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CN104675934A - 电动车辆变速驱动桥 - Google Patents

电动车辆变速驱动桥 Download PDF

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CN104675934A
CN104675934A CN201410699809.8A CN201410699809A CN104675934A CN 104675934 A CN104675934 A CN 104675934A CN 201410699809 A CN201410699809 A CN 201410699809A CN 104675934 A CN104675934 A CN 104675934A
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CN
China
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way clutch
oil pump
transaxle
electric vehicle
inner race
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Application number
CN201410699809.8A
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Inventor
中村康一
田中航一
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种电动车辆变速驱动桥，其与通常的电动车辆变速驱动桥相比能抑制单向离合器的磨耗、咬粘等的发生。当电动机(MG)被驱动且单向离合器(34)沿旋转轴线(C1)方向移动时，单向离合器(34)经由滑动垫圈(74)与内座圈(46)的凸缘部(46b)或变速驱动桥壳体(30)的支承部(30b)接触，因此，防止了单向离合器(34)和内座圈(46)的凸缘部(46b)或支承部(30b)之间的直接接触且抑制了单向离合器(34)的磨耗、咬粘等。

Description

电动车辆变速驱动桥
对相关申请的交叉引用
本专利申请基于2013年11月27日提交的日本专利申请No.2013-245409且要求其优先权，所述日本专利申请引用于本文中作为参考。
技术领域
本发明涉及一种电动车辆变速驱动桥，所述电动车辆变速驱动桥收纳有驱动电动机和油泵，所述油泵经由单向离合器与传递所述驱动电动机的动力的动力传递部件连结，并且特别地涉及一种提高设置在电动车辆变速驱动桥中的单向离合器的可靠性或耐久性的技术。
背景技术
已知一种电动车辆变速驱动桥，该电动车辆变速驱动桥收纳有例如驱动电动机和油泵，该油泵经由单向离合器与传递驱动电动机的动力的动力传递部件连结。这对应于如例如在日本特开专利公报No.2010-270789中所述的电动车辆变速驱动桥。
发明内容
本发明要解决的问题
在如上所述的电动车辆变速驱动桥中，设置在动力传递部件中的齿轮与形成在单向离合器的外座圈上的外周齿啮合，因此，例如，外座圈会承受由于驱动电动机的高速旋转驱动而引起的单向离合器在旋转轴线方向上的负荷。因而，外座圈(即单向离合器)可与它所邻近的其它构件直接滑动接触，这可能由于磨耗、咬粘(seizure)等而导致单向离合器的耐久性的恶化。
本发明鉴于上述状况而被构想出且因此本发明的一个目的是提供一种与通常的电动车辆变速驱动桥相比能抑制单向离合器的磨耗、咬粘等的发生的电动车辆变速驱动桥。
解决问题的手段
为了实现所述目的，本发明提供(a)一种电动车辆变速驱动桥，所述电动车辆变速驱动桥收纳有驱动电动机和油泵，所述油泵经由单向离合器与传递所述驱动电动机的动力的动力传递部件连结，(b)所述单向离合器介设在与所述油泵连结的内座圈和与所述动力传递部件连结的外座圈之间，所述单向离合器在旋转轴线方向上被保持在设置于所述内座圈的外周面上的凸缘部和可旋转地支承所述内座圈的支承部件之间，(c)所述电动车辆变速驱动桥在所述单向离合器和所述凸缘部之间以及在所述单向离合器和所述支承部件之间设置有相应的具有油槽的滑动垫圈。
