Устройство передачи мощности
Изобретение относится к устройству передачи мощности. Устройство передачи мощности включает первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением, который избирательно соединяет первую вращающуюся секцию и вторую вращающуюся секцию, и второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением, который избирательно соединяет третью вращающуюся секцию и четвертую вращающуюся секцию. Первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением включает в себя первый подвижный элемент, содержащий третьи вводимые в зацепление зубья, которые вводятся в зацепление с первыми вводимыми в зацепление зубьями, предоставленными на одной из первой и второй вращающихся секций. Второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением включает в себя второй подвижный элемент, содержащий четвертые вводимые в зацепление зубья, которые вводятся в зацепление со вторыми вводимыми в зацепление зубьями, предоставленными на одной из третьей и четвертой вращающихся секций. Участок первой подвижной области третьих вводимых в зацепление зубьев и участок второй подвижной области четвертых вводимых в зацепление зубьев перекрываются между собой в радиальном направлении относительно оси вращения. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Изобретение относится к устройству передачи мощности, которое включает в себя, по меньшей мере, два зацепляющих механизма с зубчатым зацеплением.
Уровень техники
В публикации WO 2013/076828 описана автоматическая трансмиссия, которая включает в себя множество зацепляющих механизмов. Один из зацепляющих механизмов, предоставленных в этой автоматической трансмиссии, сконфигурирован как зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением. В зацепляющем механизме с зубчатым зацеплением, чтобы уменьшать механическое напряжение или поверхностное давление, прикладываемое к вводимым в зацепление зубьям во время передачи крутящего момента, длина каждого из вводимых в зацепление зубьев должна быть довольно большой. Соответственно, величина перемещения (т.е. величина смещения) подвижного элемента во время переключения из расцепленного состояния в зацепленное состояние увеличивается. Аналогично, осевая длина актуатора, который управляет подвижным элементом, должна увеличиваться. Таким образом, в случае если зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением приспосабливается в автоматической трансмиссии, имеется вероятность того, что осевая длина автоматической трансмиссии становится большой. По этой причине, автоматическая трансмиссия, которая описана в WO 2013/076828, содержит одностороннюю муфту, которая ограничивает вращение второго вращающегося элемента (солнечной шестерни) в указанном направлении относительно первого вращающегося элемента, и зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением располагается внутри односторонней муфты.
Сущность изобретения
В автоматической трансмиссии, описанной в WO 2013/076828, зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением располагается таким образом, что он перекрывается с другим зацепляющим механизмом в осевом направлении входного вала, и в силу этого осевая длина автоматической трансмиссии может уменьшаться. Между тем, в зацепляющем механизме с зубчатым зацеплением, который может избирательно переключаться между зацепленным состоянием и расцепленным состоянием, вводимые в зацепление зубья на одной стороне скользят в осевом направлении. Соответственно, необходимо обеспечивать область перемещения вводимых в зацепление зубьев и область, в которой располагается актуатор, выполненный с возможностью прикладывать осевую нагрузку к вводимым в зацепление зубьям. Таким образом, осевая длина может увеличиваться. Таким образом, имеется запас для улучшения в технологии для предоставления множества зацепляющих механизмов с зубчатым зацеплением, каждый из которых может избирательно переключаться между зацепленным состоянием и расцепленным состоянием в устройстве передачи мощности, тогда как увеличение осевой длины уменьшается.
Изобретение предоставляет устройство передачи мощности, в котором может предоставляться множество зацепляющих механизмов с зубчатым зацеплением, тогда как увеличение его осевой длины подавляется.
Аспект изобретения относится к устройству передачи мощности, включающему в себя первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением, который избирательно соединяет первую вращающуюся секцию и вторую вращающуюся секцию; и второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением, который избирательно соединяет третью вращающуюся секцию и четвертую вращающуюся секцию. Первая вращающаяся секция имеет цилиндрическую форму. Вторая вращающаяся секция располагается концентрическим образом с первой вращающейся секцией и имеет цилиндрическую форму, имеющую диаметр, больший диаметра первой вращающейся секции. Третья вращающаяся секция располагается концентрическим образом со второй вращающейся секцией и имеет цилиндрическую форму, имеющую диаметр, больший диаметра второй вращающейся секции. Четвертая вращающаяся секция располагается концентрическим образом с третьей вращающейся секцией и имеет цилиндрическую форму, имеющую диаметр, больший диаметра третьей вращающейся секции. Первые вводимые в зацепление зубья предоставляются на одной из первой вращающейся секции и второй вращающейся секции. Вторые вводимые в зацепление зубья предоставляются на одной из третьей вращающейся секции и четвертой вращающейся секции. Первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением включает в себя первый подвижный элемент, имеющий цилиндрическую форму, первый подвижный элемент предоставляется между первой вращающейся секцией и второй вращающейся секцией таким образом, что он является подвижным в направлении оси вращения первой вращающейся секции, и первый подвижный элемент содержит третьи вводимые в зацепление зубья, которые вводятся в зацепление с первыми вводимыми в зацепление зубьями в то время, когда первый подвижный элемент перемещается в направлении оси вращения. Второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением включает в себя второй подвижный элемент, имеющий цилиндрическую форму, второй подвижный элемент предоставляется между третьей вращающейся секцией и четвертой вращающейся секцией таким образом, что он является подвижным в направлении оси вращения, и второй подвижный элемент содержит четвертые вводимые в зацепление зубья, которые вводятся в зацепление со вторыми вводимыми в зацепление зубьями в то время, когда второй подвижный элемент перемещается в направлении оси вращения. По меньшей мере, участок первой подвижной области вдоль направления оси вращения и, по меньшей мере, участок второй подвижной области вдоль направления оси вращения перекрываются между собой в радиальном направлении относительно оси вращения, причем первая подвижная область представляет собой область, в которой третьи вводимые в зацепление зубья являются подвижными вследствие перемещения первого подвижного элемента, и вторая подвижная область представляет собой область, в которой четвертые вводимые в зацепление зубья являются подвижными вследствие перемещения второго подвижного элемента.
В вышеприведенном аспекте изобретения, по меньшей мере, участок первой подвижной области вдоль направления оси вращения и, по меньшей мере, участок второй подвижной области вдоль направления оси вращения перекрываются между собой в радиальном направлении относительно оси вращения, причем первая подвижная область представляет собой область, в которой третьи вводимые в зацепление зубья, предоставленные на первом подвижном элементе, являются подвижными, и вторая подвижная область представляет собой область, в которой четвертые вводимые в зацепление зубья, предоставленные на втором подвижном элементе, являются подвижными. Соответственно, площадь для обеспечения, по меньшей мере, одной из первой подвижной области и второй подвижной области может уменьшаться. Другими словами, можно предотвращать ситуацию, когда первая подвижная область и вторая подвижная область размещаются в осевом направлении. Как результат, зацепляющие механизмы с зубчатым зацеплением могут предоставляться в устройстве передачи мощности, тогда как увеличение осевой длины устройства передачи мощности предотвращается.
В вышеописанном аспекте изобретения, полная область из одной из первой подвижной области и второй подвижной области может перекрываться с другой из первой подвижной области и второй подвижной области в радиальном направлении относительно оси вращения.
В вышеописанной конфигурации, полная область из одной из первой подвижной области и второй подвижной области перекрывается с другой из первой подвижной области и второй подвижной области в радиальном направлении относительно оси вращения. Таким образом, увеличение осевой длины может предотвращаться.
Устройство передачи мощности согласно вышеописанному аспекту изобретения дополнительно может включать в себя первую прижимную секцию, которая интегрируется с внешней периферийной поверхностью на одном конце первого подвижного элемента в осевом направлении первого подвижного элемента; первый актуатор, выполненный с возможностью прикладывать осевую нагрузку к поперечной поверхности на внешней периферийной стороне первой прижимной секции; вторую прижимную секцию, которая интегрируется с внешней периферийной поверхностью на одном конце второго подвижного элемента в осевом направлении второго подвижного элемента; и второй актуатор, выполненный с возможностью прикладывать осевую нагрузку к поперечной поверхности на внешней периферийной стороне второй прижимной секции.
