CN110091702B - 动力传递装置 - Google Patents

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铃木阳介
远藤隆人
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Abstract

一种动力传递装置，具备选择性地将第1旋转部与第2旋转部连结的第1啮合式卡合机构和选择性地将第3旋转部与第4旋转部连结的第2啮合式卡合机构。第1啮合式卡合机构具有第1可动部件，该第1可动部件形成有与在第1旋转部和第2旋转部中的任一方形成的第1啮合齿啮合的第3啮合齿。第2啮合式卡合机构具有第2可动部件，该第2可动部件形成有与在第3旋转部和第4旋转部中的任一方形成的第2啮合齿啮合的第4啮合齿。第3啮合齿的第1可动区域的至少一部分与第4啮合齿的第2可动区域的至少一部分，在旋转轴线的半径方向上重叠。

Description

动力传递装置
技术领域
本发明涉及具备至少两个啮合式卡合机构的动力传递装置。
背景技术
在国际公开第2013/076828中记载了一种具备多个卡合机构的自动变速器。设置于该自动变速器的卡合机构中的一个由啮合式卡合机构构成。关于啮合式卡合机构，为了减小转矩传递时的作用于啮合齿的应力或表面压力，需要将啮合齿的长度加长一定程度，与此相伴地，从释放状态向卡合状态切换的情况下的可动部件的移动量变多。同样地，需要加长用于控制可动部件的致动器的轴长。因此，在自动变速器中采用了啮合式卡合机构的情况下，自动变速器的轴长有可能变长。因此，国际公开第2013/076828所记载的自动变速器设置有单向离合器，所述单向离合器限制第2旋转部件(太阳轮)相对于第1旋转部件向预定的方向旋转，在该单向离合器的内侧配置有啮合式卡合机构。
发明内容
国际公开第2013/076828所记载的自动变速器通过将啮合式卡合机构在输入轴的轴线方向上重叠配置，从而能够缩短轴长。另一方面，在能够选择性地切换卡合状态与释放状态的啮合式卡合机构中，一方的啮合齿在轴线方向上滑动，因此需要确保该啮合齿的可动区域和配置致动器的区域，从而轴长有可能增大，所述致动器用于使轴线方向上的载荷作用于啮合齿。即，为了在抑制轴长的增大的同时将能够选择性地切换卡合状态与释放状态的多个啮合式卡合机构搭载于动力传递装置，在技术上仍有改善的余地。
本发明提供一种能够在抑制轴长增大的同时将多个啮合式卡合机构搭载的动力传递装置。
本发明的一技术方案涉及动力传递装置，该动力传递装置具备选择性地将第1旋转部与第2旋转部连结的第1啮合式卡合机构和选择性地将第3旋转部与第4旋转部连结的第2啮合式卡合机构。所述第1旋转部形成为圆筒状，所述第2旋转部与所述第1旋转部呈同心圆地配置且形成为直径比所述第1旋转部的直径大的圆筒状，所述第3旋转部与所述第2旋转部呈同心圆地配置且形成为直径比所述第2旋转部的直径大的圆筒状，所述第4旋转部与所述第3旋转部呈同心圆地配置且形成为直径比所述第3旋转部的直径大的圆筒状，在所述第1旋转部和所述第2旋转部中的任一方形成有第1啮合齿，在所述第3旋转部和所述第4旋转部中的任一方形成有第2啮合齿，所述第1啮合式卡合机构具有圆筒状的第1可动部件，该第1可动部件能够在所述第1旋转部的旋转轴线的方向上移动地设置于所述第1旋转部与所述第2旋转部之间且形成有通过所述第1可动部件在所述旋转轴线方向上移动而与所述第1啮合齿啮合的第3啮合齿，所述第2啮合式卡合机构具有圆筒状的第2可动部件，该第2可动部件能够在所述旋转轴线方向上移动地设置于所述第3旋转部与所述第4旋转部之间且形成有通过所述第2可动部件在所述旋转轴线方向上移动而与所述第2啮合齿啮合的第4啮合齿，所述动力传递装置构成为，基于所述第1可动部件的移动而得到的、所述第3啮合齿的沿着所述旋转轴线的方向的第1可动区域的至少一部分，与基于所述第2可动部件的移动而得到的、所述第4啮合齿的沿着所述旋转轴线的方向的第2可动区域的至少一部分，在所述旋转轴线的半径方向上重叠。