本发明的效果
根据如上所述构造成的电动车辆变速驱动桥，当驱动电动机被驱动且单向离合器沿单向离合器的旋转轴线方向移动时，单向离合器经由滑动垫圈与内座圈的凸缘部或支承部件接触，因此防止了单向离合器和内座圈的凸缘部或支承部件之间的直接接触并抑制了单向离合器的磨耗、咬粘等。
优选地，(a)所述动力传递部件是与所述驱动电动机同心地设置以用于降低所述驱动电动机的转速的行星齿轮式减速器的齿圈，(b)所述外座圈与所述齿圈的内周齿接合且设置成能与所述齿圈一起围绕与所述驱动电动机相同的旋转轴线旋转，并且(c)所述内座圈位于所述外座圈的内周侧并与所述油泵连结，且设置成能与所述油泵一起围绕与所述驱动电动机相同的旋转轴线旋转。因此，驱动电动机的旋转经由行星齿轮式减速器减速并传递到单向离合器。
优选地，所述油泵位于所述驱动电动机的与所述单向离合器相反的一侧并经由油泵轴与所述内座圈连结，所述油泵轴穿过所述驱动电动机的转子设置成能相对于所述转子旋转。因此，动力传递部件和油泵能优选地经由单向离合器连结。
优选地，由于所述凸缘部的自所述内座圈的外周面起的高度等于或大于所述滑动垫圈的高度，所以能防止滑动垫圈的不均匀磨耗。
优选地，内座圈设置有允许从油泵排出的润滑油流出到单向离合器中的油孔。因此，从内座圈的油孔流出的润滑油能经由滑动垫圈的油槽润滑诸如单向离合器等的构件。结果，与例如传送由变速驱动桥中的旋转部件刮起的润滑油来润滑诸如单向离合器等的构件的通常的变速驱动桥相比，优选地提高了单向离合器的润滑性能。
优选地，所述电动车辆变速驱动桥与通常的双电机式混合动力车辆的变速驱动桥的主要构型共通，且因此降低了构件成本。
附图说明
图1是用于说明本发明优选地适用的电动车辆变速驱动桥的构型的示意图。
图2是用于说明图1的电动车辆变速驱动桥的构型的剖视图。
图3是图2的电动车辆变速驱动桥中的单向离合器、内座圈、外座圈等的周边部的扩大剖视图。
图4是用于说明图3的单向离合器的构型的图3的部分地扩大的剖视图。
图5是沿图4的V-V截取的剖视图。
图6是用于说明设置在图4的单向离合器的两个侧表面上的滑动垫圈的沿图4的VI-VI截取的视图。
图7是沿图6的VII-VII截取的剖视图。
图8是描绘本发明的另一实施例的电动车辆变速驱动桥的图且对应于图5。
具体实施方式
现将参照附图详细说明本发明的实施例。在以下实施例中，附图被按需简化或变形并且各部分的尺寸比率、形状等不一定是精确描绘的。
第一实施例
图1是用于说明本发明适用的变速驱动桥(电动车辆变速驱动桥)10的构型的示意图。变速驱动桥10优选应用于例如仅使用电动机(驱动电动机)MG作为行驶用动力源的电动车辆。在变速驱动桥10中，从电动机MG的输出轴12输出的驱动力经由公知的减速行星齿轮(即行星齿轮式减速器14和减速齿轮装置16)传递到差动齿轮装置18以经由车轴20驱动一对左、右驱动轮22。行星齿轮式减速器14是包括作为三个旋转元件的太阳齿轮S1、设置在太阳齿轮S1的同心圆上的齿圈(动力传递部件)R1以及可自转和可公转地支承与太阳齿轮S1和齿圈R1啮合的小齿轮P1的行星架CA1以产生已知的差动作用的单小齿轮式行星齿轮机构。行星架CA1固定于后述的变速驱动桥外壳28，并且行星齿轮式减速器14构造成使得电动机MG的转速(即太阳齿轮S1的转速)降低并传递到齿圈R1。行星齿轮式减速器14与电动机MG同心地设置。
如图1所示，变速驱动桥10包括变速驱动桥外壳部件24，该变速驱动桥外壳部件收纳有电动机MG以及诸如行星齿轮式减速器14、减速齿轮装置16和差动齿轮装置18的齿轮装置。变速驱动桥外壳部件24由变速驱动桥后盖26和可旋转地收纳电动机MG的变速驱动桥外壳28以及与变速驱动桥外壳28一起可旋转地收纳诸如行星齿轮式减速器14、减速齿轮装置16和差动齿轮装置18的齿轮装置的变速驱动桥壳体30组成。如图1所示，变速驱动桥后盖26、变速驱动桥外壳28和变速驱动桥壳体30通过例如诸如螺栓的固定部件32一体地固定在变速驱动桥外壳部件24中。