В вышеописанной конфигурации, первая прижимная секция интегрируется с первым подвижным элементом, содержащим третьи вводимые в зацепление зубья в осевом направлении первого подвижного элемента, и предоставляется первый актуатор, выполненный с возможностью прикладывать осевую нагрузку к поперечной поверхности на внешней периферийной стороне первой прижимной секции. Аналогично, вторая прижимная секция интегрируется со вторым подвижным элементом, содержащим четвертые вводимые в зацепление зубья в осевом направлении второго подвижного элемента, и предоставляется второй актуатор, выполненный с возможностью прикладывать осевую нагрузку к поперечной поверхности на внешней периферийной стороне второй прижимной секции. Соответственно, первый подвижный элемент и первый актуатор могут располагаться таким образом, что они смещаются друг от друга в радиальном направлении, и второй подвижный элемент и второй актуатор могут располагаться таким образом, что они смещаются друг от друга в радиальном направлении. Как результат, множество зацепляющих механизмов с зубчатым зацеплением могут предоставляться в устройстве передачи мощности, тогда как увеличение осевой длины устройства передачи мощности предотвращается. Помимо этого, поскольку позиции размещения актуаторов (т.е. позиции, в которых размещаются актуаторы) могут надлежащим образом задаваться, можно повышать степень свободы в конструкции для предоставления множества зацепляющих механизмов с зубчатым зацеплением в устройстве передачи мощности.
В вышеописанном аспекте изобретения, первый подвижный элемент может соединяться со второй вращающейся секцией таким образом, что первый подвижный элемент вращается как единое целое со второй вращающейся секцией.
В вышеописанной конфигурации, первый подвижный элемент и вторая вращающаяся секция соединяются друг с другом таким образом, что первый подвижный элемент и вторая вращающаяся секция вращаются как единое целое друг с другом. Соответственно, в случае если поперечная поверхность первой прижимной секции и конец второй вращающейся секции входят в контакт друг с другом в то время, когда первый подвижный элемент перемещается, чтобы увеличивать величину посадки первого подвижного элемента и второй вращающейся секции (т.е. величину посадки, на которую первый подвижный элемент и вторая вращающаяся секция садятся друг в друга) в целях зацепления первых вводимых в зацепление зубьев и третьих вводимых в зацепление зубьев друг с другом или расцепления первых вводимых в зацепление зубьев и третьих вводимых в зацепление зубьев друг от друга, потери мощности могут уменьшаться. Другими словами, поперечной поверхности первой прижимной секции и концу второй вращающейся секции разрешается контактировать друг с другом. Соответственно, область, в которой перемещается первая прижимная секция, может задаваться на стороне второй вращающейся секции, и в силу этого осевая длина устройства передачи мощности может уменьшаться.
В вышеописанном аспекте изобретения, второй подвижный элемент может соединяться с четвертой вращающейся секцией таким образом, что второй подвижный элемент вращается как единое целое с четвертой вращающейся секцией.
В вышеописанной конфигурации, второй подвижный элемент и четвертая вращающаяся секция соединяются друг с другом таким образом, что второй подвижный элемент и четвертая вращающаяся секция вращаются как единое целое друг с другом. Соответственно, в случае если поперечная поверхность второй прижимной секции и конец четвертой вращающейся секции входят в контакт друг с другом в то время, когда второй подвижный элемент перемещается, чтобы увеличивать величину посадки второго подвижного элемента и четвертой вращающейся секции (т.е. величину посадки, на которую второй подвижный элемент и четвертая вращающаяся секция садятся друг в друга) в целях зацепления вторых вводимых в зацепление зубьев и четвертых вводимых в зацепление зубьев друг с другом или расцепления вторых вводимых в зацепление зубьев и четвертых вводимых в зацепление зубьев друг от друга, потери мощности могут уменьшаться. Другими словами, поперечной поверхности второй прижимной секции и концу четвертой вращающейся секции разрешается контактировать друг с другом. Соответственно, область, в которой перемещается вторая прижимная секция, может задаваться на стороне четвертой вращающейся секции, и в силу этого осевая длина устройства передачи мощности может уменьшаться.
В вышеописанной конфигурации, первый подвижный элемент может соединяться со второй вращающейся секцией таким образом, что первый подвижный элемент вращается как единое целое со второй вращающейся секцией; второй подвижный элемент может соединяться с третьей вращающейся секцией таким образом, что второй подвижный элемент вращается как единое целое с третьей вращающейся секцией; первый подвижный элемент и первая прижимная секция могут соединяться друг с другом таким образом, что первый подвижный элемент и первая прижимная секция вращаются как единое целое друг с другом; второй подвижный элемент и вторая прижимная секция могут соединяться друг с другом таким образом, что второй подвижный элемент и вторая прижимная секция вращаются как единое целое друг с другом; первая прижимная секция и вторая прижимная секция могут размещаться в осевом направлении первой вращающейся секции, и вторая вращающаяся секция и третья вращающаяся секция могут быть выполнены с возможностью вращаться как единое целое друг с другом.
В вышеописанной конфигурации, первый подвижный элемент соединяется со второй вращающейся секцией таким образом, что первый подвижный элемент вращается как единое целое со второй вращающейся секцией, второй подвижный элемент соединяется с третьей вращающейся секцией таким образом, что второй подвижный элемент вращается как единое целое с третьей вращающейся секцией, и вторая вращающаяся секция и третья вращающаяся секция выполнены с возможностью вращаться как единое целое друг с другом. В этом случае, потери мощности могут уменьшаться, когда первая прижимная секция и вторая прижимная секция входят в контакт друг с другом. Соответственно, область, в которой перемещается первая прижимная секция, и область, в которой перемещается вторая прижимная секция, может задаваться близко друг к другу, и в силу этого осевая длина устройства передачи мощности может уменьшаться.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные компоненты, и на которых:
Фиг. 1 является схематичным видом для иллюстрации примера транспортного средства, которое включает в себя устройство передачи мощности в варианте осуществления изобретения;
Фиг. 2 является коллинеарной схемой для иллюстрации рабочего состояния в HV-Hi-режиме;
Фиг. 3 является коллинеарной схемой для иллюстрации рабочего состояния в HV-Lo-режиме;
Фиг. 4 является коллинеарной схемой для иллюстрации рабочего состояния в режиме прямого соединения;
Фиг. 5 является коллинеарной схемой для иллюстрации рабочего состояния в EV-Lo-режиме;
Фиг. 6 является коллинеарной схемой для иллюстрации рабочего состояния в EV-Hi-режиме;
Фиг. 7 является коллинеарной схемой для иллюстрации рабочего состояния в одиночном режиме;
Фиг. 8 является видом в сечении для иллюстрации конфигураций механизма Lo-муфты и механизма Hi-муфты; и
Фиг. 9 является видом в перспективе для иллюстрации конфигурации, чтобы прикладывать осевую нагрузку к первому фланцу и второму фланцу.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
В дальнейшем предоставляется описание на примере транспортного средства, которое включает в себя устройство передачи мощности в варианте осуществления изобретения, со ссылкой на фиг. 1. В примере, показанном на фиг. 1, устройство 2 передачи мощности, которое передает крутящий момент из источника мощности приведения в движение на передние колеса 1R, 1L, предоставляется в переднем участке транспортного средства Ve таким образом, что центральный вращающийся вал устройства 2 передачи мощности протягивается в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, это устройство 2 передачи мощности имеет так называемый тип с поперечным расположением (т.е. тип с поперечным монтажом), и более строгое ограничение с точки зрения длины в осевом направлении (т.е. осевой длины) накладывается на устройство передачи мощности, расположенное таким образом, что центральный вращающийся вал протягивается в направлении ширины транспортного средства, чем на устройство передачи мощности, расположенное таким образом, что центральный вращающийся вал протягивается в продольном направлении транспортного средства.
Это устройство 2 передачи мощности представляет собой приводное устройство так называемого двухмоторного типа, которое включает в себя двигатель 3 и два электромотора 4, 5 в качестве источников мощности приведения в движение. Первый электромотор 4 представляет собой электромотор, имеющий функцию выработки электрической мощности (т.е. мотор-генератор: MG1). Скорость вращения двигателя 3 управляется посредством первого электромотора 4, второй электромотор 5 приводится в действие с использованием электрической мощности, вырабатываемой посредством первого электромотора 4, и движущий крутящий момент, выводимый из второго электромотора 5, может суммироваться с движущим крутящим моментом для движения. Следует отметить, что второй электромотор 5 может представлять собой электромотор, имеющий функцию выработки электрической мощности (т.е. мотор-генератор: MG2).
Механизм 6 деления мощности соединяется с двигателем 3. Этот механизм 6 деления мощности выполнен с возможностью включать в себя секцию 7 деления, которая имеет первичную функцию, чтобы делить крутящий момент, выводимый из двигателя 3, на сторону первого электромотора 4 и выходную сторону; и секцию 8 переключения скорости, которая имеет первичную функцию, чтобы изменять коэффициент деления крутящего момента.
