JP2024034446A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるトルクコンバータを備えた動力伝達装置を提供する。【解決手段】トルクコンバータ１４に第１、第２ステータ翼車３２、３４が設けられることにより、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるようになる。また、第１、第２遊星歯車装置４２、４４が設けられ、ＴＣ入力軸２０の正回転時には第１入出力翼車３０から第１遊星歯車装置４２を経てＴＣ出力軸２２に回転が伝達される一方、ＴＣ入力軸２０の逆回転時には第２入出力翼車３６から第２遊星歯車装置４４を経てＴＣ出力軸２２に回転が伝達されるため、トルクコンバータ１４の流体の流通が阻害される恐れがなく、トルク増幅作用が適切に得られる。【選択図】図１

Description

本発明は、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られる動力伝達装置に関する。

特許文献１には、車両の駆動力をトルク増幅して駆動輪側へ伝達する、トルクコンバータを備えた動力伝達装置が記載されている。トルクコンバータと駆動輪との間には前進用および後進用のギヤ列が並列に設けられ、切換機構によって切り替えられるようになっている。

特開２０２１－１４９０１号公報

特許文献１では走行用の動力源として電動機を備えており、電動機の回転方向を切り替えるだけで前進走行および後進走行を行なうことができるが、トルクコンバータによってトルク増幅作用が得られる電動機の回転方向が一方向に限定されるため、前進用および後進用のギヤ列を設ける必要があり、改善の余地があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるトルクコンバータを備えた動力伝達装置を提供することにある。

本発明は、(a) 一軸線上に第１入出力翼車、第１ステータ翼車、第２ステータ翼車、および第２入出力翼車が、その順番で軸方向に設けられているとともに、(b) 前記第１ステータ翼車は逆回転が許容されるとともに正回転が阻止されるように一方向クラッチを介して固定部材に連結され、前記第２ステータ翼車は正回転が許容されるとともに逆回転が阻止されるように一方向クラッチを介して前記固定部材に連結されており、(c) 入力部材の正回転時には、前記第２入出力翼車が前記入力部材と一体的に正回転方向へ回転させられるとともに、前記第２ステータ翼車の逆回転が阻止されることにより、前記第１入出力翼車が流体を介してトルク増幅されて正回転方向へ回転駆動されて出力部材に出力する一方、(d) 前記入力部材の逆回転時には、前記第１入出力翼車が前記入力部材と一体的に逆回転方向へ回転させられるとともに、前記第１ステータ翼車の正回転が阻止されることにより、前記第２入出力翼車が流体を介してトルク増幅されて逆回転方向へ回転駆動されて前記出力部材に出力する、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られる流体式のトルクコンバータを備えている、動力伝達装置であって、(e) 前記第１入出力翼車と前記出力部材との間に配設された第１遊星歯車装置、および前記第２入出力翼車と前記出力部材との間に配設された第２遊星歯車装置を有するとともに、前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のキャリアは何れも前記固定部材に固定されており、(f) 前記入力部材の正回転時には、前記第１遊星歯車装置のサンギヤが前記第１入出力翼車と一体的に回転させられるとともにリングギヤが前記出力部材と一体的に回転させられる一方、前記入力部材の逆回転時には、前記第２遊星歯車装置のサンギヤが前記第２入出力翼車と一体的に回転させられるとともにリングギヤが前記出力部材と一体的に回転させられることを特徴とする。

このような動力伝達装置によれば、トルクコンバータに第１、第２ステータ翼車が設けられることにより、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるようになり、例えば動力源として電動機を有する電動車両の場合、電動機の回転方向を切り替えるだけで前進走行および後進走行を行なうことができるとともに、トルクコンバータによるトルク増幅作用が適切に得られる。

また、このような正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるトルクコンバータの場合、入力部材の逆回転時に第２入出力翼車の回転を出力部材に伝達するためにトルク伝達部材等を配設することが考えられるが、ステータ翼車と入出力翼車との間の流体の流通が阻害されてトルク増幅性能が損なわれる可能性がある。これに対し、本発明では第１、第２遊星歯車装置が設けられ、入力部材の正回転時には第１入出力翼車から第１遊星歯車装置を経て出力部材に回転が伝達され、入力部材の逆回転時には第２入出力翼車から第２遊星歯車装置を経て出力部材に回転が伝達されるため、流体の流通が阻害される恐れがなく、トルクコンバータのトルク増幅作用が適切に得られる。しかも、第１、第２遊星歯車装置は減速機として機能するため、トルクコンバータによって増幅されたトルクが更に増幅されて出力部材に伝達される。

