JP5876410B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
内保持器または外保持器は、軸方向に分離される第1保持部および第2保持部を備え、その第1保持部により第1スプラグが保持される一方、第2保持器により第2スプラグが保持される。また、第1保持部および第2保持部は円周方向に相対移動可能に構成されると共に、第2付勢部材により第1保持部および第2保持部が円周方向の一方に付勢される。その結果、第2付勢部材の付勢力により、第1保持部および第2保持部に形成される第1面および第2面が互いに当接し、第1保持部および第2保持部の円周方向の一方の相対移動が規制される。その結果、第2付勢部材の付勢力により第1保持部および第2保持部を一体に移動させることができ、第1荷重付与装置により荷重を付与することで、第1保持部に保持される第1スプラグ及び第2保持部に保持される第2スプラグを傾動させることができる。
但し、式(1)において、Lpは接点Aから荷重Pの作用点(溝部613d)までの水平距離であり、Lkは接点Aから遠心力Kの作用点(スプラグ613の重心G)までの水平距離であり、Lrは接点Aから荷重Rの作用点(接点C)までの垂直距離である。なお、回転モーメントMAは接点A回りの時計回りを正とする。また、荷重P,K及びRは、厳密にいえば、荷重の水平成分および垂直成分による誤差を考慮する必要があるが、その誤差は荷重P,K及びRの大きさに比べて著しく小さいため、荷重P及びKは垂直方向に作用し、荷重Rは水平方向に作用するものとする。
ここで、Lp<Lrであるとすれば、Lp/Lr<1である。よって、式(2)より、荷重R>Lp/Lr・P<Pとなる。従って、荷重付与装置15は、付勢部材616の付勢力(荷重P)よりも大きな荷重をスプラグ613に付与しなくとも、外輪12及び内輪11へスプラグ613を係合させることができる。これにより、荷重付与装置15を小型化できると共に、小さな荷重で済むので、エネルギー損失を抑制できる。ひいては第1クラッチ610を小型化できる。
<その他>
<手段>
技術的思想1の動力伝達装置は、エンジンに連結される入力軸からの動力が入力される第1要素およびモータの動力が入力される第2要素、並びにそれら第1要素および第2要素と係合すると共に変速装置に動力を伝達する第3要素を有する遊星歯車装置と、それら3要素のいずれかの要素および前記変速装置に連結される第1軸と、その第1軸が連結された前記3要素のいずれかを除く他の要素の一つ及び前記モータに連結される第2軸と、その第2軸から前記第1軸または前記入力軸へ動力を遮断可能に伝達する一方、前記第1軸または前記入力軸から前記第2軸への動力の伝達を遮断する第1クラッチとを備えている。
技術的思想2の動力伝達装置は、技術的思想1において、前記第1クラッチは、断面円形状の外周面を有し軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結される第1内輪と、その第1内輪の外周面に対向する断面円形状の内周面を有し前記軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結される第1外輪と、その第1外輪の内周面および前記第1内輪の外周面にそれぞれ接する2つの係合面を有し前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面の対向間において円周方向に複数配設される第1スプラグと、その第1スプラグを前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する保持器と、その保持器を介して前記第1スプラグに荷重を付与し前記第1スプラグを傾動させて前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面と前記第1スプラグの係合面との係合または係合解除を行う第1荷重付与装置とを備えている。
技術的思想3の動力伝達装置は、技術的思想1又は2において、前記第1軸または前記入力軸から前記第2軸へ動力を伝達する一方、前記第2軸から前記第1軸または前記入力軸への動力の伝達を遮断する第2クラッチを備え、前記モータは、ジェネレータモータである。