Секция 7 деления может быть выполнена с возможностью выполнять дифференциальное действие с использованием трех вращающихся компонентов, и планетарный зубчатый механизм может приспосабливаться для секции 7 деления. В примере, показанном на фиг. 1, секция 7 деления состоит из планетарного зубчатого механизма с сателлитами одного типа. Секция 7 деления, показанная на фиг. 1, выполнена с возможностью включать в себя солнечную шестерню 9; коронную шестерню 10, которая представляет собой шестерню внутреннего зацепления, расположенную концентрическим образом с солнечной шестерней 9; сателлитную шестерню 11, которая располагается между солнечной шестерней 9 и коронной шестерней 10 и зацепляется с солнечной шестерней 9 и коронной шестерней 10; и водило 12, которое удерживает сателлитную шестерню 11 таким образом, чтобы обеспечивать возможность вращения и оборота сателлитной шестерни 11. Солнечная шестерня 9 главным образом функционирует в качестве реактивного компонента, коронная шестерня 10 главным образом функционирует в качестве выходного компонента, и водило 12 главным образом функционирует в качестве входного компонента.
Водило 12 выполнено с возможностью принимать выходную мощность из двигателя 3. Более конкретно, выходной вал 13 двигателя 3 соединяется с входным валом 14 механизма 6 деления мощности, и входной вал 14 соединяется с водилом 12. Следует отметить, что, вместо конфигурации, в которой водило 12 и входной вал 14 непосредственно соединяются друг с другом, водило 12 и входной вал 14 могут соединяться через трансмиссионный механизм, такой как зубчатый механизм. Помимо этого, механизм, такой как демпфирующий механизм или преобразователь крутящего момента, может располагаться между выходным валом 13 и входным валом 14.
Первый электромотор 4 соединяется с солнечной шестерней 9. В примере, показанном на фиг. 1, секция 7 деления и первый электромотор 4 располагаются на оси, идентичной центральной оси вращения двигателя 3, и первый электромотор 4 располагается на противоположной стороне секции 7 деления из двигателя 3. В позиции между секцией 7 деления и двигателем 3, секция 8 переключения скорости располагается на оси, идентичной оси, на которой располагаются секция 7 деления и двигатель 3. Таким образом, секция 8 переключения скорости, секция 7 деления и двигатель 3 размещаются в направлении оси.
Секция 8 переключения скорости состоит из планетарного зубчатого механизма с сателлитами одного типа. Секция 8 переключения скорости включает в себя солнечную шестерню 15; коронную шестерню 16, которая представляет собой шестерню внутреннего зацепления, расположенную концентрическим образом с солнечной шестерней 15; сателлитную шестерню 17, которая располагается между этой солнечной шестерней 15 и коронной шестерней 16 и зацепляется с солнечной шестерней 15 и коронной шестерней 16; и водило 18, которое удерживает сателлитную шестерню 17 таким образом, чтобы обеспечивать возможность ее вращения и оборота. Секция 8 переключения скорости представляет собой дифференциальный механизм, который выполняет дифференциальное действие с использованием трех вращающихся компонентов, т.е. солнечной шестерни 15, коронной шестерни 16 и водила 18. Коронная шестерня 10 в секции 7 деления соединяется с солнечной шестерней 15 в этой секции 8 переключения скорости. Помимо этого, коронная шестерня 16 в секции 8 переключения скорости содержит зубья с внешним зацеплением, и зубья с внешним зацеплением выполнены с возможностью функционировать в качестве выходной шестерни 19.
Механизм Lo/C Lo-муфты предоставляется таким образом, что секция 7 деления и секция 8 переключения скорости, описанные выше, составляют составной планетарный зубчатый механизм. Механизм Lo/C Lo-муфты выполнен с возможностью избирательно соединять водило 18 в секции 8 переключения скорости с водилом 12 в секции 7 деления или на входном валу 14. Этот механизм Lo/C Lo-муфты состоит из механизма муфты для ввода в зацепление, который передает крутящий момент посредством принудительного ввода в зацепление зубьев кулачковой муфты друг с другом. Ниже описывается подробная конфигурация механизма Lo/C Lo-муфты.
Когда этот механизм Lo/C Lo-муфты зацепляется, составной планетарный зубчатый механизм формируется. В составном планетарном зубчатом механизме, водило 12 в секции 7 деления и водило 18 в секции 8 переключения скорости соединяются друг с другом и функционируют в качестве входных компонентов, солнечная шестерня 9 в секции 7 деления функционирует в качестве реактивного компонента, и дополнительно коронная шестерня 16 в секции 8 переключения скорости функционирует в качестве выходного компонента. Таким образом, составной планетарный зубчатый механизм выполнен с возможностью обеспечивать возможность дифференциального вращения входного вала 14, выходного вала 4a первого электромотора 4 и ведомой шестерни 21, которые описываются ниже.
Кроме того, механизм Hi/C Hi-муфты предоставляется, чтобы интегрировать все компоненты секции 8 переключения скорости. Этот механизм Hi/C Hi-муфты соединяет, по меньшей мере, два вращающихся компонента в секции 8 переключения скорости, и два вращающихся компонента представляют собой водило 18 и одну из коронной шестерни 16 и солнечной шестерни 15 или солнечной шестерни 15 и коронной шестерни 16. Аналогично механизму Lo/C Lo-муфты, механизм Hi/C Hi-муфты состоит из механизма муфты для ввода в зацепление, который передает крутящий момент посредством принудительного ввода в зацепление зубьев кулачковой муфты друг с другом. В примере, показанном на фиг. 1, механизм Hi/C Hi-муфты выполнен с возможностью соединять водило 18 и коронную шестерню 16 в секции 8 переключения скорости. Ниже предоставляется подробная конфигурация механизма Hi/C Hi-муфты.
Механизм Lo/C Lo-муфты и механизм Hi/C Hi-муфты располагаются на оси, идентичной оси, на которой располагаются двигатель 3, секция 7 деления и секция 8 переключения скорости. Механизм Lo/C Lo-муфты и механизм Hi/C Hi-муфты располагаются на противоположной стороне секции 8 переключения скорости относительно секции 7 деления. Помимо этого, механизмы Lo/C, Hi/C муфты, соответственно, располагаются на внутренней периферийной стороне и внешней периферийной стороне и размещаются в радиальном направлении. Таким образом, осевая длина всего устройства 2 передачи мощности может уменьшаться. Этот механизм Lo/C Lo-муфты соответствует "первому зацепляющему механизму с зубчатым зацеплением" в варианте осуществления изобретения, и механизм Hi/C Hi-муфты соответствует "второму зацепляющему механизму с зубчатым зацеплением" в варианте осуществления изобретения.
Обратный вал 20 располагается параллельно с центральной осью вращения двигателя 3 и секции 7 деления или секции 8 переключения скорости, описанных выше. Ведомая шестерня 21, которая вводится в зацепление с выходной шестерней 19, присоединяется к этому обратному валу 20. Помимо этого, ведущая шестерня 22 присоединяется к обратному валу 20, и эта ведущая шестерня 22 зацепляется с коронной шестерней 24 в блоке 23 дифференциала в качестве конечного редуктора. Кроме того, ведущая шестерня 26, которая присоединяется к валу 25 ротора во втором электромоторе 5, зацепляется с ведомой шестерней 21. Соответственно, мощность или крутящий момент, выводимый из второго электромотора 5, суммируется с мощностью или крутящим моментом, выводимым из выходной шестерни 19 в ведомой шестерне 21. Мощность или крутящий момент, комбинированный таким способом, выводится из блока 23 дифференциала на правый и левый ведущий вал 27, и мощность или крутящий момент в силу этого передается на передние колеса 1R, 1L.
Кроме того, устройство 2 передачи мощности содержит тормозной механизм B1 фрикционного типа или на основе зубчатого зацепления, который выполнен с возможностью избирательно фиксировать выходной вал 13 или входной вал 14 таким образом, что движущий крутящий момент, выводимый из первого электромотора 4, может передаваться на передние колеса 1R, 1L. Таким образом, когда выходной вал 13 или входной вал 14 фиксируется посредством тормозного механизма B1, водило 12 в секции 7 деления или водило 18 в секции 8 переключения скорости может функционировать в качестве реактивного компонента, и солнечная шестерня 9 в секции 7 деления может функционировать в качестве входного компонента. Тормозной механизм B1 может формировать реактивный крутящий момент, когда первый электромотор 4 выводит движущий крутящий момент. Таким образом, конфигурация тормозного механизма B1 не ограничена конфигурацией, чтобы полностью фиксировать выходной вал 13 или входной вал 14. Тормозной механизм B1 может иметь любую конфигурацию при условии, что тормозной механизм B1 прикладывает запрашиваемый реактивный крутящий момент к выходному валу 13 или входному валу 14. Альтернативно, вместо тормозного механизма B1, может предоставляться односторонняя муфта, чтобы запрещать вращение выходного вала 13 или входного вала 14 в направлении, противоположном направлению, в котором выходной вал 13 или входной вал 14 вращается в то время, когда двигатель 3 приводится в действие.