在本发明的上述技术方案中，构成为，形成于第1可动部件的第3啮合齿的沿着旋转轴线方向的第1可动区域的至少一部分、与形成于第2可动部件的第4啮合齿的沿着旋转轴线方向的第2可动区域的至少一部分，在旋转轴线的半径方向上重叠。因此，能够减小用于确保第1可动区域和第2可动区域中的至少一方的范围，换言之，能够抑制第1可动区域与第2可动区域在轴线方向上排列。其结果，能够在抑制轴长增大的同时将啮合式的卡合机构搭载于动力传递装置。
在本发明的上述技术方案中，也可以构成为，所述第1可动区域和所述第2可动区域中的一方的可动区域的全部，与所述第1可动区域和所述第2可动区域中的另一方的可动区域在所述旋转轴线的半径方向上重叠。
在上述构成中，构成为，第1可动区域和第2可动区域中的一方的可动区域的全部，与第1可动区域和第2可动区域中的另一方的可动区域在旋转轴线的半径方向上重叠。因此，能够抑制轴长增大。
在本发明的上述技术方案中，所述动力传递装置可以具备：第1按压部，该第1按压部与所述第1可动部件的一方的端部的外周面在所述第1可动部件的轴线的方向上一体化；第1致动器，该第1致动器使轴线的方向上的载荷作用于所述第1按压部的外周侧的侧面；第2按压部，该第2按压部与所述第2可动部件的一方的端部的外周面在所述第2可动部件的轴线的方向上一体化；以及第2致动器，该第2致动器使轴线的方向上的载荷作用于所述第2按压部的外周侧的侧面。
在上述构成中，第1按压部与形成有第3啮合齿的第1可动部件在第1可动部件的轴线方向上一体化，并且设置有使轴线的方向上的载荷作用于该第1按压部的外周侧的侧面的第1致动器。同样地，第2按压部与形成有第4啮合齿的第2可动部件在第2可动部件的轴线方向上一体化，并且设置有使轴线的方向上的载荷作用于该第2按压部的外周侧的侧面的第2致动器。因此，能够将第1可动部件与第1致动器在半径方向上错开配置，另外，能够将第2可动部件与第2致动器在半径方向上错开配置。其结果，能够在抑制动力传递装置的轴长增大的同时将多个啮合式卡合机构搭载于动力传递装置。另外，能够适当地设定配置各致动器的部位，因此能够提高将多个啮合式卡合机构搭载于动力传递装置时的设计自由度。
在本发明的上述技术方案中，所述第1可动部件可以以与所述第2旋转部一体地旋转的方式与所述第1可动部件连结。
在上述构成中，第1可动部件与第2旋转部以一体地旋转的方式连结，由此能够减小为了使第1啮合齿与第3啮合齿啮合或者解除第1啮合齿与第3啮合齿的啮合而第1可动部件以使得第1可动部件与第2旋转部的嵌合量增大的方式移动且第1按压部的侧面与第2旋转部的端部接触了的情况下的动力损失。换言之，能够容许第1按压部的侧面与第2旋转部的端部接触。因此，能够将第1按压部移动的区域设定于第2旋转部侧，所以能够缩短动力传递装置的轴长。
在本发明的上述技术方案中，所述第2可动部件可以以与所述第4旋转部一体地旋转的方式与所述第2可动部件连结。