技術的思想4の動力伝達装置は、技術的思想2又は3において、前記第1クラッチは、前記第1内輪の外周面または前記第1外輪の内周面の一方と前記第1スプラグの係合面の一方とが接するように前記第1スプラグに付勢力を付与して前記第1スプラグを円周方向の反ロック方向へ傾動させる第1付勢部材を備え、前記第1荷重付与装置は、その第1付勢部材の付勢力に抗し前記保持器を介して前記第1スプラグに荷重を付与し前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面に前記第1スプラグの2つの係合面が接するように前記反ロック方向とは逆方向であって円周方向のロック方向へ前記第1スプラグを傾動させ、前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面に前記第1スプラグの2つの係合面を係合させて前記第1内輪と前記第1外輪の相対回転を規制する。
技術的思想5の動力伝達装置は、技術的思想3又は4において、前記第2クラッチは、断面円形状の外周面を有し軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結されると共に、軸方向に沿って前記第1内輪と一体に形成される第2内輪と、その第2内輪の外周面に対向する断面円形状の内周面を有し前記軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結されると共に、軸方向に沿って前記第1外輪と一体に形成される第2外輪と、その第2外輪の内周面および前記第2内輪の外周面にそれぞれ接する係合面を有し前記第2内輪の外周面および前記第2外輪の内周面の対向間において円周方向に複数配設される第2スプラグとを備え、前記保持器は、前記第1スプラグ及び前記第2スプラグの前記外輪側の部位を前記外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する外保持器と、前記第1スプラグ及び前記第2スプラグの前記内輪側の部位を前記内輪の外周面の円周方向へ傾動可能に保持する内保持器とを備え、その内保持器または前記外保持器は、前記第1スプラグを保持する第1保持部と、その第1保持部から軸方向に分離されると共に、前記第1保持部に対し円周方向の相対移動を可能にしつつ前記第2スプラグを保持する第2保持部と、それら第1保持部および第2保持部に形成され互いに当接して前記第1保持部および前記第2保持部の円周方向の一方の相対移動を規制する第1面および第2面と、それら第1面および第2面が互いに当接するように前記第1保持部および前記第2保持部を円周方向の一方に付勢する第2付勢部材とを備え、前記第1荷重付与装置は、前記内保持器または前記外保持器の少なくとも一方に荷重を付与して前記内保持器および前記外保持器を軸心回りに相対移動させる。
技術的思想6の動力伝達装置は、技術的思想2から5のいずれかにおいて、前記第1軸および前記第2軸の回転数を取得する第1軸回転数取得手段および第2軸回転数取得手段と、前記第1軸回転数取得手段および前記第2軸回転数取得手段により取得された前記第1軸の回転数と前記第2軸の回転数とが一致するかを判断する回転数判断手段と、前記回転数判断手段により前記第1軸の回転数と前記第2軸の回転数とが一致すると判断されるときに前記第1荷重付与装置を作動させ前記保持器を介して前記第1スプラグへの荷重の付与の有無を制御する荷重制御手段とを備えている。
<効果>
技術的思想1の動力伝達装置は、エンジンに連結される入力軸からの動力が入力される第1要素およびモータの動力が入力される第2要素、並びにそれら第1要素および第2要素と係合すると共に変速装置に動力を伝達する第3要素を有する遊星歯車装置と、それら3要素のいずれかの要素および変速装置に連結される第1軸と、その第1軸が連結された3要素のいずれかを除く他の要素の一つ及びモータに連結される第2軸と、第2軸から第1軸または入力軸へ動力を遮断可能に伝達する一方、第1軸または入力軸から第2軸への動力の伝達を遮断する第1クラッチとを備えている。その結果、第1クラッチにより第2軸から第1軸または入力軸への動力の伝達と遮断とを切り替えることにより、エンジン及びモータの動力の分配や動力切換えを行うことができる。これにより動力伝達装置の構造や制御を簡素化できる効果がある。
また、湿式多板クラッチを断続させて動力切換えを行う構成の場合には、湿式多板クラッチの接続時に熱エネルギーが放出されエネルギー損失が生じるが、湿式多板クラッチを削減できるため、エネルギー損失を抑制できる効果がある。