HV-режим движения и EV-режим движения могут задаваться в устройстве 2 передачи мощности. В HV-режиме движения, движущий крутящий момент выводится из двигателя 3 таким образом, чтобы заставлять транспортное средство Ve двигаться. В EV-режиме движения, движущий крутящий момент не выводится из двигателя 3, и движущий крутящий момент выводится из первого электромотора 4 и/или второго электромотора 5 таким образом, чтобы заставлять транспортное средство Ve двигаться. Кроме того, в качестве HV-режима движения, могут задаваться HV-Lo-режим, HV-Hi-режим и режим прямого соединения. В HV-Lo-режиме, когда первый электромотор 4 вращается на низкой скорости вращения (что включает в себя вращение при 0), скорость вращения двигателя 3 (или входного вала 14) становится выше скорости вращения коронной шестерни 16 в секции 8 переключения скорости. В HV-Hi-режиме, скорость вращения двигателя 3 (или входного вала 14) становится ниже скорости вращения коронной шестерни 16 в секции 8 переключения скорости. В режиме прямого соединения, скорость вращения коронной шестерни 16 в секции 8 переключения скорости становится равной скорости вращения двигателя 3 (или входного вала 14).
Более конкретно, когда механизм Lo/C Lo-муфты зацепляется, и движущий крутящий момент, выводимый из двигателя 3, передается на передние колеса 1R, 1L, HV-Lo-режим задается. Когда механизм Hi/C Hi-муфты зацепляется, и движущий крутящий момент, выводимый из двигателя 3, передается на передние колеса 1R, 1L, HV-Hi-режим задается. Кроме того, когда оба из механизма Lo/C Lo-муфты и механизма Hi/C Hi-муфты зацепляются, и движущий крутящий момент выводится из двигателя 3, режим прямого соединения задается.
В качестве EV-режима движения, могут задаваться сдвоенный режим и одиночный режим. В сдвоенном режиме, движущий крутящий момент выводится из первого электромотора 4 и второго электромотора 5. В одиночном режиме, движущий крутящий момент не выводится из первого электромотора 4, и движущий крутящий момент выводится только из второго электромотора 5. Кроме того, в качестве сдвоенного режима, могут задаваться EV-Lo-режим и EV-Hi-режим. В EV-Lo-режиме, коэффициент для усиления крутящего момента, выводимого из первого электромотора 4, является относительно большим. В EV-Hi-режиме, коэффициент для усиления крутящего момента, выводимого из первого электромотора 4, является относительно небольшим.
Более конкретно, когда механизм Lo/C Lo-муфты и тормозной механизм B1 зацепляются, и движущий крутящий момент выводится из первого электромотора 4, EV-Lo-режим задается. Когда механизм Hi/C Hi-муфты и тормозной механизм B1 зацепляются, и движущий крутящий момент выводится из первого электромотора 4, EV-Hi-режим задается. Кроме того, когда все из механизма Lo/C Lo-муфты, механизма Hi/C Hi-муфты и тормозного механизма B1 расцепляются, задается одиночный режим. В одиночном режиме, транспортное средство Ve может двигаться в то время, когда двигатель 3 и первый электромотор 4 остановлены. Следует отметить, что в одиночном режиме, транспортное средство Ve может принудительно двигаться посредством вывода движущего крутящего момента из второго электромотора 5 только в то время, когда механизм Lo/C Lo-муфты зацепляется, или транспортное средство Ve может принудительно двигаться посредством вывода движущего крутящего момента из второго электромотора 5 только в то время, когда механизм Hi/C Hi-муфты зацеплен.
Фиг. 2-7 являются коллинеарными схемами для иллюстрации скорости вращения каждого из вращающихся компонентов в механизме 6 деления мощности и направлений крутящего момента двигателя 3 и электромоторов 4, 5 в режимах движения. На каждой из коллинеарных схем, прямые линии, указывающие вращающиеся компоненты в механизме 6 деления мощности, рисуются параллельно с пространством, представляющим размещение передаточного отношения между ними, и расстояние от базовой линии, которая является ортогональной к этим прямым линиям, представляет скорость вращения соответствующего вращающегося компонента. Направление крутящего момента указывается посредством стрелки на каждой из прямых линий, указывающих вращающиеся компоненты, и абсолютная величина крутящего момента указывается посредством длины каждой из стрелок.
Как показано на фиг. 2, в HV-Hi-режиме, движущий крутящий момент выводится из двигателя 3, механизм Hi/C Hi-муфты зацеплен, и реактивный крутящий момент выводится из первого электромотора 4. Как показано на фиг. 3, в HV-Lo-режиме, движущий крутящий момент выводится из двигателя 3, механизм Lo/C Lo-муфты зацеплен, и реактивный крутящий момент выводится из первого электромотора 4. Скорость вращения первого электромотора 4 в HV-Hi-режиме или HV-Lo-режиме управляется таким образом, чтобы достигать оптимальной эффективности всего устройства 2 передачи мощности с учетом экономии топлива двигателя 3, эффективности приведения в действие первого электромотора 4 и т.п. Эффективность всего устройства 2 передачи мощности является значением, полученным посредством деления общей величины энергии, потребляемой двигателями 3 и электромоторами 4, 5, на величину энергии приведения в движение, полученную из произведения скоростей вращения и крутящего момента передних колес 1R, 1L. Скорость вращения первого электромотора 4, описанного выше, может изменяться непрерывно, и скорость вращения двигателя определяется на основе скорости вращения первого электромотора 4 и скорости транспортного средства. Соответственно, механизм 6 деления мощности может функционировать в качестве бесступенчатой трансмиссии.
Как показано на фиг. 4, в режиме прямого соединения, каждый из механизмов Lo/C, Hi/C муфты зацепляется, и в силу этого вращающиеся компоненты в механизме 6 деления мощности вращаются на идентичной скорости вращения. Таким образом, полная мощность двигателя 3 выводится из механизма 6 деления мощности.
Кроме того, как показано на фиг. 5 и фиг. 6, в EV-Lo-режиме и EV-Hi-режиме, тормозной механизм B1 зацепляется, механизм Lo/C Lo-муфты или механизм Hi/C Hi-муфты зацепляются, и движущий крутящий момент выводится из каждого из электромоторов 4, 5 таким образом, чтобы заставлять транспортное средство Ve двигаться. Как показано на фиг. 5 и фиг. 6, отношение скоростей вращения для скорости вращения коронной шестерни 16 в секции 8 переключения скорости к скорости вращения первого электромотора 4 является более низким в EV-Lo-режиме, чем в EV-Hi-режиме. Таким образом, передаточное число редуктора является более высоким в EV-Lo-режиме, чем в EV-Hi-режиме. Соответственно, высокая мощность приведения в движение может получаться посредством задания EV-Lo-режима. Следует отметить, что, как показано на фиг. 7, в одиночном режиме, движущий крутящий момент выводится только из второго электромотора 5, и оба механизма Lo/C, Hi/C муфты расцепляются, и в силу этого каждый из вращающихся компонентов в механизме 6 деления мощности переводится в остановленное состояние. Соответственно, потери мощности вследствие совместного вращения двигателя 3 или первого электромотора 4 могут уменьшаться.
Переключение между вышеописанными режимами движения выполняется в соответствии с запрашиваемой мощностью приведения в движение и/или скоростью транспортного средства. В случае переключения режима движения в HV-режиме движения, например, скорость вращения первого электромотора 4 управляется таким образом, чтобы задавать режим прямого соединения, и затем, режим движения переключается с режима прямого соединения на HV-Hi-режим или HV-Lo-режим. Альтернативно, после того, как каждый из механизмов Lo/C, Hi/C муфты расцепляется, скорость вращения первого электромотора 4 управляется таким образом, что разность между скоростью вращения на входной стороне и скоростью вращения на выходной стороне механизма муфты, который должен зацепляться, становится равной или меньшей допустимого значения. После этого, механизм муфты зацепляется. В случае если EV-режим движения задается, режим движения может переключаться посредством управления первым электромотором 4 и каждым из механизмов Lo/C, Hi/C муфты аналогичным образом. Следует отметить, что в случае, если состояние каждого из механизмов муфты переключается между зацепленным состоянием и расцепленным состоянием, абсолютная величина крутящего момента, прикладываемого к вводимым в зацепление поверхностям механизма муфты, может управляться посредством управления скоростью вращения и крутящего момента первого электромотора 4. Таким образом, когда управляемость каждого из механизмов муфты является хорошей, жесткость элементов, составляющих каждый из механизмов муфты, может уменьшаться. Таким образом, размер каждого из механизмов муфты может уменьшаться.