在上述构成中，第2可动部件与第4旋转部以一体地旋转的方式连结，由此能够减小为了使第2啮合齿与第4啮合齿啮合或者解除第2啮合齿与第4啮合齿的啮合而第2可动部件以使得第2可动部件与第4旋转部的嵌合量增大的方式移动且第2按压部的侧面与第4旋转部的端部接触了的情况下的动力损失。换言之，能够容许第2按压部的侧面与第4旋转部的端部接触。因此，能够将第2按压部移动区域设定于第4旋转部侧，因此能够缩短动力传递装置的轴长。
在本发明的上述技术方案中，可以构成为，所述第1可动部件以与所述第2旋转部一体地旋转的方式与所述第2旋转部连结，所述第2可动部件以与所述第3旋转部一体地旋转的方式与所述第3旋转部连结，所述第1可动部件与所述第1按压部以一体地旋转的方式连结，所述第2可动部件与所述第2按压部以一体地旋转的方式连结，所述第1按压部与所述第2按压部在所述第1旋转部的轴线方向上排列配置，所述第2旋转部与所述第3旋转部一体地旋转。
在上述构成中，第2旋转部以与第1可动部件一体地旋转的方式与所述第1可动部件连结，第3旋转部以与第2可动部件一体地旋转的方式与所述第2可动部件连结，并且，所述第2旋转部与第3旋转部构成为一体地旋转。在该情况下，能够减小第1按压部与第2按压部接触了的情况下的动力损失。因此，能够使第1按压部移动的区域与第2按压部移动的区域接近，所以能够缩短动力传递装置的轴长。
附图说明
以下将参考附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是用于说明具备本发明的实施方式的动力传递装置的车辆的一例的构架图。
图2是用于说明HV-Hi模式下的工作状态的列线图。
图3是用于说明HV-Lo模式下的工作状态的列线图。
图4是用于说明直接连结模式下的工作状态的列线图。
图5是用于说明EV-Lo模式下的工作状态的列线图。
图6是用于说明EV-Hi模式下的工作状态的列线图。
图7是用于说明单模式下的工作状态的列线图。
图8是用于说明Lo离合器机构与Hi离合器机构的构成的剖视图。
图9是用于说明使轴线的方向上的载荷作用于第1凸缘部和第2凸缘部的构成的立体图。
具体实施方式
参照图1对具备本发明的实施方式的动力传递装置的车辆的一例进行说明。在图1所示的例子中，从驱动力源向前轮1R、1L传递转矩的动力传递装置2以旋转中心轴沿着车宽方向的方式设置于车辆Ve的前方。即，该动力传递装置2是所谓的横置型动力传递装置，像这样旋转中心轴沿着车宽方向配置的动力传递装置与旋转中心轴沿着车辆的前后方向配置的情况相比，对轴线方向上的长度的制约大。
该动力传递装置2是具备发动机3和两个马达4、5作为驱动力源的所谓的双马达型的驱动装置，第1马达4由具有发电功能的马达(即电动发电机：MG1)构成，动力传递装置2构成为，能够通过第1马达4来控制发动机3的转速，并且利用由第1马达4产生的电力来驱动第2马达5，并将该第2马达5输出的驱动转矩添加为用于行驶的驱动转矩。此外，第2马达5能够由具有发电功能的马达(即电动发电机：MG2)构成。
在发动机3连结有动力分配机构6。该动力分配机构6由以将从发动机3输出的转矩向第1马达4侧和输出侧进行分配的功能为主的分配部7、和以变更该转矩的分配率的功能为主的变速部8构成。
分配部7为通过三个旋转元件进行差动作用的构成即可，可以采用行星齿轮机构。在图1所示的例子中，由单小齿轮型的行星齿轮机构构成。图1所示的分配部7由太阳轮9、与太阳轮9呈同心圆地配置的作为内齿轮的齿圈10、配置于所述太阳轮9与齿圈10之间且与太阳轮9、齿圈10啮合的小齿轮11、以及将小齿轮11保持为能够进行自转和公转的行星架12构成。该太阳轮9主要作为反力元件发挥功能，齿圈10主要作为输出元件发挥功能，行星架12主要作为输入元件发挥功能。
