffende Komponenten beschädigt werden durch ein zu hohes Drehmoment, das auf diese Komponenten übertragen wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Schnittansicht der Konstruktion eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 ist eine zum Teil vergrößerte Ansicht der ersten beispielhaften Ausführungsform;
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3 ist eine Schnittansicht der Konstruktion eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 ist eine Schnittansicht der Konstruktion eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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5 ist eine Schnittansicht der Konstruktion eines Antriebssystems für ein Elektrofahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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Beschreibung von Ausführungsformen
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[Erste Ausführungsform]
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1 zeigt ein Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Das Antriebssystem hat einen Elektromotor 1 und ein Getriebe 2. Ferner ist zwischen dem Elektromotor 1 und dem Getriebe 2 eine Kraftübertragungsvorrichtung 3 vorgesehen. Bei diesem Antriebssystem ist eine Drehung des Elektromotors 1 derart ausgelegt, dass diese durch das Getriebe verzögert wird, und die verzögerte Drehung wird auf die rechte und die linke Achse 5 und 4 übertragen. Mit der rechten und der linken Achse 5 und 4 sind Räder verbunden (in den Zeichnungen nicht dargestellt).
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Das Getriebe 2 hat eine Eingangswelle 11, ein Eingangszahnrad 12, eine Zwischenwelle 13, ein Reduktionszahnrad 14, ein Zwischenzahnrad 15, ein Ausgangszahnrad 16 und eine Ausgleichsvorrichtung 17. Ferner bilden das Eingangszahnrad 12 und das Reduktionszahnrad 14 einen ersten Reduktionsmechanismus 21, während die Zwischenwelle 13, das Zwischenzahnrad 15 und das Ausgangszahnrad 16 einen zweiten Reduktionsmechanismus 22 bilden.
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Die Eingangswelle 11 ist rohrförmig, und ihre beiden Enden sind über ein Lagerpaar durch ein Gehäuse 2a des Getriebes 2 drehbar gelagert. Die Eingangswelle 11 hat eine Keilöffnung, die an einem motorseitigen Bereich ihrer inneren Umfangsfläche gebildet ist. Das Eingangszahnrad 12 ist mit der Eingangswelle 11 einstückig ausgebildet.
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Die Zwischenwelle 13 ist rohrförmig, und ihre beiden Enden sind über ein Lagerpaar durch das Gehäuse 2a des Getriebes 2 drehbar gelagert.
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Das Reduktionszahnrad 14 und das Zwischenzahnrad 15 sind derart angeordnet, dass sie in Synchronisation mit der Zwischenwelle 13 gedreht werden. Insbesondere ist das Reduktionszahnrad 14 mit der Zwischenwelle 13 keilverbunden, während das Zwischenzahnrad 15 an dem äußeren Umfangsbereich der Zwischenwelle 13 angeordnet und mit der Zwischenwelle 13 einstückig ausgebildet ist. Das Reduktionszahnrad 14 kämmt mit dem Eingangszahnrad 12. Das Zwischenzahnrad 15 kämmt mit dem Ausgangszahnrad 16.
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Die Ausgleichsvorrichtung 17 hat ein Gehäuse 24 und einen in dem Gehäuse 24 angeordneten Ausgleichsgetriebemechanismus 25. Das Ausgangszahnrad 16 ist an dem Gehäuse 24 befestigt. Ferner sind die rechte Achse und die linke Achse 5 und 4 mit dem Ausgleichsgetriebemechanismus 25 verbunden.
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2 ist eine vergrößerte Ansicht der Kraftübertragungsvorrichtung 3. Die Kraftübertragungsvorrichtung 3 enthält einen Dämpfungsmechanismus 31 und einen Drehmomentbegrenzer 32.
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Der Dämpfungsmechanismus 31 hat eine hierfür bekannte Konstruktion und umfasst: eine Keilnabe 34 als Eingangsbereich; ein Paar von Platten 35, die auf beiden Seiten des Flansches der Keilnabe 34 angeordnet sind; und eine Vielzahl von Torsionsfedern 36, die die Keilnabe 34 und das Plattenpaar 35 in einer Drehrichtung verbinden. Hier ist anzumerken, dass ein Mechanismus 37 zur Erzeugung eines Hysteresedrehmoments zum Dämpfen von Vibrationen zwischen der Keilnabe 34 und dem Plattenpaar 35 angeordnet ist.