如图1和2所示，变速驱动桥10收纳有油泵OP，该油泵经由单向离合器34与行星齿轮式减速器14的齿圈R1连结，齿圈R1是传递电动机MG的动力的动力传递部件。齿圈R1由设置在变速驱动桥外壳28和变速驱动桥壳体30上的一对轴承35可旋转地支承在变速驱动桥10中。
如图2所示，油泵OP属于内齿轮式，其中在形成在变速驱动桥后盖26中的泵室36中环形从动齿轮38与具有与从动齿轮38的内周齿啮合的外周齿的驱动齿轮40啮合，且油泵轴42与驱动齿轮40不可相对旋转地连结。电动机MG的输出轴12如图1至3所示呈大致圆筒形，且油泵轴42贯通输出轴12的内侧。因此，油泵OP在变速驱动桥10中位于电动机MG的与单向离合器34相反的一侧且经由穿过输出轴12(即电动机MG的转子44)可相对旋转地设置的油泵轴42与后述的内座圈46连结。
如图2至4所示，单向离合器34介设在经由油泵轴42与油泵OP连结的轴形内座圈46的外周面46a和与行星齿轮式减速器14的齿圈R1的内周齿58啮合的环形外座圈48的内周面48a之间，并在旋转轴线C1方向上被保持在径向地突出成使得内座圈46的外周面46a的更靠近电动机MG的端部具有更大直径的凸缘部46b和形成在变速驱动桥壳体30的隔壁30a上以经由第一轴承50可旋转地支承内座圈46的支承部(支承部件)30b之间。油泵轴42的更远离油泵OP的端部与轴形内座圈46的更靠近油泵OP的端部通过键槽配合(花键配合)不可相对旋转地连结。变速驱动桥壳体30的支承部30b从变速驱动桥壳体30的隔壁30a的内周部沿旋转轴线C1方向朝单向离合器34呈环形突出。盖52在离隔壁30a的预定距离处通过诸如螺栓的固定部件54固定在变速驱动桥壳体30上，且内座圈46由设置在盖52的中央部52a上的第二轴承56可旋转地支承。因此，内座圈46由第一轴承50和第二轴承56围绕旋转轴线C1可旋转地以悬臂方式支承在变速驱动桥10中。
如图2至4所示，外座圈48具有形成在其外周上并与形成在齿圈R1的内周上的内周齿58接合的外周齿48b且设置成可与齿圈R1一起围绕与电动机MG相同的旋转轴线C1旋转。内座圈46位于外座圈48的内周侧并经由油泵轴42与油泵OP连结，且设置成可与油泵OP一起围绕与电动机MG相同的旋转轴线C1旋转。变速驱动桥10通过转用在副轴驱动齿轮(即齿圈R1)的内周侧设置有用作减速行星齿轮的行星齿轮式减速器14和动力分割行星齿轮的公知的双电机式混合动力车辆的变速驱动桥的主要构型而获得，并且内座圈46、外座圈48和单向离合器34配设在齿圈R1的内周侧而不是动力分割行星齿轮上。齿圈R1的内周齿58和外座圈48的外周齿48b是具有相对于单向离合器34的旋转轴线C1倾斜的齿线的螺旋齿轮。
如图4所示，单向离合器34包括：沿周向配设在内座圈46的外周面46a和外座圈48的内周面48a之间的多个楔块(sprag)60；保持多个楔块60之间的恒定距离60的内周侧保持器62和外周侧保持器64；配设在多个楔块60的两侧以在内座圈46和外座圈48的相对旋转期间将各楔块60保持在同心位置的一对端轴承66和68；以及固定于外座圈48的两个侧表面以将一对端轴承66和68、内周侧保持器62、外周侧保持器64和多个楔块60保持在内座圈46的外周面46a和外座圈48的内周面48a之间的一对端板70和72。如图5所示，一对端板70和72设置有在环形端板70、72的内周部的多个位置切出的缺口70a、72a，并且一对端轴承66和68设置有在环形端轴承66、68的内周部的多个位置切出的缺口66a、68a。在单向离合器34中，端轴承66、68的缺口66a、68a和端板70、72的缺口70a、72a起到允许润滑油F在单向离合器34的内部(即位于内座圈46的外周面46a和外座圈48的内周面48a之间的空间)和外部之间流通的贯通通路的作用。
如图2和3所示，油泵轴42设置有沿油泵轴42的轴心贯通的第一油孔42a，且内座圈46设置有与油泵轴42的第一油孔42a连通的第二油孔46c。内座圈46被钻削成产生在设置有多个楔块60的内座圈46的外周面46a中径向地形成为与第二油孔46c连通的第一径向孔(油孔)46d、在比第一径向孔46d更靠近盖52的一侧在内座圈46的外周面46a中径向地形成为与第二油孔46c连通的第二径向孔46e、和在比第二径向孔46e更靠近盖52的一侧在轴心方向上形成为与内座圈46中的第二油孔46c连通的第三油孔46f。因此，当电动机MG正向旋转且油泵轴42经由单向离合器34旋转时，润滑油F从油泵OP排出到油泵轴42的第一油孔42a，且润滑油F被迫流入内座圈46的第二油孔46c中。图2至4所示的箭头指示从油泵OP排出的润滑油F的流。