Как описано выше, устройство передачи мощности в варианте осуществления изобретения включает в себя множество зацепляющих механизмов с зубчатым зацеплением и позволяет повышать простоту и удобство монтажа устройства передачи мощности, более конкретно, уменьшать осевую длину устройства передачи мощности. Фиг. 8 является видом в сечении для иллюстрации конфигурации устройства передачи мощности подробно.
В примере, показанном на фиг. 8, зацепленный элемент 28 соединяется с входным валом 14. Этот зацепленный элемент 28 выполнен с возможностью включать в себя цилиндрическую первую ступицу 29, внутренняя периферийная поверхность которой содержит зубья шлица; кольцевую соединенную секцию 30, которая соединяется с одним концом (концом на стороне двигателя 3) первой ступицы 29; и первую цилиндрическую секцию 31, которая интегрируется с внешним периферийным участком поперечной поверхности на стороне двигателя 3 соединенной секции 30. Эта первая цилиндрическая секция 31 соответствует "первой вращающейся секции" в варианте осуществления изобретения. На внешней периферийной поверхности первой цилиндрической секции 31, участок на стороне соединенной секции 30 в осевом направлении содержит зубья 32 кулачковой муфты, каждый из которых имеет указанную длину в осевом направлении первой цилиндрической секции 31. Зубья 32 кулачковой муфты соответствуют "первым вводимым в зацепление зубьям" в варианте осуществления изобретения.
Зубья шлица формируются на внешней периферийной поверхности входного вала 14, и его зубья шлица вводятся в зацепление с зубьями шлица, сформированными в первой ступице 29. Таким образом, зацепленный элемент 28 вращается как единое целое с входным валом 14. Следует отметить, что в примере, показанном на фиг. 8, формируется уступ во входном валу 14, чтобы позиционировать первую ступицу 29, и первая ступица 29 садится во входной вал 14 таким образом, что конец первой ступицы 29 контактирует с уступом. В этом случае, чтобы предотвращать перемещение зацепленного элемента 28 в осевом направлении входного вала 14, гайка и т.п., которая позиционирует конец на стороне двигателя 3 первой ступицы 29, может предоставляться.
Водило 18 в секции 8 переключения скорости включает в себя кольцевую первую несущую пластину (не показана), которая соединяется с концом на стороне секции 7 деления вала-шестерни (не показан), который удерживает сателлитную шестерню 17; и кольцевую вторую несущую пластину 33, которая соединяется с концом на стороне двигателя 3 вала-шестерни. Цилиндрическая вторая ступица 34 формируется как единое целое во внутреннем периферийном участке поперечной поверхности второй несущей пластины 33, причем поперечная поверхность обращена к стороне, противоположной двигателю 3. Вторая ступица 34 садится в первую ступицу 29 через втулку 35. Помимо этого, вторая цилиндрическая секция 36, которая протягивается к двигателю 3 за пределами первой цилиндрической секции 31, формируется как единое целое во внешнем периферийном участке поперечной поверхности второй несущей пластины 33, причем поперечная поверхность обращена к двигателю 3, более конкретно, в позиции радиально наружу внешнего диаметра (внешней периферии) первой цилиндрической секции 31. Зубья шлица формируются на обеих из внутренней периферийной поверхности и внешней периферийной поверхности второй цилиндрической секции 36. Таким образом, вторая цилиндрическая секция 36 располагается концентрическим образом с первой цилиндрической секцией 31 и формируется с возможностью иметь диаметр, больший диаметра первой цилиндрической секции 31. Вторая цилиндрическая секция 36 соответствует "второй вращающейся секции" и "третьей вращающейся секции" в варианте осуществления изобретения.
Первый подвижный элемент 37, имеющий цилиндрическую форму, вставляется между первой цилиндрической секцией 31 и второй цилиндрической секцией 36. Более конкретно, зубья шлица формируются на внешней периферийной поверхности первого подвижного элемента 37, и его зубья шлица вводятся в зацепление с зубьями шлица, сформированными во внутренней периферийной поверхности второй цилиндрической секции 36. Таким образом, первый подвижный элемент 37 и вторая несущая пластина 33 постоянно соединяются друг с другом таким образом, что первый подвижный элемент 37 и вторая несущая пластина 33 вращаются как единое целое друг с другом (т.е. первый подвижный элемент 37 и вторая несущая пластина 33 вращаются вместе). Кроме того, зубья 38 кулачковой муфты, каждый из которых имеет указанную длину в осевом направлении, формируются на внутренней периферийной поверхности первого подвижного элемента 37 таким образом, что зубья 38 кулачковой муфты зацепляются с зубьями 32 кулачковой муфты, сформированными в первой цилиндрической секции 31, когда первый подвижный элемент 37 перемещается ко второй несущей пластине 33. Зубья 38 кулачковой муфты соответствуют "третьим вводимым в зацепление зубьям" в варианте осуществления изобретения. Следует отметить, что зубья 32 кулачковой муфты, сформированные в первой цилиндрической секции 31, и зубья 38 кулачковой муфты, сформированные в первом подвижном элементе 37, могут иметь идентичную длину, и длина определяется на основе максимального передаточного крутящего момента, определенного в конструкции, и допустимого значения механического напряжения, прикладываемого к вводимым в зацепление поверхностям таким образом, что механическое напряжение, прикладываемое к вводимым в зацепление поверхностям, становится равным или меньшим допустимого значения, когда зубья 32, 38 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, чтобы передавать крутящий момент. Помимо этого, желобок формируется на конце на стороне зубьев 38 кулачковой муфты каждого из зубьев 32 кулачковой муфты и на конце на стороне зубьев 32 кулачковой муфты каждого из зубьев 38 кулачковой муфты таким образом, что зубья 32, 38 кулачковой муфты могут вводиться в зацепление друг с другом, даже когда фазы зубьев 32, 38 кулачковой муфты в направлении вращения совпадают между собой.
Кроме того, первый фланец 39 интегрируется с концом на стороне двигателя 3 первого подвижного элемента 37. Этот первый фланец 39 предоставляется, чтобы передавать осевую нагрузку в первый подвижный элемент 37. Таким образом, конфигурация может быть такой, что кольцевая щель предоставляется на внешней периферийной поверхности на стороне двигателя 3 первого подвижного элемента 37, и первый фланец 39 располагается в щели таким образом, что первый фланец 39 является вращающимся относительно первого подвижного элемента 37. Помимо этого, в случае если кольцевая щель предоставляется в первом подвижном элементе 37, элемент, который прижимает первый подвижный элемент 37, может не иметь кольцевой формы в отличие от первого фланца 39. Более конкретно, например, элемент, такой как стержень, сформированный таким образом, что он протягивается в радиальном направлении, может располагаться в щели таким образом, что элемент перемещается как единое целое с первым подвижным элементом 37 в осевом направлении. Таким образом, первый фланец 39 может интегрироваться с первым подвижным элементом 37 в осевом направлении первого подвижного элемента 37. Этот первый фланец 39 соответствует "первой прижимной секции" в варианте осуществления изобретения.
Кроме того, третья цилиндрическая секция 40, которая протягивается к двигателю 3, интегрируется с коронной шестерней 16 в секции 8 переключения скорости. Эта третья цилиндрическая секция 40 формируется с возможностью иметь внутренний диаметр, больший внешнего диаметра второй несущей пластины 33, и располагается таким образом, что она окружает вторую несущую пластину 33. Более конкретно, третья цилиндрическая секция 40 располагается концентрическим образом со второй цилиндрической секцией 36 и формируется с возможностью иметь диаметр, больший диаметра второй цилиндрической секции 36. Эта третья цилиндрическая секция 40 соответствует "четвертой вращающейся секции" в варианте осуществления изобретения. Дополнительно, конец на стороне двигателя 3 третьей цилиндрической секции 40 расположен в позиции дальше от двигателя 3, чем конец на стороне двигателя 3 второй цилиндрической секции 36. Кроме того, на внутренней поверхности третьей цилиндрической секции 40, зубья 41 кулачковой муфты формируются таким образом, что они, по меньшей мере, частично перекрываются с зубьями 32 кулачковой муфты, сформированными в первой цилиндрической секции 31 в осевом направлении центральной оси L вращения каждой из цилиндрических секций 31, 36, 40. Зубья 41 кулачковой муфты соответствуют "вторым вводимым в зацепление зубьям" в варианте осуществления изобретения. Следует отметить, что зубья 32 кулачковой муфты, сформированные в первой цилиндрической секции 31, могут иметь длину в осевом направлении (т.е. осевую длину), которая отличается от осевой длины зубьев 41 кулачковой муфты, сформированных в третьей цилиндрической секции 40. В этом случае, зубья 32 кулачковой муфты и зубья 41 кулачковой муфты могут формироваться таким образом, что все зубья кулачковой муфты или все зубья шлица (например, все зубья 32 кулачковой муфты), которые являются короткими в осевом направлении, перекрываются с зубьями кулачковой муфты (например, зубьями 41 кулачковой муфты), которые являются длинными в осевом направлении.