构成为发动机3所输出的动力被输入到所述行星架12。具体而言，在发动机3的输出轴13连结有动力分配机构6的输入轴14，该输入轴14连结于行星架12。此外，也可以代替将行星架12与输入轴14直接连结的构成，而经由齿轮机构等传动机构将行星架12与输入轴14连结。另外，也可以在该输出轴13与输入轴14之间配置减震机构、变矩器等机构。
第1马达4连结于太阳轮9。在图1所示的例子中，分配部7和第1马达4配置于与发动机3的旋转中心轴线相同的轴线上，第1马达4配置于隔着分配部7与发动机3相反的一侧。在该分配部7与发动机3之间，在与所述分配部7和发动机3相同的轴线上沿该轴线的方向排列配置变速部8。
变速部8由单小齿轮型的行星齿轮机构构成，具有太阳轮15、与太阳轮15呈同心圆地配置的作为内齿轮的齿圈16、配置于所述太阳轮15与齿圈16之间且与所述太阳轮15及齿圈16啮合的小齿轮17、以及将小齿轮17保持为能够进行自转和公转的行星架18，该变速部8是通过太阳轮15、齿圈16、以及行星架18这三个旋转元件进行差动作用的差动机构。在该变速部8中的太阳轮15连结有分配部7中的齿圈10。另外，在变速部8中的齿圈16形成有外齿，该外齿构成为作为输出齿轮19发挥功能。
以使得上述的分配部7与变速部8构成复合行星齿轮机构的方式设置有Lo离合器机构(低速离合器机构)Lo/C。Lo离合器机构Lo/C构成为，将变速部8中的行星架18选择性地连接于分配部7中的行星架12或者选择性地连结于输入轴14。该Lo离合器机构Lo/C由通过使犬齿(日文：ドグ歯)啮合来传递转矩的啮合式的离合器机构构成。关于Lo离合器机构Lo/C的详细的构成后述。
通过使该Lo离合器机构Lo/C卡合，从而分配部7中的行星架12与变速部8中的行星架18连结而形成如下复合行星齿轮机构：行星架12和行星架18成为输入元件、另外分配部7中的太阳轮9成为反力元件、而且变速部8中的齿圈16成为输出元件。即，构成复合行星齿轮机构，以使得输入轴14、第1马达4的输出轴4a、以及后述的从动齿轮21能够进行差动旋转。
而且，设置有用于使变速部8的整体一体化的Hi离合器机构(高速离合器机构)Hi/C。该Hi离合器机构Hi/C是将变速部8中的行星架18与齿圈16或太阳轮15连结、或者将太阳轮15与齿圈16的连结等的用于将至少任意两个旋转元件连结的离合器机构，与Lo离合器机构Lo/C同样，由通过使犬齿啮合来传递转矩的啮合式的离合器机构构成。在图1所示的例子中，Hi离合器机构Hi/C构成为将变速部8中行星架18与齿圈16连结。关于Hi离合器机构Hi/C的详细的构成后述。
并且，Lo离合器机构Lo/C和Hi离合器机构Hi/C与发动机3、分配部7以及变速部8配置于相同轴线上，且Lo离合器机构Lo/C和Hi离合器机构Hi/C配置于隔着变速部8与分配部7相反的一侧。另外，各离合器机构Lo/C、Hi/C彼此配置成在半径方向上在内周侧和外周侧排列。因此，能够缩短作为动力传递装置2整体的轴长。该Lo离合器机构Lo/C相当于本发明的实施方式中的“第1啮合式卡合机构”，Hi离合器机构Hi/C相当于本发明的实施方式中的“第2啮合式卡合机构”。
与上述的发动机3和/或分配部7或者变速部8的旋转中心轴线平行地配置有中间轴20。啮合于所述输出齿轮19的从动齿轮21安装于该中间轴20。另外，在中间轴20安装有传动齿轮(drive gear)22，该传动齿轮22啮合于作为终减速器的差速齿轮单元23中的齿圈24，并且，安装于第2马达5中的转子轴25的传动齿轮26与所述从动齿轮21啮合。因此，构成为，在上述的从动齿轮21的部分将从第2马达5所输出的动力或转矩加在从所述输出齿轮19输出的动力或转矩上。构成为，将像这样合成的动力或转矩从差速齿轮单元23向左右的传动轴(drive shaft)27输出，该动力和/或转矩向前轮1R、1L传递。
