JP5685425B2 - 電気自動車用変速装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、入力軸に連結されるサンギアと、サンギアの外側に配置されるリングギアと、出力軸に連結されるプラネットキャリアに回転自在に装着されサンギアとリングギアに噛合うピニオンギアを具えた遊星歯車機構と、入力軸とリングギアの間に設けられ、入力軸とリングギアを締結する締結状態と、締結を解放する解放状態に切換える変速クラッチと、入力軸に連結され、入力軸と一体で回転する摩擦要素と、リングギアとケース体の間に組込まれ、摩擦要素の回転と同一方向へのリングギアの回転を許容し、摩擦要素の回転と回転方向へのリングギアの回転を阻止する2方向クラッチを有する変速装置が開示されている。
前記ハウジング内部において、前記入力軸から出力軸に向けて順に、前記シンクロ機構、クラッチ機構、及び遊星歯車機構が配設されており、
前記シンクロ機構のスリーブが前記フォークロッドと連結され、該スリーブとスプライン嵌合するハブが、前記入力軸上のハウジングに軸方向に可動、且つ、回転不能に固定され、前記スリーブとハブの間に第一ばねが設けられ、コーン部が前記クラッチ機構のクラッチドラムに連結されており、
前記クラッチ機構は、前記入力軸とクラッチドラムを締結する締結状態と、解放する解放状態に切換えられ、該クラッチ機構と前記ハブとの間に第二ばねが設けられており、
前記遊星歯車機構は、シングルピニオン式であって、前記入力軸とサンギアが連結され、リングギアが前記クラッチドラムと連結され、プラネットキャリアが前記出力軸と連結されており、
前記シンクロ機構の締結時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向への移動により、前記第1ばねが圧縮されて前記ハブに前記クラッチ機構方向への力が加えられ、前記第2ばねが圧縮され、且つ、前記クラッチ機構のピストンが前記遊星歯車機構の方向に押されて前記クラッチ機構が解放され、
前記シンクロ機構の解放時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向とは逆方向への移動により、前記第2ばねの弾性反発力により前記ピストンが前記シンクロ機構の方向に押されて前記クラッチ機構が締結されることを特徴とする電気自動車用変速装置によって前記課題を解決した。
前記ハウジング内部において、前記入力軸から出力軸に向けて順に、前記シンクロ機構、クラッチ機構、及び遊星歯車機構が配設されており、
前記シンクロ機構のスリーブが前記フォークロッドと連結され、該スリーブとスプライン嵌合するハブが、前記入力軸上のハウジングに軸方向に可動、且つ、回転不能に固定され、前記スリーブとハブの間に第一ばねが設けられ、コーン部が前記クラッチ機構のクラッチドラムに連結されており、
前記クラッチ機構は、前記入力軸とクラッチドラムを締結する締結状態と、解放する解放状態に切換えられ、該クラッチ機構と前記ハブとの間に第二ばねが設けられており、
前記遊星歯車機構は、ダブルピニオン式であって、前記入力軸とサンギアが連結され、前記プラネットキャリアが前記クラッチドラムと連結され、前記リングギアが前記出力軸と連結されており、
前記シンクロ機構の締結時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向への移動により、前記第1ばねが圧縮されて前記ハブに前記クラッチ機構方向への力が加えられ、前記第2ばねが圧縮され、且つ、前記クラッチ機構のピストンが前記遊星歯車機構の方向に押されて前記クラッチ機構が解放され、
前記シンクロ機構の解放時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向とは逆方向への移動により、前記第2ばねの弾性反発力により前記ピストンが前記シンクロ機構の方向に押されて前記クラッチ機構が締結されることを特徴とする電気自動車用変速装置とすることもできる。
さらに、請求項6のように、パーキングギアが潤滑油掻揚げギアを兼ねる構成とするとよい。
また、パーキングギアが潤滑油掻揚げギアを兼ねる構成とすることにより、さらなる小型化が可能となる。