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Der Drehmomentbegrenzer 32 umfasst: ein rohrförmiges Gehäuse 38; ein Verbindungselement 39 als Ausgangsbereich; und einen Drehmomentbegrenzungsbereich 40, der zwischen dem Gehäuse 38 und dem Verbindungselement 39 angeordnet ist.
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Das motorseitige Ende des rohrförmigen Gehäuses 38 ist zur inneren Umfangsseite gebogen, und der gebogene Bereich ist mit einer Platte des Plattenpaares 35 des Dämpfungsmechanismus 31 verbunden.
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Das Verbindungselement 39 ist über ein Lager durch eine Ausgangswelle 1a eines Motors 1 gelagert. Das Verbindungselement 39 hat einen Wellenbereich 39a und einen Flanschbereich 39b, der an dem vorderen Ende des Wellenbereichs 39a gebildet ist. Der Wellenbereich 39a hat eine Keilwelle, die an seinem äußeren Umfangsbereich gebildet ist, und die Keilwelle ist mit der Keilöffnung der Eingangswelle 11 des Getriebes 2 verkeilt.
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Der Drehmomentbegrenzungsbereich 40 umfasst eine Vielzahl von Kupplungsplatten 42a und 42b, eine Stützplatte 43, eine Druckplatte 44 und eine Kegelfeder 45. Von den mehreren Kupplungsplatten 42a und 42b befinden sich die antriebsseitigen Platten 42a mit dem Gehäuse 38 im Eingriff, während sich die abtriebsseitigen Platten 42b mit dem Flanschbereich 39b des Verbindungselements 39 im Eingriff befinden. Die Kegelfeder 45 ist in einem zusammengedrückten Zustand zwischen die Druckplatte 44 und den gebogenen Bereich des Gehäuses 38 geschaltet. Der Drehmomentbegrenzungsbereich 40 ist derart konfiguriert, dass dieser rutscht und das Drehmoment nicht auf die Seite des Getriebes 2 oder auf die Motorseite übertragen wird, wenn in den Drehmomentbegrenzungsbereich 40 ein Drehmoment eingeleitet wird, das größer oder gleich einem durch die Druckkraft der Feder 45 und die Kupplungsplatten 42a und 42b festgelegten Drehmoment ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist die Drehung des Motors 1 ausgelegt für eine Übertragung über den Dämpfungsmechanismus 31 und den Drehmomentbegrenzer 32 auf das Getriebe 2. Bei dem Getriebe 2 ist die Drehung des Motors 1 derart ausgelegt, dass diese durch den ersten Reduktionsmechanismus 21 und den zweiten Reduktionsmechanismus 22 verzögert wird und die verzögerte Drehung in die Ausgleichsvorrichtung 17 eingeleitet wird. In der Ausgleichsvorrichtung 17 wird ein Drehmoment entsprechend der auf die jeweiligen Antriebsräder wirkenden Last auf die jeweiligen Achsen 4 und 5 verteilt und übertragen.
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Bei dem Antriebssystem der ersten exemplarischen Ausführungsform ist die Kraftübertragungsvorrichtung 3, die den Dämpfungsmechanismus 31 und den Drehmomentbegrenzer 32 aufweist, zwischen dem Motor 1 und dem Getriebe 2 angeordnet. Daher lässt sich verhindern, dass der Motor 1 rastet, und eine Beschädigung der jeweiligen Komponenten kann durch die Begrenzung der Übertragung eines zu hohen Drehmoments auf die jeweiligen Komponenten verhindert werden. Ferner ist die Kraftübertragungsvorrichtung 3 in dem Eingangsbereich des Antriebssystems angeordnet, weshalb ein zu übertragendes Drehmoment relativ klein ist und die Kapazität des Drehmomentbegrenzers 32 verringert werden kann. Aus dem gleichen Grund wie oben ist ferner eine kompakte Ausbildung des Dämpfungsmechanismus 31 möglich.
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[Zweite beispielhafte Ausführungsform]
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3 zeigt ein Antriebssystem, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung 103 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Antriebssystem enthält den Elektromotor 1 und ein Getriebe 102. Ferner ist die Kraftübertragungsvorrichtung 103 in dem Getriebe 2 angeordnet. Bei diesem Antriebssystem ist die Drehung des Elektromotors 1 derart ausgelegt, dass diese durch das Getriebe 2 verzögert wird, und die verzögerte Drehung wird in die rechte und in die linke Achse 5 und 4 eingeleitet. In der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind Elemente, die mit jenen der ersten Ausführungsform identisch sind, mit identischen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr gesondert erläutert.