Второй подвижный элемент 42, имеющий цилиндрическую форму, вставляется между второй цилиндрической секцией 36 и третьей цилиндрической секцией 40. Более конкретно, зубья шлица формируются на внутренней периферийной поверхности второго подвижного элемента 42, и его зубья шлица вводятся в зацепление с зубьями шлица, сформированными на внешней периферийной поверхности второй цилиндрической секции 36. Таким образом, второй подвижный элемент 42 и вторая несущая пластина 33 всегда соединяются друг с другом таким образом, что второй подвижный элемент 42 и вторая несущая пластина 33 вращаются как единое целое друг с другом (т.е. второй подвижный элемент 42 и вторая несущая пластина 33 вращаются вместе). Кроме того, зубья 43 кулачковой муфты, каждый из которых имеет указанную длину в осевом направлении, формируются на внешней периферийной поверхности второго подвижного элемента 42 таким образом, что зубья 43 кулачковой муфты зацепляются с зубьями 41 кулачковой муфты, сформированными в третьей цилиндрической секции 40, когда второй подвижный элемент 42 перемещается ко второй несущей пластине 33. Зубья 43 кулачковой муфты соответствуют "четвертым вводимым в зацепление зубьям" в варианте осуществления изобретения. Следует отметить, что зубья 41 кулачковой муфты, сформированные в третьей цилиндрической секции 40, и зубья 43 кулачковой муфты, сформированные во втором подвижном элементе 42, могут иметь идентичную длину, и эта длина определяется на основе максимального передаточного крутящего момента, определенного в конструкции, и допустимого значения механического напряжения, прикладываемого к вводимым в зацепление поверхностям таким образом, что механическое напряжение, прикладываемое к вводимым в зацепление поверхностям, становится равным или меньшим допустимого значения, когда зубья 41, 43 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, чтобы передавать крутящий момент. Помимо этого, желобок формируется на конце на стороне зубьев 43 кулачковой муфты каждого из зубьев 41 кулачковой муфты и на конце на стороне зубьев 41 кулачковой муфты каждого из зубьев 43 кулачковой муфты таким образом, что зубья 41, 43 кулачковой муфты могут вводиться в зацепление друг с другом, даже когда фазы зубьев 41, 43 кулачковой муфты в направлении вращения совпадают между собой.
Кроме того, второй фланец 44 интегрируется с концом на стороне двигателя 3 второго подвижного элемента 42. Этот второй фланец 44 предоставляется, чтобы передавать осевую нагрузку во второй подвижный элемент 42. Таким образом, кольцевая щель предоставляется на внешней периферийной поверхности на стороне двигателя 3 второго подвижного элемента 42, и второй фланец 44 располагается в щели таким образом, что второй фланец 44 является вращающимся относительно второго подвижного элемента 42. Помимо этого, в случае если кольцевая щель предоставляется во втором подвижном элементе 42, элемент, который прижимает второй подвижный элемент 42, может не иметь кольцевой формы в отличие от второго фланца 44. Более конкретно, например, элемент, такой как стержень, сформированный таким образом, что он протягивается в радиальном направлении, может располагаться в щели таким образом, что элемент перемещается как единое целое со вторым подвижным элементом 42 в осевом направлении. Таким образом, второй фланец 44 может интегрироваться со вторым подвижным элементом 42 в осевом направлении второго подвижного элемента 42. Этот второй фланец 44 соответствует "второй прижимной секции" в варианте осуществления изобретения.
Конфигурация, показанная на фиг. 8, собирается в следующем порядке. Более конкретно, первоначально зацепленный элемент 28 зацепляется и прикрепляется к входному валу 14. После этого, втулка 35 садится в первую ступицу 29 с левой стороны (стороны, противоположной двигателю 3) на фиг. 8, и блок секции 8 переключения скорости собирается на втулке 35. Более конкретно, вторая несущая пластина 33 садится во втулку 35. После этого, второй подвижный элемент 42 собирается со стороны двигателя 3 в осевом направлении таким образом, что зубья шлица, сформированные во втором подвижном элементе 42, и зубья шлица, сформированные на внешней периферийной поверхности второй цилиндрической секции 36, вводятся в зацепление друг с другом. В это время, зубья 41 кулачковой муфты и зубья 43 кулачковой муфты не должны обязательно вводиться в зацепление друг с другом. Затем, первый подвижный элемент 37 собирается со стороны двигателя 3 в осевом направлении таким образом, что зубья шлица, сформированные в первом подвижном элементе 37, и зубья шлица, сформированные на внутренней периферийной поверхности второй цилиндрической секции 36, вводятся в зацепление друг с другом. В это время, зубья 32 кулачковой муфты и зубья 38 кулачковой муфты не должны обязательно вводиться в зацепление друг с другом. Таким образом, в случае если зубья 32, 38 кулачковой муфты принудительно вводятся в зацепление друг с другом посредством увеличения величины посадки первого подвижного элемента 37 и первой цилиндрической секции 31 (т.е. величины посадки, на которую первый подвижный элемент 37 и первая цилиндрическая секция 31 садятся друг в друга), или в случае, если зубья 41, 43 кулачковой муфты принудительно вводятся в зацепление друг с другом посредством увеличения величины посадки второго подвижного элемента 42 и третьей цилиндрической секции 40 (т.е. величины посадки, на которую второй подвижный элемент 42 и третья цилиндрическая секция 40 садятся друг в друга), нет необходимости, например, обеспечивать совпадение фаз подвижных элементов 37, 42 во время их сборки. Таким образом, возможность сборки может улучшаться, т.е. подвижные элементы 37, 42 могут садиться более легко.
Как показано на фиг. 9, полукруглая первая вилка 45 переключения зацепляется с внешней периферийной поверхностью первого фланца 39. Первая вилка 45 переключения, показанная на фиг. 9, формируется с возможностью иметь толщину пластины, большую толщины пластины первого фланца 39, и паз 46 формируется на внутренней периферийной поверхности первой вилки 45 переключения. Первый фланец 39 может проскальзывать в пазу 46 в направлении вращения и стопорится в осевом направлении в пазу 46. Внешняя периферия первого фланца 39 располагается в пазу 46. Соответственно, когда первая вилка 45 переключения прижимается в осевом направлении, ее нагрузка передается в первый фланец 39. Помимо этого, в примере, показанном на фиг. 9, множество утолщений 47 формируются на внутренней периферийной поверхности первой вилки 45 переключения, чтобы предотвращать отсоединение первого фланца 39 из паза 46. Следует отметить, что для того, чтобы уменьшать сопротивление скольжению между первой вилкой 45 переключения и первым фланцем 39, смазочный материал может подаваться в проскальзывающие секции первой вилки 45 переключения и первого фланца 39 либо может покрывать проскальзывающие секции первой вилки 45 переключения и первого фланца 39 с элементом, имеющим небольшой коэффициент трения.
Один конец стержня 48 соединяется с поперечной поверхностью на одной стороне центрального участка первой вилки 45 переключения в периферийном направлении, через пружину (не показана), причем одна сторона является противоположной двигателю 3. Стержень 48 предоставляется таким образом, что он протягивается через кожух (не показан), который размещает устройство 2 передачи мощности, и электромагнитный актуатор 49, который прижимает первую вилка 45 переключения, соединяется с другим концом стержня 48, который протягивается наружу кожуха. Электромагнитный актуатор 49, показанный на фиг. 9, выполнен с возможностью включать в себя электромотор и кулачковый механизм, который преобразует крутящий момент электромотора в нагрузку стержня 48 в осевом направлении (т.е. в осевую нагрузку стержня 48).
Следует отметить, что в случае если концы зубьев 32 кулачковой муфты и концы зубьев 38 кулачковой муфты входят в контакт друг с другом, когда стержень 48 прижимает первый фланец 39, сила реакции, прикладываемая к первому фланцу 39, увеличивается. Вышеописанная пружина предоставляется, чтобы предотвращать ситуацию, когда, чрезмерная изгибающая нагрузка прикладывается к первому фланцу 39 в таком случае. Другими словами, посредством предоставления вышеописанной пружины, жесткость первого фланца 39 может уменьшаться, т.е. толщина пластины первого фланца 39 может уменьшаться. Соответственно, осевая длина устройства 2 передачи мощности дополнительно может уменьшаться.