技術的思想2の動力伝達装置によれば、第1クラッチは、第1スプラグが第1内輪および第1外輪に係合することにより、第1内輪と第1外輪との一定回転方向への相対回転が規制され動力が伝達される。第1荷重付与装置により第1スプラグの係合または係合解除が行われ、一定方向への回転の伝達および遮断の切換えができるので、技術的思想1の動力伝達装置の奏する効果に加え、切換え時間を短縮できる効果がある。
また、第1スプラグを傾動させて一定方向への動力の伝達および遮断を行うので、動力の伝達が遮断された状態から動力が伝達される状態になる切換え時に、第1内輪と第1外輪とが空転することを防止できる。よって、切換え時の衝撃を防止できる効果がある。
また、第1スプラグにより動力が伝達されるので、第1クラッチは小型であっても伝達トルク容量を大きくできる。その結果、動力伝達装置の小型化を図ることができる効果がある。
技術的思想3の動力伝達装置によれば、第1軸または入力軸から第2軸へ動力を伝達する一方、第2軸から第1軸または入力軸への動力の伝達を遮断する第2クラッチにより、惰性走行(コースト走行)等のときに変速装置からジェネレータモータへ動力を伝達させ、エネルギー回生を行うことができる効果がある。
技術的思想4の動力伝達装置によれば、第1付勢部材により第1内輪の外周面または第1外輪の内周面の一方と第1スプラグの係合面の一方とが接するように第1スプラグに付勢力が付与され、第1スプラグが円周方向の反ロック方向へ傾動される。第1荷重付与装置は、第1付勢部材の付勢力に抗し保持器を介して第1スプラグに荷重を付与し、第1内輪の外周面および第1外輪の内周面に第1スプラグの2つの係合面が接するように、反ロック方向とは逆方向であって円周方向のロック方向へ第1スプラグを傾動させる。その結果、第1内輪の外周面および第1外輪の内周面に第1スプラグの2つの係合面が係合され、第1内輪と第1外輪との相対回転が規制される。
第1スプラグは、第1内輪の外周面または第1外輪の内周面と第1スプラグの係合面との接点の回りのモーメントのバランスにより傾動される。従って、第1付勢部材の付勢力よりも小さな荷重でスプラグを傾動させることができる。これにより技術的思想2又は3の効果に加え、第1荷重付与装置を小型化できると共に、第1スプラグに付与する荷重を小さくできるため、エネルギー損失を抑制できる効果がある。
技術的思想5の動力伝達装置によれば、内保持器または外保持器は、軸方向に分離される第1保持部および第2保持部を備え、その第1保持部により第1スプラグが保持される一方、第2保持器により第2スプラグが保持される。また、第1保持部および第2保持部は円周方向に相対移動可能に構成されると共に、第2付勢部材により第1保持部および第2保持部が円周方向の一方に付勢される。その結果、第2付勢部材の付勢力により、第1保持部および第2保持部に形成される第1面および第2面が互いに当接し、第1保持部および第2保持部の円周方向の一方の相対移動が規制される。その結果、第2付勢部材の付勢力により第1保持部および第2保持部を一体に移動させることができ、第1荷重付与装置により荷重を付与することで、第1保持部に保持される第1スプラグ及び第2保持部に保持される第2スプラグを傾動させることができる。
ここで、内保持器および外保持器の円周方向の相対移動により第1スプラグ又は第2スプラグの一方が第1内輪および第1外輪、又は、第2内輪および第2外輪に係合している場合、第1スプラグ又は第2スプラグの他方は内保持器および外保持器に保持され、第1内輪等との係合が解除されている。内保持器および外保持器がそれぞれ一体に形成されていると、第1内輪および第1外輪等に係合する第1スプラグ又は第2スプラグの一方がさらに強く係合するように傾動すると、その傾動により内保持器および外保持器が押されて内保持器および外保持器がさらに相対移動する。そうすると、第1スプラグ又は第2スプラグの他方が内保持器や外保持器から外れたり、内保持器や外保持器が破損したりすることがある。
これに対し技術的思想5の動力伝達装置によれば、第1保持部および第2保持部は円周方向に相対移動可能に構成されているので、第1内輪および第1外輪等に係合する第1スプラグ又は第2スプラグの一方がさらに強く係合するように傾動すると、その傾動により第1保持部または第2保持部の一方だけが第1保持部または第2保持部の他方に対して相対移動する。その結果、第1保持部または第2保持部の他方が影響を受けることを防止でき、技術的思想3又は4の効果に加え、第1スプラグ又は第2スプラグの他方が内保持器や外保持器から外れたり内保持器や外保持器が破損したりすることを防止できる効果がある。