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Das Getriebe 102 hat eine Eingangswelle 111, ein Eingangszahnrad 112, eine Zwischenwelle 113, ein Reduktionszahnrad 114, ein Zwischenzahnrad 115, das Ausgangszahnrad 16 und die Ausgleichsvorrichtung 17. Das Eingangszahnrad 112 und das Reduktionszahnrad 114 bilden einen ersten Reduktionsmechanismus 121, während die Zwischenwelle 113, das Zwischenzahnrad 115 und das Ausgangszahnrad 16 einen zweiten Reduktionsmechanismus 122 bilden.
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Die Eingangswelle 111 ist rohrförmig, und ihre beiden Enden sind über ein Lagerpaar durch ein Gehäuse 102a des Getriebes 102 drehbar gelagert. Der innere Umfangsbereich der Eingangswelle 111 und der Ausgangswelle 1a des Motors 1 sind keilverbunden. Das Eingangszahnrad 112 ist an dem äußeren Umfangsbereich der Eingangswelle 111 angeordnet und ist mit der Eingangswelle 111 einstückig ausgebildet.
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Die Zwischenwelle 113 ist rohrförmig, und ihre beiden Enden sind über ein Lagerpaar durch das Gehäuse 102a des Getriebes 102 drehbar gelagert. Das Reduktionszahnrad 114 ist an einem Endbereich der Zwischenwelle 113 angeordnet und mit der Zwischenwelle 113 einstückig ausgebildet. Das Zwischenzahnrad 115 ist an das Reduktionszahnrad 114 seitlich angrenzend angeordnet. Das Zwischenzahnrad 115 ist durch die Zwischenwelle 113 gestützt und kann sich relativ zur Zwischenwelle drehen. Das Reduktionszahnrad 114 kämmt mit dem Eingangszahnrad 112. Das Zwischenzahnrad 115 hingegen kämmt mit dem Ausgangszahnrad 16.
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Die Kraftübertragungsvorrichtung 103 ist bezüglich des Zwischenzahnrads 115 auf der gegenüberliegenden Seite des Reduktionszahnrads 114 angeordnet. Die Grundstruktur der Kraftübertragungsvorrichtung 103 ist ähnlich wie jene in der ersten beispielhaften Ausführungsform und enthält den Dämpfungsmechanismus 31 und den Drehmomentbegrenzer 32.
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Die Keilnabe 34 des Dämpfungsmechanismus 31 ist mit der Zwischenwelle 113 verkeilt.
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Ferner befindet sich die Ausgangsseite (die abtriebsseitigen Platten unter den mehreren Kupplungsplatten) des Drehmomentbegrenzers 32 im Eingriff mit einem Flansch 130, der an der Seitenfläche des Zwischenzahnrads 15 befestigt ist. Der Flansch 130 hat: einen scheibenförmigen Hauptkörper 130a mit einer Öffnung in seinem zentralen Bereich; und einen rohrförmigen Bereich 130b, der an einem Ende der äußeren Peripherie des Hauptkörpers 130a derart gebildet ist, dass er sich axial von dieser erstreckt.
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Der innere Umfangsbereich des Hauptkörpers 130a ist an der Seitenfläche des Zwischenzahnrads 115 befestigt. Ferner hat der rohrförmige Bereich 130b eine Vielzahl von Zähnen, die an seiner äußeren Peripherie gebildet sind, und die Zähne befinden sich im Eingriff mit den inneren Umfangsbereichen der abtriebsseitigen Platten 42b unter den mehreren Kupplungsplatten.
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Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist die Drehung des Motors 1 derart ausgelegt, dass diese durch den ersten Reduktionsmechanismus 121 des Getriebes 102 verzögert wird und die verzögerte Drehung in den Dämpfungsmechanismus 31 des Kraftübertragungsmechanismus 103 eingeleitet wird. Ferner wird die Drehung über den Drehmomentbegrenzer 32 auf den zweiten Reduktionsmechanismus 122 übertragen und des weiteren in die Ausgleichsvorrichtung 17 eingeleitet. In der Ausgleichsvorrichtung 17 wird ein Drehmoment entsprechend den Lasten, die auf die jeweiligen Antriebsräder 4 und 5 wirken, auf die jeweiligen Achsen 4 und 5 verteilt und übertragen.