第1速では、モータ12のトルクは入力軸14へ伝わり、入力軸14の回転速度と同じ速度で、遊星歯車機構40のサンギア42が回転する。この時、クラッチ機構30は解放状態であるため、クラッチドラム36にモータ12からのトルクは伝わらない。また、シンクロ機構20が締結状態であるため、クラッチドラム36及びクラッチドラムと締結されているリングギア46は回転不能に固定される。よって、サンギア42の正転方向の回転に対し、ピニオンギア44が逆転方向に回転しながらサンギア42の周りを公転する。出力軸16はプラネットキャリア48と締結されているため、ピニオンギア44の公転のトルクが出力軸16に伝わることとなる。結果、モータのトルクは減速されて出力軸に伝わることとなる。また、リングギア46がシンクロ機構20によって回転不能に固定されているため、制動時においても出力軸16の回転はプラネットキャリア48、ピニオンギア44を通じてサンギア42へ伝わる。よって、制動時に、強制的に第2速へ変速しなくとも、エネルギー回生が可能である。
第1速時と同様、モータ12のトルクは入力軸14へ伝わり、入力軸14の回転速度と同じ速度で、遊星歯車機構40のサンギア42が回転する。しかし、シンクロ機構20が解放状態であるため、クラッチドラム36は回転可能の状態である。さらに、クラッチ機構30が締結状態であるため、クラッチドラム36は入力軸14の回転速度と同じ速度で回転する。すなわち、クラッチドラム36と締結されているリングギア46も入力軸14の回転速度と同じ速度で回転することとなる。サンギア42と、リングギア46が正転方向へ同一の速度で回転しているため、ピニオンギア44はサンギア42とリングギア46によって挟持され、サンギア42とリングギア46と同じ正転方向へ同速度で回転する。すなわち、入力軸14と出力軸16が直結状態となるため、モータ12のトルクが減速されることなく、ギアの噛合い伝達による動力損失を生じることなく、出力軸16へ伝わることとなる。
第1速から第2速に変速(増速)するためにフォークロッドを操作すると、シンクロ機構のスプライン嵌合が解放されるとともに、皿ばね29がハブ28から離れ、皿ばね38の弾性反発力によってピストン34が移動し、ドリブンプレート33がドライブプレート32に圧接される。このようにして第1速から第2速への変速が完了する。クラッチ機構30は、いきなり係合状態になるのではなく、滑りを伴いながら係合するため、この変速は衝撃なく行われる。
また、パーキングギア、潤滑油掻揚げギア、潤滑油案内用リブを具えることによって、パーキングロック機能を具えた、潤滑性能の高い変速装置を提供することができる。
そして、第1速のときのみ、モータの逆転を可能とする電子制御を組込む構成とすれば、後退時の速度超過及びこれによる事故を防ぐことができる。
10a 第2実施形態の変速装置
12 モータ
14 入力軸
16 出力軸
20 シンクロ機構
22 シフトフォーク
23 スリーブ
28 ハブ
30 クラッチ機構
36 クラッチドラム
40 遊星歯車機構
42 サンギア
46 リングギア
48 プラネットキャリア
52 ハウジング
53 パーキングギア(潤滑油拡散ギア)
56 出力軸側潤滑油案内用リブ
58 入力軸側潤滑油案内用リブ
62 フォークロッド
64 コイルばね
66 コイルばね
68 パーキングロックギア
Claims (9)
- 変速を操作するフォークロッド、シンクロ機構、クラッチ機構及び遊星歯車機構を具え、モータに連結される入力軸と、車輪に連結される出力軸が同一線上に配置され、ハウジングに収容される、2段変速の電気自動車用変速装置であって、
前記ハウジング内部において、前記入力軸から出力軸に向けて順に、前記シンクロ機構、クラッチ機構、及び遊星歯車機構が配設されており、
前記シンクロ機構のスリーブが前記フォークロッドと連結され、該スリーブとスプライン嵌合するハブが、前記入力軸上のハウジングに軸方向に可動、且つ、回転不能に固定され、前記スリーブとハブの間に第一ばねが設けられ、コーン部が前記クラッチ機構のクラッチドラムに連結されており、
前記クラッチ機構は、前記入力軸とクラッチドラムを締結する締結状態と、解放する解放状態に切換えられ、該クラッチ機構と前記ハブとの間に第二ばねが設けられており、
前記遊星歯車機構は、シングルピニオン式であって、前記入力軸とサンギアが連結され、リングギアが前記クラッチドラムと連結され、プラネットキャリアが前記出力軸と連結されており、