技術的思想6の動力伝達装置によれば、第1軸回転数取得手段および第2軸回転数取得手段により第1軸および第2軸の回転数が取得され、第1軸回転数取得手段および第2軸回転数取得手段により取得された第1軸の回転数と第2軸の回転数とが一致するか回転数判断手段により判断される。判断の結果、第1軸の回転数と第2軸の回転数とが一致するときに、荷重制御手段により第1荷重付与装置を作動させ保持器を介して第1スプラグへの荷重の付与の有無を制御するので、技術的思想2から5のいずれかの効果に加え、慣性トルクによる衝撃が生じることを防止でき、運転者に違和感を与えることを防止できる効果がある。
即ち、第1軸の回転数と第2軸の回転数とが等しいときは、第1クラッチの第1内輪および第1外輪の回転数も等しくなる。このときに第1内輪および第1外輪に第1スプラグが係合すると、第1内輪と第1外輪との速度差が生じないため、慣性トルクが生じることを防ぎ衝撃を防止できる。
2 入力軸
3 第1軸
4 第2軸
10,610,710 第1クラッチ
11 第1内輪
11a 外周面
12 第1外輪
12a 内周面
13,613,713 第1スプラグ
13a,13b,613a,613b,713a,713b 係合面
23,723 第2スプラグ
23a,23b,713a,713b 係合面
14,614 保持器
15,715 第1荷重付与装置
16,616 第1付勢部材(付勢部材)
20,720 第2クラッチ
30,130,330,430,530,630,730 遊星歯車装置
31,331 サンギヤ(第3要素)
33,333,733 キャリヤ(第1要素)
34,334 リングギヤ(第2要素)
60 ジェネレータモータ(モータ)
131 第1のサンギヤ(第1要素)
132 第2のサンギヤ(第3要素)
134 キャリヤ(第2要素)
202 後輪(駆動輪)
211 エンジン
212 変速装置
431,531,731 サンギヤ(第2要素)
433,533 キャリヤ(第3要素)
434,534 リングギヤ(第1要素)
631 サンギヤ(第1要素)
633 キャリヤ(第2要素)
634,734 リングギヤ(第3要素)
717 内保持器(保持器)
718 外保持器(保持器)
718b 第1保持部
718c 第2保持部
718e1 第1面
718g1 第2面
718f,718h 係止部(第2付勢部材が係止される)
A,B 接点
O 軸心
Claims (6)
- エンジンに連結される入力軸からの動力が入力される第1要素およびモータの動力が入力される第2要素、並びにそれら第1要素および第2要素と係合すると共に変速装置に動力を伝達する第3要素を有する遊星歯車装置と、
それら3要素のいずれかの要素および前記変速装置に連結されると共に、前記3要素のいずれかの要素と一体に回転する第1軸と、
その第1軸と一体に回転する前記3要素のいずれかを除く他の要素の一つ及び前記モータに連結される第2軸と、
その第2軸から前記第1軸または前記入力軸へ動力を遮断可能に伝達する一方、前記第1軸または前記入力軸から前記第2軸への動力の伝達を遮断する第1クラッチとを備え、
その第1クラッチは、前記第2軸と前記第1軸または前記入力軸との相対回転により機械的に係合して前記第2軸から前記第1軸または前記入力軸へ動力を伝達し、前記第2軸と前記第1軸または前記入力軸との相対回転により機械的に係合を解除して前記第2軸から前記第1軸または前記入力軸への動力の伝達を遮断することを特徴とする動力伝達装置。 - 前記第1クラッチは、
断面円形状の外周面を有し軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結される第1内輪と、
その第1内輪の外周面に対向する断面円形状の内周面を有し前記軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結される第1外輪と、
その第1外輪の内周面および前記第1内輪の外周面にそれぞれ接する2つの係合面を有し前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面の対向間において円周方向に複数配設される第1スプラグと、