При конфигурации, как описано выше, когда первая вилка 45 переключения натягивается в направлении влево на фиг. 8 посредством электромагнитного актуатора 49, нагрузка первой вилки 45 переключения передается в первый подвижный элемент 37 через первый фланец 39. Как результат, зубья 32 кулачковой муфты, сформированные в первой цилиндрической секции 31, и зубья 38 кулачковой муфты, сформированные в первом подвижном элементе 37, вводятся в зацепление друг с другом. Когда первая вилка 45 переключения прижимается посредством электромагнитного актуатора 49, нагрузка первой вилки 45 переключения передается в первый подвижный элемент 37 через первый фланец 39. Как результат, зубья 32 кулачковой муфты, сформированные в первой цилиндрической секции 31, и зубья 38 кулачковой муфты, сформированные в первом подвижном элементе 37, расцепляются друг от друга. Таким образом, электромагнитный актуатор 49, первая вилка 45 переключения, первый фланец 39 и первый подвижный элемент 37 составляют зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением (механизм Lo/C Lo-муфты).
Механизм Hi/C Hi-муфты сконфигурирован аналогично механизму Lo/C Lo-муфты. Таким образом, вторая вилка 50 переключения, которая сконфигурирована аналогично первой вилке 45 переключения, соединяется со вторым фланцем 44, и предоставляются стержень 51 и второй электромагнитный актуатор 52, которые прикладывают осевую нагрузку ко второй вилке 50 переключения. Следует отметить, что в примере, показанном на фиг. 9, первая вилка 45 переключения и вторая вилка 50 переключения располагаются таким образом, что фазы первой вилки 45 переключения и второй вилки 50 переключения смещаются друг от друга в направлении вращения. Фазы первой вилки 45 переключения и второй вилки 50 переключения смещаются друг от друга в направлении вращения, чтобы предотвращать помехи между участком первой вилки 45 переключения, с которой соединяется стержень 48, и участком второй вилки 50 переключения, с которой соединяется стержень 51.
Вышеописанный механизм Lo/C Lo-муфты имеет такую конфигурацию, в которой первый подвижный элемент 37 расположен в позиции, указываемой посредством сплошных линий на фиг. 8, в состоянии, в котором зубья 32, 38 кулачковой муфты расцепляются друг от друга, т.е. в расцепленном состоянии. Механизм Lo/C Lo-муфты имеет такую конфигурацию, в которой первый подвижный элемент 37 расположен в позиции, указываемой посредством пунктирных линий на фиг. 8, в состоянии, в котором зубья 32, 38 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом (т.е. зубья 32, 38 кулачковой муфты зацепляются друг с другом), т.е. в зацепленном состоянии. Таким образом, область перемещения, в осевом направлении, зубьев 38 кулачковой муфты, сформированных в первом подвижном элементе 37 (т.е. область перемещения, в которой зубья 38 кулачковой муфты являются подвижными в осевом направлении), представляет собой диапазон, указываемый посредством "L1" на фиг. 8. Эта область перемещения соответствует "первой подвижной области" в варианте осуществления изобретения.
Механизм Hi/C Hi-муфты имеет такую конфигурацию, в которой второй подвижный элемент 42 расположен в позиции, указываемой посредством сплошных линий на фиг. 8, в состоянии, в котором зубья 41, 43 кулачковой муфты расцепляются друг от друга, т.е. в расцепленном состоянии. Механизм Hi/C Hi-муфты имеет такую конфигурацию, в которой второй подвижный элемент 42 расположен в позиции, указываемой посредством пунктирных линий на фиг. 8, в состоянии, в котором зубья 41, 43 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом (т.е. зубья 41, 43 кулачковой муфты зацепляются друг с другом), т.е. в зацепленном состоянии. Таким образом, область перемещения, в осевом направлении, зубьев 43 кулачковой муфты, сформированных во втором подвижном элементе 42 (т.е. область перемещения, в которой зубья 43 кулачковой муфты являются подвижными в осевом направлении), представляет собой диапазон, указываемый посредством "L2" на фиг. 8. Эта область перемещения соответствует "второй подвижной области" в варианте осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 8, область L1 перемещения зубьев 38 кулачковой муфты, сформированных в первом подвижном элементе 37, совпадает с областью L2 перемещения зубьев 43 кулачковой муфты, сформированных во втором подвижном элементе 42. Другими словами, область L1 перемещения и область L2 перемещения перекрываются между собой в радиальном направлении относительно оси L вращения. Соответственно, нет необходимости обеспечивать диапазоны в осевом направлении для областей L1, L2 перемещения. Другими словами, можно предотвращать ситуацию, когда области L1, L2 перемещения размещаются в осевом направлении. Как результат, даже в случае, если два зацепляющих механизма с зубчатым зацеплением предоставляются в устройстве передачи мощности, увеличение осевой длины устройства передачи мощности может предотвращаться.
Чтобы достигать преимуществ, области L1, L2 перемещения должны не обязательно полностью совпадать между собой, и, по меньшей мере, участок области L1 перемещения, и, по меньшей мере, участок области L2 перемещения может перекрываться между собой в радиальном направлении относительно оси L вращения. Помимо этого, в случае если осевая длина зубьев 32, 38 кулачковой муфты и осевая длина зубьев 41, 43 кулачковой муфты отличаются друг от друга, расстояния, через которые перемещаются подвижные элементы 37, 42, также отличаются друг от друга в соответствии с разностью между осевой длиной зубьев 32, 38 кулачковой муфты и осевой длиной зубьев 41, 43 кулачковой муфты. В этом случае, вся область L2 перемещения подвижного элемента, который является подвижным в короткой области перемещения (например, второй подвижного элемента 42), может перекрываться с областью L1 перемещения подвижного элемента, который является подвижным в длинной области перемещения (например, первого подвижного элемента 37), в радиальном направлении относительно оси L вращения.
Как описано выше, фланцы 39, 44, соответственно, соединяются с первым подвижным элементом 37 и вторым подвижным элементом 42, и внешние периферийные участки фланцев 39, 44, соответственно, принимают нагрузки из актуаторов 49, 52. Таким образом, позиция, в которой зубья кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, и позиция, в которой формируется осевое давление для принудительного ввода в зацепление зубьев кулачковой муфты, задаются отличающимися друг от друга в радиальном направлении. Как результат, увеличение осевой длины устройства 2 передачи мощности может предотвращаться. Кроме того, поскольку позиции размещения актуаторов 49, 52 (т.е. позиции, в которых размещаются актуаторы 49, 52) могут надлежащим образом задаваться, можно повышать степень свободы в конструкции для предоставления множества механизмов Lo/C, Hi/C муфты в устройстве 2 передачи мощности.
Первый подвижный элемент 37 и вторая цилиндрическая секция 36 соединяются друг с другом таким образом, что первый подвижный элемент 37 и вторая цилиндрическая секция 36 вращаются как единое целое друг с другом. Таким образом, относительное вращение первого фланца 39 и второй цилиндрической секции 36 может предотвращаться. Как результат, даже в случае, если поперечная поверхность первого фланца 39 и конец второй цилиндрической секции 36 входят в контакт друг с другом в то время, когда первый подвижный элемент 37 перемещается, чтобы увеличивать величину посадки первого подвижного элемента 37 и второй цилиндрической секции 36 (т.е. величину посадки, на которую первый подвижный элемент 37 и вторая цилиндрическая секция 36 садятся друг в друга) в целях зацепления зубьев 32 кулачковой муфты и зубьев 38 кулачковой муфты друг с другом, их контактные поверхности не проскальзывают. Таким образом, потери мощности могут уменьшаться. Соответственно, нет необходимости предоставлять зазор между первым фланцем 39 и концом второй цилиндрической секции 36, когда зубья 32, 38 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом. Таким образом, область, в которой перемещается первый фланец 39, может задаваться на стороне второй цилиндрической секции 36. По этой причине, нет необходимости обеспечивать чрезмерно большую область, в которой перемещается первый фланец 39, и в силу этого осевая длина устройства 2 передачи мощности может уменьшаться. Помимо этого, конец второй цилиндрической секции 36 имеет функцию позиционирования первого фланца 39. Соответственно, нет необходимости предоставлять другой механизм позиционирования и т.п. Таким образом, осевая длина устройства 2 передачи мощности может уменьшаться.