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Ähnlich wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform kann das Antriebssystem der zweiten beispielhaften Ausführungsform ein Rasten des Motors 1 verhindern und kann eine Beschädigung der Komponenten verhindern, indem die Übertragung eines zu hohen Drehmoments auf die jeweiligen Komponenten begrenzt wird. Ferner ist die Kraftübertragungsvorrichtung 103 an der Zwischenwelle 113 montiert, auf welche die durch den ersten Reduktionsmechanismus 121 verzögerte Drehung übertragen wird. Daher ist ein zu übertragendes Drehmoment hoch, doch die Drehzahl ist relativ niedrig. Die Festigkeit der jeweiligen Komponenten kann dadurch verringert werden, was zu einer Reduzierung der Kosten und des Gewichts führt. Bei einem Elektrofahrzeug neigt die Drehzahl des Motors 1 zu einem höheren Wert als die Drehzahl der Antriebsmaschine. Diesbezüglich ist die zweite beispielhafte Ausführungsform insbesondere dahingehend wirksam, dass die Drehzahl der Kraftübertragungsvorrichtung 103 niedrig wird.
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[Dritte beispielhafte Ausführungsform]
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4 zeigt ein Antriebssystem, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung 203 gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsforme der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Antriebssystem enthält den Elektromotor 1 und ein Getriebe 202. Ferner ist die Kraftübertragungsvorrichtung 203 in dem Getriebe 202 angeordnet. Bei diesem Antriebssystem ist die Drehung des Elektromotors 1 derart ausgelegt, dass diese durch das Getriebe 202 verzögert wird, und die verzögerte Drehung wird auf die rechte und die linke Achse 5 und 4 übertragen.
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In der dritten beispielhaften Ausführungsform sind Elemente, die identisch sind mit jenen der ersten und der zweiten Ausführungsform, mit identischen Bezugszeichen versehen und werden ähnlich wie die diesbezüglichen Elemente in der ersten und in der zweiten Ausführungsform nicht mehr gesondert erläutert.
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Das Getriebe 102 hat eine Eingangswelle 211, ein Eingangszahnrad 212, eine Zwischenwelle 213, ein Reduktionszahnrad 214, ein Zwischenzahnrad 215, das Ausgangszahnrad 16 und die Ausgleichsvorrichtung 17. Das Eingangszahnrad 215 und das Reduktionszahnrad 214 bilden einen ersten Reduktionsmechanismus 221, während die Zwischenwelle 213, das Zwischenzahnrad 215 und das Ausgangszahnrad 16 einen zweiten Reduktionsmechanismus 222 bilden.
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Die speziellen Formen der jeweiligen Elemente in der dritten beispielhaften Ausführungsform unterscheiden sich von jenen der korrespondierenden Elemente in der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Die übrigen Strukturen in der dritten Ausführungsform sind grundsätzlich die gleichen wie in der zweiten Ausführungsform, obwohl die Anordnung der Kraftübertragungsvorrichtung 203 in der dritten beispielhaften Ausführungsform sich lediglich von jener der Kraftübertragungsvorrichtung in der zweiten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet.
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Kurz zusammengefasst: Das Reduktionszahnrad 214 und das Zwischenzahnrad 215 in der dritten beispielhaften Ausführungsform sind an beiden Enden der Zwischenwelle 213 angeordnet, während die Kraftübertragungsvorrichtung 203 zwischen diesen Zahnrädern 214 und 215 liegt.
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Die Konstruktion der Kraftübertragungsvorrichtung 203 ist ähnlich wie jene in den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen und umfasst den Dämpfungsmechanismus 31 und den Drehmomentbegrenzer 32. Ein Kraftübertragungsweg ist ähnlich konfiguriert wie jener in der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Mit anderen Worten: die Kraft wird von der Zwischenwelle 213 in die Keilnabe des Dämpfungsmechanismus 31 eingeleitet und dann von dem Ausgangsbereich (den abtriebsseitigen Platten) des Drehmomentbegrenzers 32 an das rohrförmige Element 230 abgegeben, das an dem Zwischenzahnrad 215 befestigt ist. Das rohrförmige Element 230 hat: einen Festlegungsbereich 230a, der an einer Seitenfläche des Zwischenzahnrads 215 auf der Seite des Reduktionszahnrads 214 befestigt ist; und einen rohrförmigen Eingriffsbereich 230b, der sich von der äußeren Peripherie des Festlegungsbereichs 230a axial erstreckt. Ferner hat der rohrförmige Eingriffsbereich 230b eine Vielzahl von Zähnen, die an seiner äußeren Peripherie gebildet sind und die sich mit den inneren Peripherien der antriebsseitigen Kupplungsplatten des Drehmomentbegrenzers 32 im Eingriff befinden.