并且，动力传递装置2为了能够将从第1马达4输出的驱动转矩向前轮1R、1L传递而设置有构成为能够选择性地将输出轴13或输入轴14固定的摩擦式或啮合式的制动器机构B1。即，构成为，通过利用制动器机构B1将输出轴13或输入轴14固定，从而能够使分配部7中的行星架12和/或变速部8中的行星架18作为反力元件发挥功能、使分配部7中的太阳轮9作为输入元件发挥功能。此外，制动器机构B1能够在第1马达4输出了驱动转矩的情况下产生反力转矩即可，不限于将输出轴13或输入轴14完全地固定的构成，能够是要求的反力转矩作用于输出轴13或输入轴14即可。或者也可以设置单向离合器来代替制动器机构B1，所述单向离合器禁止输出轴13和/或输入轴14向与在发动机3驱动时旋转的方向相反的方向旋转。
上述的动力传递装置2能够设定从发动机3输出驱动转矩来行驶的HV行驶模式、和不从发动机3输出驱动转矩而是从第1马达4和/或第2马达5输出驱动转矩来行驶的EV行驶模式。并且，在HV行驶模式下，在使第1马达4以低转速旋转的情况下(包括“0”旋转)，能够设定与变速部8中的齿圈16的转速相比发动机3(或输入轴14)的转速成为高转速的HV-Lo模式、与变速部8中的齿圈16的转速相比发动机3(或输入轴14)的转速成为低转速的HV-Hi模式、以及变速部8中的齿圈16的转速与发动机3(或输入轴14)的转速相同的直接连结模式。
具体而言，通过使Lo离合器机构Lo/C卡合并且将从发动机3输出的驱动转矩向前轮1R、1L传递，从而设定HV-Lo模式，通过使Hi离合器机构Hi/C卡合并且将从发动机3输出的驱动转矩向前轮1R、1L传递，从而设定HV-Hi模式。并且，通过使Lo离合器机构Lo/C及Hi离合器机构Hi/C卡合并且从发动机3输出驱动转矩从而设定直接连结模式。
另外，在EV行驶模式下，能够设定从第1马达4和第2马达5输出驱动转矩的双模式、和不从第1马达4输出驱动转矩而仅从第2马达5输出驱动转矩的单模式。而且，在双模式下，能够设定从第1马达4输出的转矩的放大率比较大的EV-Lo模式、和从第1马达4输出的转矩的放大率比较小的EV-Hi模式。
具体而言，通过使Lo离合器机构Lo/C及制动器机构B1卡合并且从第1马达4输出驱动转矩从而设定EV-Lo模式，通过使Hi离合器机构Hi/C及制动器机构B1卡合并且从第1马达4输出驱动转矩从而设定EV-Hi模式。并且，通过使Lo离合器机构Lo/C、Hi离合器机构Hi/C及制动器机构B1释放，从而设定能够在停止了发动机3和/或第1马达4的状态下进行行驶的单模式。此外，在单模式下，也能够在使Lo离合器机构Lo/C卡合的状态下仅从第2马达5输出驱动转矩来行驶、或者在使Hi离合器机构Hi/C卡合的状态下仅从第2马达5输出驱动转矩来行驶。
在图2～图7中示出了用于说明设定了各行驶模式的情况下的动力分配机构6的各旋转元件的转速、和发动机3、各马达4、5的转矩的方向的列线图。列线图是以隔有齿数比的间隔的方式互相平行地引出表示动力分配机构6中的各旋转元件的直线、并将距与这些直线正交的基准线的距离作为各个旋转元件的转速而示出的图，在表示各个旋转元件的直线上用箭头示出转矩的方向并且用箭头的长度示出该转矩的大小。