本発明の一実施例である車両用の動力伝達装置を説明する骨子図である。 図１の６つの一方向クラッチＣ１～Ｃ６の作動を説明する作動表である。 トルク伝達部材を有するトルクコンバータの一例を説明する骨子図である。

本発明は、動力源として電動機のみを備えている電気自動車の動力伝達装置に好適に適用されるが、電動機の他にエンジン（内燃機関）を備えているハイブリッド式電動車両など、種々の車両用の動力伝達装置に適用され得る。トルクコンバータを備えた車両用以外の動力伝達装置に適用することもできる。第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置としては、シングルピニオン型、ダブルピニオン型の何れを採用することもできる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である動力伝達装置１２を備えている電動車両１０の駆動装置を説明する骨子図で、動力源として一軸線Ｓ１上に回転機ＭＧを備えている。一軸線Ｓ１上には、回転機ＭＧの他に、第１遊星歯車装置４２、トルクコンバータ１４、第２遊星歯車装置４４、および変速機１６が、その順番で軸方向（一軸線Ｓ１と平行な方向で図１における左右方向）に設けられている。回転機ＭＧ、第１遊星歯車装置４２、トルクコンバータ１４、第２遊星歯車装置４４、変速機１６は、何れも一軸線Ｓ１まわりに略対称的に構成されており、図１は一軸線Ｓ１よりも上半分を示した図であり、一軸線Ｓ１の中心部分には出力軸１８が配設されている。回転機ＭＧは、電動機および発電機として択一的に用いられるモータジェネレータで、電動機として機能するように力行制御されることにより走行用の動力源として用いられる。回転機ＭＧは、電動車両１０の前進走行時には正回転方向へ回転させられ、後進走行時には逆回転方向へ回転させられる。正回転および逆回転の方向は任意に定めることが可能で、正回転が後進走行、逆回転が前進走行であっても良い。図の中で四角形に×を付した部材はローラベアリング等の軸受である。

回転機ＭＧのロータは、トルクコンバータ１４の入力部材であるＴＣ入力軸２０に連結されている。変速機１６はシングルピニオン型の遊星歯車装置で、サンギヤ１６ｓはトルクコンバータ１４の出力部材であるＴＣ出力軸２２に連結されており、キャリア１６ｃはケース２４に固定されており、リングギヤ１６ｒは出力軸１８に連結されている。これにより、回転機ＭＧから出力された回転は、トルクコンバータ１４によりトルク増幅されて変速機１６に伝達され、その変速機１６で減速（トルク増幅）されるとともに回転方向が反転させられた後に出力軸１８から図示しない駆動輪側へ出力される。変速機１６は減速機として機能するが、省略することもできる。

トルクコンバータ１４は、一軸線Ｓ１上にＴＣ入力軸２０側から第１入出力翼車３０、第１ステータ翼車３２、第２ステータ翼車３４、および第２入出力翼車３６が軸方向に順番に設けられている。第２入出力翼車３６とＴＣ入力軸２０との間には第１一方向クラッチＣ１が設けられ、第１入出力翼車３０とＴＣ入力軸２０との間には第２一方向クラッチＣ２が設けられ、第１入出力翼車３０とＴＣ出力軸２２との間には第３一方向クラッチＣ３が設けられ、第２入出力翼車３６とＴＣ出力軸２２との間には第４一方向クラッチＣ４が設けられ、第１ステータ翼車３２と固定部材３８との間には第５一方向クラッチＣ５が設けられ、第２ステータ翼車３４と固定部材３８との間には第６一方向クラッチＣ６が設けられている。固定部材３８は支持部４０を介してケース２４に固定されている。第１入出力翼車３０および第２入出力翼車３６は、ロックアップクラッチＬＵを介して直結される。ロックアップクラッチＬＵは油圧式の摩擦クラッチ等にて構成されており、例えば非通電時に係合させられるノーマリクローズ型で、所定車速以下の車両発進時等に開放される。