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Der Kraftübertragungsweg der vorstehend genannten Vorrichtung ist ähnlich wie jener der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere ist die Drehung des Motors 1 derart ausgelegt, dass diese durch den ersten Reduktionsmechanismus 221 des Getriebes 202 verzögert wird, und die verzögerte Drehung wird in den Dämpfungsmechanismus 31 des Kraftübertragungsmechanismus 203 eingeleitet. Ferner ist die Drehung derart ausgelegt, dass diese über den Drehmomentbegrenzer 32 in den zweiten Reduktionsmechanismus 222 eingeleitet wird und weiter in die Ausgleichsvorrichtung 17 eingeleitet wird. In der Ausgleichsvorrichtung 17 wird ein Drehmoment entsprechend den Lasten, die auf die jeweiligen Antriebsräder 4 und 5 wirken, auf die jeweiligen Achsen 4 und 5 verteilt und übertragen.
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Mit dem Antriebssystem der dritten beispielhaften Ausführungsform können ähnlich vorteilhafte Wirkungen erzielt werden wie mit dem Antriebssystem der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Kurz zusammengefasst lässt sich das Rasten des Motors 1 verhindern, und auch eine Beschädigung der jeweiligen Komponenten kann verhindert werden, indem die Übertragung eines zu hohen Drehmoments auf die jeweiligen Komponenten begrenzt wird. Ferner ist die Drehzahl der Kraftübertagungsvorrichtung 203 niedrig, so dass die Festigkeit der jeweiligen Komponenten verringert werden kann, wodurch die Kosten und das Gewicht reduziert werden.
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[Vierte beispielhafte Ausführungsform]
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5 zeigt ein Antriebssystem, bei dem eine Kraftübertragungsvorrichtung 303 gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Antriebssystem enthält den Elektromotor 1 und ein Getriebe 302. Ferner ist die Kraftübertragungsvorrichtung 303 in dem Getriebe 302 angeordnet. Bei diesem Antriebssystem ist die Drehung des Elektromotors 1 derart ausgelegt, dass diese durch das Getriebe 302 verzögert wird, und die verzögerte Drehung wird auf die rechte und auf die linke Achse 5 und 4 übertragen. In der vierten Ausführungsform sind Elemente, die identisch sind mit jenen der vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen, jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr gesondert erläutert.
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Das Getriebe 302 hat eine Eingangswelle 311, ein Eingangszahnrad 312, eine Zwischenwelle 313, ein Reduktionszahnrad 314, ein Zwischenzahnrad 315, ein Ausgangszahnrad 316 und die Ausgleichsvorrichtung 17. Das Eingangszahnrad 312 und das Reduktionszahnrad 314 bilden einen ersten Reduktionsmechanismus 321, während die Zwischenwelle 313, das Zwischenzahnrad 315 und ein Teil der Kraftübertragungsvorrichtung 303 einen zweiten Reduktionsmechanismus 322 bilden.
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Die Eingangswelle 311 ist rohrförmig, und ihre beiden Enden sind über ein Lagerpaar durch ein Gehäuse 302a des Getriebes 302 drehbar gelagert. Der innere Umfangsbereich der Eingangswelle 311 und der Ausgangswelle 1a des Motors 1 sind keilverbunden. Das Eingangszahnrad 312 ist an dem äußeren Umfangsbereich der Eingangswelle 311 angeordnet und ist mit der Eingangswelle 311 einstückig ausgebildet.
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Die Zwischenwelle 313 ist rohrförmig, und ihre beiden Enden sind über ein Lagerpaar durch das Gehäuse 302a des Getriebes 302 drehbar gelagert. Das Reduktionszahnrad 314 ist an einem Endbereich der Zwischenwelle 313 angeordnet und mit der Zwischenwelle 313 einstückig ausgebildet. Das Reduktionszahnrad 314 kämmt mit dem Eingangszahnrad 312. Andererseits ist das Zwischenzahnrad 315 an dem anderen Endbereich der Zwischenwelle 313 angeordnet. Das Zwischenzahnrad 315 ist mit der Zwischenwelle 313 keilverbunden.
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Die Kraftübertragungsvorrichtung 303 enthält einen Dämpfungsmechanismus 331 und einen Drehmomentbegrenzer 332.