当润滑油F流入内座圈46的第二油孔46c中时，润滑油F经由第一径向孔46d供给到内座圈46的外周面46a和外座圈48的内周面48a之间并经由第二径向孔46e供给到形成在变速驱动桥壳体30和盖52之间的油室A和第一轴承50。润滑油F经由第三油孔46f供给到第二轴承56。从内座圈46的第二径向孔46e和第三油孔46f流出的润滑油F的一部分能蓄积在油室A中且蓄积在油室A中的润滑油F供给到例如各齿轮和轴承。因此，油室A起到集油槽的作用。
如图4、6和7所示，在单向离合器34的端板70和内座圈46的凸缘部46b之间以及单向离合器34的端板72和变速驱动桥壳体30的支承部30b之间设置有相应的环形滑动垫圈74。各环形滑动垫圈74由厚度比外周部薄的环形薄部74a和位于环形薄部74a的外周侧的厚度比薄部74a厚的环形厚部74b一体地组成。滑动垫圈74的两个侧表面各设置有在厚度方向上凹进并形成在两个侧表面中的各四个位置的油槽74c。例如，滑动垫圈74优选由用作滑动轴承材料且很难造成咬粘、具有高耐磨性并具有大的抗压强度的材料制成，例如铜合金、烧结合金、铸铁、黄铜(Cu-Zn合金)、青铜(铝青铜、磷青铜)、塑料、白色金属(Pb、Sn、Sb)、铜-铅轴承合金(Cu-Pb)、镉合金、铝合金和银。如图4所示，内座圈46的凸缘部46b从内座圈46的外周面46a沿内座圈46的径向突出至与滑动垫圈74的高度H相同的高度。
在如上所述构造成的变速驱动桥10中，当电动机MG正向旋转且外座圈48(即单向离合器34)如图4所示沿旋转轴线C1方向朝箭头F1移动时，单向离合器34经由滑动垫圈74与内座圈46的凸缘部46b接触，因此防止了单向离合器34和内座圈46的凸缘部46b之间的直接接触。例如，如果形成在内座圈46中的凸缘部46b的高度为如图4的点划线所示的H1，则外座圈48沿箭头F1方向的移动使滑动垫圈74处于弯曲状态而与凸缘部46b和单向离合器34滑动接触，因此，滑动垫圈74中可能发生不均匀的磨耗；但是，由于凸缘部46b从内座圈46的外周面46a突出到等于或大于滑动垫圈74的高度H的高度，所以防止了如上所述的滑动垫圈74的不均匀的磨耗。
当电动机MG反向旋转且外座圈48(即单向离合器34)如图4所示沿旋转轴线C1方向朝箭头F2移动时，单向离合器34经由滑动垫圈74与变速驱动桥壳体30的支承部30b接触，因此在外座圈48和变速驱动桥壳体30的支承部30b之间发生差别旋转的同时防止了单向离合器34和支承部30b之间的直接接触。
当电动机MG正向旋转且油泵轴42经由单向离合器34旋转时，润滑油F从油泵OP排出到油泵轴42的第一油孔42a并经由内座圈46的第二油孔46c和第一径向孔46d供给到外座圈48的内周面48a和内座圈46的外周面46a之间。所供给的润滑油F经由由一对端轴承66和68的缺口66a、68a及一对端板70和72的缺口70a、72a形成的贯通通路流入如图7所示的位于滑动垫圈74的薄部74a和端板70、72之间的环形空间B及油槽74c中并经由油槽74c例如供给到诸如单向离合器34、齿圈R1和轴承35等的构件。
如上所述，根据该实施例的变速驱动桥10，当电动机MG被驱动且单向离合器34沿单向离合器34的旋转轴线C1方向移动时，单向离合器34经由滑动垫圈74与内座圈46的凸缘部46b或变速驱动桥壳体30的支承部30b接触，因此防止了单向离合器34和内座圈46的凸缘部46b或支承部30b之间的直接接触且抑制了单向离合器34的磨耗、咬粘等。
根据该实施例的变速驱动桥10，传递电动机MG的动力的动力传递部件是与电动机MG同心地设置以用于降低电动机MG的转速的行星齿轮式减速器14的齿圈R1且外座圈48与齿圈R1的内周齿58接合并设置成能与齿圈R1一起围绕与电动机MG相同的旋转轴线C1旋转；而内座圈46位于外座圈48的内周侧且与油泵OP连结并设置成能与油泵OP一起围绕与电动机MG相同的旋转轴线C1旋转。因此，电动机MG的转速经由行星齿轮式减速器14降低并传递到单向离合器34。通常的双电机式混合动力车辆的变速驱动桥的主要构型能优选地转用至变速驱动桥10。