その第1スプラグを前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する保持器と、
その保持器を介して前記第1スプラグに荷重を付与し前記第1スプラグを傾動させて前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面と前記第1スプラグの係合面との係合または係合解除を行う第1荷重付与装置とを備えていることを特徴とする請求項1記載の動力伝達装置。 - 前記第1軸または前記入力軸から前記第2軸へ動力を伝達する一方、前記第2軸から前記第1軸または前記入力軸への動力の伝達を遮断する第2クラッチを備え、
前記モータは、ジェネレータモータであることを特徴とする請求項1又は2に記載の動力伝達装置。 - 前記第1クラッチは、
前記第1内輪の外周面または前記第1外輪の内周面の一方と前記第1スプラグの係合面の一方とが接するように前記第1スプラグに付勢力を付与して前記第1スプラグを円周方向の反ロック方向へ傾動させる第1付勢部材を備え、
前記第1荷重付与装置は、その第1付勢部材の付勢力に抗し前記保持器を介して前記第1スプラグに荷重を付与し前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面に前記第1スプラグの2つの係合面が接するように前記反ロック方向とは逆方向であって円周方向のロック方向へ前記第1スプラグを傾動させ、前記第1内輪の外周面および前記第1外輪の内周面に前記第1スプラグの2つの係合面を係合させて前記第1内輪と前記第1外輪の相対回転を規制することを特徴とする請求項2記載の動力伝達装置。 - 前記第1軸または前記入力軸から前記第2軸へ動力を伝達する一方、前記第2軸から前記第1軸または前記入力軸への動力の伝達を遮断する第2クラッチを備え、
前記第2クラッチは、
断面円形状の外周面を有し軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結されると共に、軸方向に沿って前記第1内輪と一体に形成される第2内輪と、
その第2内輪の外周面に対向する断面円形状の内周面を有し前記軸心回りに回転可能に構成され前記第1軸、前記第2軸または前記入力軸のいずれかに連結されると共に、軸方向に沿って前記第1外輪と一体に形成される第2外輪と、
その第2外輪の内周面および前記第2内輪の外周面にそれぞれ接する係合面を有し前記第2内輪の外周面および前記第2外輪の内周面の対向間において円周方向に複数配設される第2スプラグとを備え、
前記保持器は、
前記第1スプラグ及び前記第2スプラグの前記外輪側の部位を前記外輪の内周面の円周方向へ傾動可能に保持する外保持器と、
前記第1スプラグ及び前記第2スプラグの前記内輪側の部位を前記内輪の外周面の円周方向へ傾動可能に保持する内保持器とを備え、
その内保持器または前記外保持器は、
前記第1スプラグを保持する第1保持部と、
その第1保持部から軸方向に分離されると共に、前記第1保持部に対し円周方向の相対移動を可能にしつつ前記第2スプラグを保持する第2保持部と、
それら第1保持部および第2保持部に形成され互いに当接して前記第1保持部および前記第2保持部の円周方向の一方の相対移動を規制する第1面および第2面と、
それら第1面および第2面が互いに当接するように前記第1保持部および前記第2保持部を円周方向の一方に付勢する第2付勢部材とを備え、
前記第1荷重付与装置は、前記内保持器または前記外保持器の少なくとも一方に荷重を付与して前記内保持器および前記外保持器を軸心回りに相対移動させるものであり、
前記モータは、ジェネレータモータであることを特徴とする請求項2記載の動力伝達装置。 - 前記第1軸および前記第2軸の回転数を取得する第1軸回転数取得手段および第2軸回転数取得手段と、
前記第1軸回転数取得手段および前記第2軸回転数取得手段により取得された前記第1軸の回転数と前記第2軸の回転数とが一致するかを判断する回転数判断手段と、
前記回転数判断手段により前記第1軸の回転数と前記第2軸の回転数とが一致すると判断されるときに前記第1荷重付与装置を作動させ前記保持器を介して前記第1スプラグへの荷重の付与の有無を制御する荷重制御手段とを備えていることを特徴とする請求項2記載の動力伝達装置。
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