トルクコンバータ１４のＴＣ入力軸２０側には第１遊星歯車装置４２が配設されており、反対側には第２遊星歯車装置４４が配設されている。遊星歯車装置４２、４４は、ギヤ比が同じシングルピニオン型で、キャリア４２ｃ、４４ｃが前記固定部材３８に固定されている。第１遊星歯車装置４２のサンギヤ４２ｓは、第３一方向クラッチＣ３を介して第１入出力翼車３０に連結され、リングギヤ４２ｒはＴＣ出力軸２２に連結されており、第１入出力翼車３０の回転が第１遊星歯車装置４２を介して減速（トルク増幅）されるとともに反転させられてＴＣ出力軸２２に伝達される。また、第２遊星歯車装置４４のサンギヤ４４ｓは、第４一方向クラッチＣ４を介して第２入出力翼車３６に連結され、リングギヤ４４ｒはＴＣ出力軸２２に連結されており、第２入出力翼車３６の回転が第２遊星歯車装置４４を介して減速（トルク増幅）されるとともに反転させられてＴＣ出力軸２２に伝達される。

図２は、一方向クラッチＣ１～Ｃ６の作動を説明する作動表で、前進走行時すなわちＴＣ入力軸２０の正回転時には、一方向クラッチＣ１、Ｃ３、およびＣ６が係合させられるとともに、他の一方向クラッチＣ２、Ｃ４、およびＣ５がフリー状態（係合解除状態）になる。これにより、第２入出力翼車３６が第１一方向クラッチＣ１を介してＴＣ入力軸２０と一体的に正回転方向へ回転させられるとともに、第６一方向クラッチＣ６により第２ステータ翼車３４の逆回転が阻止され、第１入出力翼車３０が流体を介してトルク増幅されて正回転方向へ回転させられる。そして、第３一方向クラッチＣ３を介して第１遊星歯車装置４２のサンギヤ４２ｓが第１入出力翼車３０と一体的に回転させられるとともに、リングギヤ４２ｒがＴＣ出力軸２２と一体的に逆回転方向へ回転させられる。第２ステータ翼車３４は、第６一方向クラッチＣ６を介して正回転が許容されるとともに逆回転が阻止されるように配設されている。

一方、後進走行時すなわちＴＣ入力軸２０の逆回転時には、一方向クラッチＣ１、Ｃ３、およびＣ６がフリー状態になるとともに、他の一方向クラッチＣ２、Ｃ４、およびＣ５が係合させられる。これにより、第１入出力翼車３０が第２一方向クラッチＣ２を介してＴＣ入力軸２０と一体的に逆回転方向へ回転させられるとともに、第５一方向クラッチＣ５により第１ステータ翼車３２の正回転が阻止され、第２入出力翼車３６が流体を介してトルク増幅されて逆回転方向へ回転させられる。そして、第４一方向クラッチＣ４を介して第２遊星歯車装置４４のサンギヤ４４ｓが第２入出力翼車３６と一体的に回転させられるとともに、リングギヤ４４ｒがＴＣ出力軸２２と一体的に正回転方向へ回転させられる。第１ステータ翼車３２は、第５一方向クラッチＣ５を介して逆回転が許容されるとともに正回転が阻止されるように配設されている。

なお、第１一方向クラッチＣ１～第４一方向クラッチＣ４の一部または全部を、係合開放制御可能な摩擦クラッチや噛合クラッチで構成することもできる。また、一方向クラッチＣ３、Ｃ４を、動力伝達方向を反転させてリングギヤ４２ｒ、４４ｒとＴＣ出力軸２２との間に配設することもできる。

このような動力伝達装置１２によれば、トルクコンバータ１４に第１、第２ステータ翼車３２、３４が設けられることにより、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるようになり、正逆回転を切り替えるためのギヤ列等が不要になる。すなわち、電動車両１０の場合、回転機ＭＧの回転方向を切り替えるだけで前進走行および後進走行を行なうことができるとともに、トルクコンバータ１４によるトルク増幅作用が適切に得られ、発進時の大駆動力を確保できる。