前記シンクロ機構の締結時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向への移動により、前記第1ばねが圧縮されて前記ハブに前記クラッチ機構方向への力が加えられ、前記第2ばねが圧縮され、且つ、前記クラッチ機構のピストンが前記遊星歯車機構の方向に押されて前記クラッチ機構が解放され、
前記シンクロ機構の解放時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向とは逆方向への移動により、前記第2ばねの弾性反発力により前記ピストンが前記シンクロ機構の方向に押されて前記クラッチ機構が締結されることを特徴とする、
電気自動車用変速装置。 - 変速を操作するフォークロッド、シンクロ機構、クラッチ機構及び遊星歯車機構を具え、モータに連結される入力軸と、車輪に連結される出力軸が同一線上に配置され、ハウジングに収容される、2段変速の電気自動車用変速装置であって、
前記ハウジング内部において、前記入力軸から出力軸に向けて順に、前記シンクロ機構、クラッチ機構、及び遊星歯車機構が配設されており、
前記シンクロ機構のスリーブが前記フォークロッドと連結され、該スリーブとスプライン嵌合するハブが、前記入力軸上のハウジングに軸方向に可動、且つ、回転不能に固定され、前記スリーブとハブの間に第一ばねが設けられ、コーン部が前記クラッチ機構のクラッチドラムに連結されており、
前記クラッチ機構は、前記入力軸とクラッチドラムを締結する締結状態と、解放する解放状態に切換えられ、該クラッチ機構と前記ハブとの間に第二ばねが設けられており、
前記遊星歯車機構は、ダブルピニオン式であって、前記入力軸とサンギアが連結され、前記プラネットキャリアが前記クラッチドラムと連結され、前記リングギアが前記出力軸と連結されており、
前記シンクロ機構の締結時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向への移動により、前記第1ばねが圧縮されて前記ハブに前記クラッチ機構方向への力が加えられ、前記第2ばねが圧縮され、且つ、前記クラッチ機構のピストンが前記遊星歯車機構の方向に押されて前記クラッチ機構が解放され、
前記シンクロ機構の解放時は、前記シフトフォークによる前記スリーブの前記クラッチ機構方向とは逆方向への移動により、前記第2ばねの弾性反発力により前記ピストンが前記シンクロ機構の方向に押されて前記クラッチ機構が締結されることを特徴とする、
電気自動車用変速装置。 - 前記フォークロッドとスリーブがシフトフォークによって連結され、該フォークロッドとシフトフォークの間にコイルばねが配設され、該フォークロッドの操作時に前記コイルばねが圧縮され、該コイルばねの弾性反発力によって前記シフトフォークが押進される、請求項1又は2の電気自動車用変速装置。
- 潤滑油掻揚げギアが、前記ハウジング内部に注入された潤滑油に浸るように、前記出力軸に設けられ、該出力軸の回転時、前記潤滑油掻揚げギアによって潤滑油が掻揚げられる、請求項1から3のいずれかの電気自動車用変速装置。
- パーキングロックギアが、前記フォークロッドに回転不能に固定され、駐車時、前記パーキングロックギアが前記出力軸に設けられたパーキングギアと噛合わされる、請求項1から4のいずれかの電気自動車用変速装置。
- 前記パーキングギアが前記潤滑油掻揚げギアを兼ねる、請求項5の電気自動車用変速装置。
- 前記フォークロッドとパーキングロックギアの間にコイルばねが配設され、前記パーキングロックギアとパーキングギアの歯面に面取加工がされた、請求項5又は6の電気自動車用変速装置。
- 前記ハウジング上部の内壁が前記出力軸側から入力軸側へ傾斜する斜面を有し、前記入力軸及び出力軸が挿通する挿通孔のある前記ハウジング側面の内壁に、前記挿通孔を底部としたV字状のリブが設けられ、前記シンクロ機構、クラッチ機構及び遊星歯車機構に潤滑油が浸入できるように、孔が、前記ハウジング、シンクロ機構のハブ及び遊星歯車機構のリングギアに設けられた、請求項4から7のいずれかの電気自動車用変速装置。
- 第1速のときのみモータの逆転が可能となるよう電子制御される、請求項1から8のいずれかの電気自動車用変速装置。
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