Кроме того, как описано выше, в случае если HV-Lo-режим или EV-Lo-режим задаются, механизм Lo/C Lo-муфты зацепляется, и механизм Hi/C Hi-муфты расцепляется. В этом случае, в конфигурации, показанной на фиг. 8, второй фланец 44 расположен на стороне двигателя 3 в осевом направлении, и первый фланец 39 расположен на стороне, противоположной двигателю 3 в осевом направлении. Таким образом, фланцы 39, 44 приближаются друг к другу. Между тем, в конфигурации, показанной на фиг. 8, поскольку каждый из подвижных элементов 37, 42 соединяется со второй цилиндрической секцией 36 таким образом, что подвижные элементы 37, 42 и вторая цилиндрическая секция 36 вращаются как единое целое друг с другом, фланцы 39, 44 также вращаются как единое целое друг с другом. Соответственно, даже когда фланцы 39, 44 входят в контакт друг с другом, трение не формируется на их контактных поверхностях, и в силу этого потери мощности могут уменьшаться. Как результат, нет необходимости предоставлять зазор между фланцами 39, 44, чтобы предотвращать контакт между фланцами 39, 44 в то время, когда фланцы 39, 44 перемещаются таким образом, что они приближаются друг к другу. Таким образом, область, в которой перемещается первый фланец 39, и область, в которой перемещается второй фланец 44, могут задаваться близко друг к другу, и осевая длина устройства 2 передачи мощности может уменьшаться.
Следует отметить, что первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением и второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением в варианте осуществления изобретения могут быть выполнены с возможностью зацеплять различные вращающиеся секции друг с другом. Более конкретно, первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением может быть выполнен с возможностью зацеплять первую вращающуюся секцию со второй вращающейся секцией, которая вращается относительно первой вращающейся секции, и второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением может быть выполнен с возможностью зацеплять третью вращающуюся секцию, которая вращается относительно первой вращающейся секции и второй вращающейся секции, с четвертой вращающейся секцией, которая вращается относительно первой вращающейся секции, второй вращающейся секции и третьей вращающейся секции. В этом случае, цилиндрическая вращающаяся секция, которая располагается на стороне внешней периферии второго подвижного элемента и имеет конец, обращенный ко второму фланцу, постоянно вводится в зацепление со вторым подвижным элементом. Таким образом, можно уменьшать потери мощности в то время, когда второй фланец приближается к вращающейся секции, и, соответственно, осевая длина устройства передачи мощности может уменьшаться.
Конфигурация механизма Lo/C Lo-муфты не ограничена конфигурацией, в которой зубья 32, 38 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, когда первый подвижный элемент 37 перемещается, чтобы увеличивать величину посадки первого подвижного элемента 37 и второй цилиндрической секции 36. Механизм Lo/C Lo-муфты может иметь такую конфигурацию, в которой зубья 32, 38 кулачковой муфты расцепляются друг от друга, когда первый подвижный элемент 37 перемещается, чтобы увеличивать величину посадки первого подвижного элемента 37 и второй цилиндрической секции 36, и зубья 32, 38 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, когда первый подвижный элемент 37 перемещается, чтобы уменьшать величину посадки первого подвижного элемента 37 и второй цилиндрической секции 36. Аналогично, конфигурация механизма Hi/C Hi-муфты не ограничена конфигурацией, в которой зубья 41, 43 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, когда второй подвижный элемент 42 перемещается, чтобы увеличивать величину посадки второго подвижного элемента 42 и третьей цилиндрической секции 40. Механизм Hi/C Hi-муфты может иметь такую конфигурацию, в которой зубья 41, 43 кулачковой муфты расцепляются друг от друга, когда второй подвижный элемент 42 перемещается, чтобы увеличивать величину посадки второго подвижного элемента 42 и третьей цилиндрической секции 40, и в которой зубья 41, 43 кулачковой муфты вводятся в зацепление друг с другом, когда второй подвижный элемент 42 перемещается, чтобы уменьшать величину посадки второго подвижного элемента 42 и третьей цилиндрической секции 40.
Кроме того, актуаторы, выполненные с возможностью управлять механизмами Lo/C, Hi/C муфты, не ограничены электромагнитными актуаторами и могут представлять собой гидравлические актуаторы. Помимо этого, каждый из актуаторов не обязательно должен присоединяться к наружной части кожуха и может присоединяться к внутренней поверхности кожуха.
1. Устройство передачи мощности, содержащее:
первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением, который избирательно соединяет первую вращающуюся секцию и вторую вращающуюся секцию; и
второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением, который избирательно соединяет третью вращающуюся секцию и четвертую вращающуюся секцию, при этом:
первая вращающаяся секция имеет цилиндрическую форму;
вторая вращающаяся секция расположена концентрическим образом с первой вращающейся секцией и имеет цилиндрическую форму с диаметром, превышающим диаметр первой вращающейся секции;
третья вращающаяся секция расположена концентрическим образом со второй вращающейся секцией и имеет цилиндрическую форму с диаметром, превышающим диаметр второй вращающейся секции;
четвертая вращающаяся секция расположена концентрическим образом с третьей вращающейся секцией и имеет цилиндрическую форму с диаметром, превышающим диаметр третьей вращающейся секции;
первые вводимые в зацепление зубья расположены на одной из первой вращающейся секции и второй вращающейся секции;
вторые вводимые в зацепление зубья расположены на одной из третьей вращающейся секции и четвертой вращающейся секции;
первый зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением включает в себя первый подвижный элемент, имеющий цилиндрическую форму, причем первый подвижный элемент расположен между первой вращающейся секцией и второй вращающейся секцией таким образом, что он является подвижным в направлении оси вращения первой вращающейся секции, и первый подвижный элемент включает в себя третьи вводимые в зацепление зубья, которые вводятся в зацепление с первыми вводимыми в зацепление зубьями в то время, когда первый подвижный элемент перемещается в направлении оси вращения,
второй зацепляющий механизм с зубчатым зацеплением включает в себя второй подвижный элемент, имеющий цилиндрическую форму, при этом второй подвижный элемент расположен между третьей вращающейся секцией и четвертой вращающейся секцией таким образом, что он является подвижным в направлении оси вращения, и второй подвижный элемент включает в себя четвертые вводимые в зацепление зубья, которые вводятся в зацепление со вторыми вводимыми в зацепление зубьями в то время, когда второй подвижный элемент перемещается в направлении оси вращения; и,
по меньшей мере, участок первой подвижной области вдоль направления оси вращения и, по меньшей мере, участок второй подвижной области вдоль направления оси вращения перекрываются между собой в радиальном направлении относительно оси вращения, причем первая подвижная область представляет собой область, в которой третьи вводимые в зацепление зубья являются подвижными вследствие перемещения первого подвижного элемента, а вторая подвижная область представляет собой область, в которой четвертые вводимые в зацепление зубья являются подвижными вследствие перемещения второго подвижного элемента.
2. Устройство передачи мощности по п. 1, в котором полная область из одной из первой подвижной области и второй подвижной области перекрывается с другой из первой подвижной области и второй подвижной области в радиальном направлении относительно оси вращения.
3. Устройство передачи мощности по п. 1 или 2, дополнительно содержащее:
первую прижимную секцию, которая интегрируется с внешней периферийной поверхностью на одном конце первого подвижного элемента в осевом направлении первого подвижного элемента;
первый актуатор, выполненный с возможностью приложения осевой нагрузки к поперечной поверхности на внешней периферийной стороне первой прижимной секции;
вторую прижимную секцию, которая интегрируется с внешней периферийной поверхностью на одном конце второго подвижного элемента в осевом направлении второго подвижного элемента; и
второй актуатор, выполненный с возможностью приложения осевой нагрузки к поперечной поверхности на внешней периферийной стороне второй прижимной секции.
4. Устройство передачи мощности по п. 1 или 2, в котором первый подвижный элемент соединен со второй вращающейся секцией таким образом, что первый подвижный элемент вращается как единое целое со второй вращающейся секцией.
5. Устройство передачи мощности по п. 1 или 2, в котором второй подвижный элемент соединен с четвертой вращающейся секцией таким образом, что второй подвижный элемент вращается как единое целое с четвертой вращающейся секцией.
6. Устройство передачи мощности по п. 1 или 2, в котором:
первый подвижный элемент соединен со второй вращающейся секцией таким образом, что первый подвижный элемент вращается как единое целое со второй вращающейся секцией;
второй подвижный элемент соединен с третьей вращающейся секцией таким образом, что второй подвижный элемент вращается как единое целое с третьей вращающейся секцией;
первый подвижный элемент и первая прижимная секция соединены друг с другом таким образом, что первый подвижный элемент и первая прижимная секция вращаются как единое целое друг с другом;
второй подвижный элемент и вторая прижимная секция соединены друг с другом таким образом, что второй подвижный элемент и вторая прижимная секция вращаются как единое целое друг с другом;
первая прижимная секция и вторая прижимная секция размещены в осевом направлении первой вращающейся секции, и
вторая вращающаяся секция и третья вращающаяся секция выполнены с возможностью вращения как единое целое друг с другом.