また、第１、第２遊星歯車装置４２、４４が設けられ、ＴＣ入力軸２０の正回転時には第１入出力翼車３０から第１遊星歯車装置４２を経てＴＣ出力軸２２に回転が伝達され、ＴＣ入力軸２０の逆回転時には第２入出力翼車３６から第２遊星歯車装置４４を経てＴＣ出力軸２２に回転が伝達されるため、トルクコンバータ１４の流体の流通が阻害される恐れがなく、トルク増幅作用が適切に得られる。しかも、第１、第２遊星歯車装置４２、４４は減速機として機能するため、トルクコンバータ１４によって増幅されたトルクが更に増幅されてＴＣ出力軸２２に伝達される。

すなわち、正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られるトルクコンバータの場合、ＴＣ入力軸２０の逆回転時における第２入出力翼車３６の回転を、固定部材３８を迂回してＴＣ出力軸２２に伝達するために、例えば図３の動力伝達装置５０のトルクコンバータ５２のようにトルク伝達部材５４を設けることが考えられる。トルク伝達部材５４は、ステータ翼車３２、３４の外周側に配設される円筒状部材５８と一対の支持部材６０、６２とを備えており、円筒状部材５８と一対の支持部材６０、６２とが棒材等の連結部材６４、６６によって連結されるとともに、一方の支持部材６２を介してＴＣ出力軸２２に連結される。このような動力伝達装置５０によれば、一対の遊星歯車装置４２、４４が不要であるが、第２ステータ翼車３４と第２入出力翼車３６との間、第１ステータ翼車３２と第１入出力翼車３０との間で、連結部材６４、６６が一軸線Ｓ１まわりに回転させられるため、流体の流通が阻害されてトルク増幅性能が損なわれる恐れがある。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：動力伝達装置 １４：トルクコンバータ ２０：ＴＣ入力軸（入力部材） ２２：ＴＣ出力軸（出力部材） ３０：第１入出力翼車 ３２：第１ステータ翼車 ３４：第２ステータ翼車 ３６：第２入出力翼車 ３８：固定部材 ４２：第１遊星歯車装置 ４４：第２遊星歯車装置 Ｓ１：一軸線 Ｃ５、Ｃ６：一方向クラッチ

Claims (1)

1. 一軸線上に第１入出力翼車、第１ステータ翼車、第２ステータ翼車、および第２入出力翼車が、その順番で軸方向に設けられているとともに、
   前記第１ステータ翼車は逆回転が許容されるとともに正回転が阻止されるように一方向クラッチを介して固定部材に連結され、前記第２ステータ翼車は正回転が許容されるとともに逆回転が阻止されるように一方向クラッチを介して前記固定部材に連結されており、
   入力部材の正回転時には、前記第２入出力翼車が前記入力部材と一体的に正回転方向へ回転させられるとともに、前記第２ステータ翼車の逆回転が阻止されることにより、前記第１入出力翼車が流体を介してトルク増幅されて正回転方向へ回転駆動されて出力部材に出力する一方、
   前記入力部材の逆回転時には、前記第１入出力翼車が前記入力部材と一体的に逆回転方向へ回転させられるとともに、前記第１ステータ翼車の正回転が阻止されることにより、前記第２入出力翼車が流体を介してトルク増幅されて逆回転方向へ回転駆動されて前記出力部材に出力する、
   正逆両方向の回転でトルク増幅作用が得られる流体式のトルクコンバータを備えている、動力伝達装置であって、
   前記第１入出力翼車と前記出力部材との間に配設された第１遊星歯車装置、および前記第２入出力翼車と前記出力部材との間に配設された第２遊星歯車装置を有するとともに、前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のキャリアは何れも前記固定部材に固定されており、
   前記入力部材の正回転時には、前記第１遊星歯車装置のサンギヤが前記第１入出力翼車と一体的に回転させられるとともにリングギヤが前記出力部材と一体的に回転させられる一方、前記入力部材の逆回転時には、前記第２遊星歯車装置のサンギヤが前記第２入出力翼車と一体的に回転させられるとともにリングギヤが前記出力部材と一体的に回転させられる
   ことを特徴とする動力伝達装置。

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