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Der Dämpfungsmechanismus 331 hat: eine Keilnabe 334 als Eingangsbereich; ein Paar von Platten 335, die auf beiden Seiten des Flansches der Keilnabe 334 angeordnet sind; und eine Vielzahl von Torsionsfedern 336, die die Keilnabe 334 und das Plattenpaar 335 in der Drehrichtung verbinden.
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Der innere Umfangsbereich der Keilnabe 334 ist über ein Lager durch das Gehäuse 24 der Ausgleichsvorrichtung 17 drehbar gelagert. Ferner hat die Keilnabe 334 ein Nabenzahnrad 334a an ihrem äußeren Umfangsbereich, und das Nabenzahnrad 334a kämmt mit dem Zwischenzahnrad 315.
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Es ist anzumerken, dass ein Mechanismus zur Erzeugung eines Hysteresedrehmoments zum Dämpfen von Vibrationen zwischen der Keilnabe 334 und dem Plattenpaar 335 angeordnet ist.
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Die Konstruktion des Drehmomentbegrenzers 332 ist ähnlich wie die Konstruktionen der Drehmomentbegrenzer in den jeweiligen beispielhaften Ausführungsformen. Der Drehmomentbegrenzer 332 hat ein rohrförmiges Gehäuse, einen Drehmomentbegrenzungsbereich mit einer Vielzahl von Kupplungsplatten usw. Ferner kämmen die abtriebsseitigen Platten unter den mehreren Kupplungsplatten mit dem Ausgangszahnrad 316, das an dem Gehäuse der Ausgleichsvorrichtung 17 befestigt ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist die Drehung des Motors 1 derart ausgelegt, dass diese durch den ersten Reduktionsmechanismus 321 des Getriebes 302 verzögert wird, und die verzögerte Drehung wird über das Zwischenzahnrad 315 und das Nabenzahnrad 334a in den Dämpfungsmechanismus 331 des Kraftübertragungsmechanismus 303 eingeleitet. Ferner ist die Drehung derart ausgelegt, dass diese über den Drehmomentbegrenzer 332 in das Ausgangszahnrad 316 und in die Ausgleichsvorrichtung 17 eingeleitet wird. In der Ausgleichsvorrichtung 17 wird ein Drehmoment entsprechend den Lasten, die auf die jeweiligen Antriebsräder 4 und 5 wirken, auf die jeweiligen Achsen 4 und 5 verteilt und übertragen.
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Ähnlich wie bei dem Antriebssystem der jeweiligen beispielhaften Ausführungsformen kann bei dem Antriebssystem der vierten bespielhaften Ausführungsform ein Rasten des Motors 1 verhindert werden, und es kann eine Beschädigung der jeweiligen Komponenten verhindert werden, indem die Übertragung eines zu hohen Drehmoments auf die jeweiligen Komponenten begrenzt wird. Ferner ist die Kraftübertragungsvorrichtung 303 vorliegend dem ersten und dem zweiten Reduktionsmechanismus 321 und 322 in dem Kraftübertragungsfluss nachgeschaltet. Deshalb ist die Drehzahl der Kraftübertragungsvorrichtung 303 niedrig, so dass die Festigkeit der betreffenden Komponenten verringert werden kann, was zu einer Reduzierung der Kosten und des Gewichts führt.
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[Weitere beispielhafte Ausführungsform]
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Vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des Rahmens der Erfindung vielfältige Änderungen oder Modifikationen möglich.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Bei der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung ist zumindest der Dämpfungsmechanismus oder zumindest der Drehmomentbegrenzer in dem Antriebsstrang zwischen dem Elektromotor und den Antriebsrädern angeordnet. Falls der Dämpfungsmechanismus vorgesehen ist, kann ein Rasten verhindert werden. Falls andererseits der Drehmomentbegrenzer vorgesehen ist, kann verhindert werden, dass die jeweiligen Komponenten aufgrund eines auf sie übertragenen zu hohen Drehmoments beschädigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 2, 102, 202, 302
- Getriebe
- 3, 103, 203, 303
- Kraftübertragungsvorrichtung
- 11, 111, 211, 311
- Eingangswelle (erste Welle)
- 12, 112, 212, 312
- Eingangszahnrad
- 13, 113, 213, 313
- Zwischenwelle (zweite Welle)
- 14, 114, 214, 314
- Reduktionszahnrad
- 15, 115, 215, 315
- Zwischenzahnrad
- 16, 316
- Ausgangszahnrad
- 17
- Ausgleichsvorrichtung (Abtriebsmechanismus)
- 31, 331
- Dämpfungsmechanismus
- 32, 332
- Drehmomentbegrenzer