根据该实施例的变速驱动桥10，油泵OP在变速驱动桥10中位于电动机MG的与单向离合器34相反的一侧并经由穿过电动机MG的转子44设置成可相对旋转的油泵轴42与内座圈46连结。因此，起到动力传递部件的作用的行星齿轮式减速器14的齿圈R1和油泵OP能优选地经由单向离合器34连结。
根据该实施例的变速驱动桥10，由于凸缘部46b的自内座圈46的外周面46a起的高度等于或大于滑动垫圈74的高度H，所以能防止滑动垫圈74的不均匀磨耗。
接下来将参照附图详细描述本发明的另一实施例。在以下说明中，各实施例互相通用的部分用相同的附图标记表示且不进行说明。
第二实施例
该实施例的电动车辆变速驱动桥与第一实施例的变速驱动桥10的不同之处在于如图8所示形成了通孔66b、68b来代替形成在一对端轴承66和68中的缺口66a、68a且形成了通孔70b、72b来代替形成在一对端板70和72中的缺口70a、72a，其它地方与变速驱动桥10大致相同。端轴承66、68的通孔66b、68b和端板70、72的通孔70b、72b起到允许润滑油F在单向离合器34的内部(即位于内座圈46的外周面46a和外座圈48的内周面48a之间的空间)和单向离合器34的外部之间流通的贯通通路的作用，与上述第一实施例的情况一样。
尽管已参照附图详细说明了本发明的实施例，但本发明也适用于其它形式。
例如，尽管所述实施例的变速驱动桥10包括具有形成在薄部74a和厚部74b中的油槽74c的滑动垫圈74，但油槽74c可仅形成在厚部74b中。换言之，滑动垫圈74的油槽74c在形状等方面不受特别限制，只要流入到内座圈46的外周面46a和外座圈48的内周面48a之间的润滑油F经由油槽74c供给到诸如单向离合器34、齿圈R1和轴承35等的构件即可。
尽管未逐一示例性地说明，但本发明能基于本领域技术人员的知识以各种修改和改进的形式实施。
附图标记说明
10:变速驱动桥(电动车辆变速驱动桥)14：行星齿轮式减速器30b：支承部(支承部件)34：单向离合器42：油泵轴44：转子46：内座圈46a：外周面46b：凸缘部48：外座圈58：内周齿74：滑动垫圈74c：油槽C1：旋转轴线H：高度MG：电动机(驱动电动机)OP：油泵R1：齿圈(动力传递部件)

Claims (4)

1.一种电动车辆变速驱动桥(10)，所述电动车辆变速驱动桥收纳有驱动电动机和油泵(OP)，所述油泵经由单向离合器(34)与传递所述驱动电动机(MG)的动力的动力传递部件(R1)连结，
所述单向离合器介设在与所述油泵连结的内座圈(46)和与所述动力传递部件连结的外座圈(48)之间，所述单向离合器在旋转轴线(C1)方向上被保持在设置于所述内座圈的外周面(46a)上的凸缘部(46b)和可旋转地支承所述内座圈的支承部件(30b)之间，
所述电动车辆变速驱动桥在所述单向离合器和所述凸缘部之间以及在所述单向离合器和所述支承部件之间设置有相应的具有油槽(74c)的滑动垫圈(74)。
2.根据权利要求1所述的电动车辆变速驱动桥，其中
所述动力传递部件是与所述驱动电动机同心地设置以用于降低所述驱动电动机的转速的行星齿轮式减速器(14)的齿圈(R1)，其中
所述外座圈与所述齿圈的内周齿(58)接合且设置成能与所述齿圈一起围绕与所述驱动电动机相同的旋转轴线旋转，并且其中
所述内座圈位于所述外座圈的内周侧并与所述油泵连结，且设置成能与所述油泵一起围绕与所述驱动电动机相同的旋转轴线旋转。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆变速驱动桥，其中，所述油泵位于所述驱动电动机的与所述单向离合器相反的一侧并经由油泵轴(42)与所述内座圈连结，所述油泵轴穿过所述驱动电动机的转子(44)设置成能相对于所述转子旋转。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动车辆变速驱动桥，其中，所述凸缘部的自所述内座圈的外周面起的高度等于或大于所述滑动垫圈的高度(H)。
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