如图2所示，在HV-Hi模式下，从发动机3输出驱动转矩、使Hi离合器机构Hi/C卡合并且从第1马达4输出反力转矩。另外，如图3所示，在HV-Lo模式下，从发动机3输出驱动转矩、使Lo离合器机构Lo/C卡合并且从第1马达4输出反力转矩。对设定了上述HV-Hi模式或HV-Lo模式的情况下的第1马达4的转速进行控制，以使得将发动机3的燃料经济性、第1马达4的驱动效率在内的作为动力传递装置2整体的效率(将在发动机3和各马达4、5中消耗的总消耗能量除以通过前轮1R、1L的转速和转矩的积求出的驱动能量而得到的值)成为最佳。上述的第1马达4的转速能够连续地变化，基于该第1马达4的转速和车速来确定发动机转速。因此，动力分配机构6能够作为无级变速器发挥功能。
在直接连结模式下，通过使各离合器机构Lo/C、Hi/C卡合，从而如图4所示那样动力分配机构6中的各旋转元件以相同转速旋转。即，从动力分配机构6输出发动机3的所有动力。
并且，如图5和图6所示，在EV-Lo模式和EV-Hi模式下，使制动器机构B1卡合，并且使Lo离合器机构Lo/C或Hi离合器机构Hi/C卡合，从各马达4、5输出驱动转矩来行驶。如图5和图6所示，与EV-Hi模式相比，EV-Lo模式下的变速部8中齿圈16的转速相对于第1马达4的转速的转速比小。即，EV-Lo模式的减速比比EV-Hi模式的减速比大。因此，能够通过设定EV-Lo模式来得到大的驱动力。此外，在单模式下，如图7所示那样仅从第2马达5输出驱动转矩，并且使各离合器机构Lo/C、Hi/C释放，由此动力分配机构6的各旋转元件成为停止了的状态。因此，能够减小因带着发动机3和/或第1马达4旋转而引起的动力损失。
上述的各行驶模式的切换根据要求驱动力和/或车速来执行。在该情况下，例如，若在HV行驶模式下，控制第1马达4的转速，在暂时设定了直接连结模式之后，切换为HV-Hi模式或HV-Lo模式。或者，在暂时使各离合器机构Lo/C、Hi/C释放之后，控制第1马达4的转速，以使得要卡合的离合器机构的输入侧转速与输出侧转速的差处于容许值以下，之后使离合器机构卡合。在设定了EV行驶模式的情况下也同样，通过控制第1马达4和各离合器机构Lo/C、Hi/C来进行切换行驶模式的切换。此外，在像这样切换离合器机构的卡合状态或释放状态的情况下，通过控制第1马达4的转速和/或转矩，从而能够控制作用于啮合面的转矩的大小，因此在其控制性良好的情况下，能够减小构成离合器机构的部件的刚性。也就是说，能够使离合器机构小型化。
关于本发明的实施方式中的动力传递装置，将像上述那样搭载多个啮合式卡合机构的动力传递装置作为对象，能够提高其搭载性，更具体而言，能够缩短轴长。图8示出了用于详细说明其构成的剖视图。
在图8所示的例子中，被卡合部件28连结于输入轴14。该被卡合部件28由在内周面形成有花键齿的圆筒状的第1毂(hub)29、连结于第1毂29的一方的端部(发动机3侧的端部)的环状的连结部30、以及一体化于连结部30的发动机3侧的侧面的外周部的第1圆筒部31构成。该第1圆筒部31在本发明的实施方式中相当于“第1旋转部”。在该第1圆筒部31的外周面中的轴线方向上的连结部30侧的部分，形成有在第1圆筒部31的轴线的方向上具有预定的长度的犬齿32。该犬齿32相当于本发明的实施方式中的“第1啮合齿”。
并且，在输入轴14的外周面形成有花键齿，该花键齿与形成于第1毂29的花键齿啮合。因此，被卡合部件28与输入轴14一体地旋转。此外，在图8所示的例子中，为了进行第1毂29的定位，在输入轴14形成有阶梯(日文：段差)，以第1毂29的端部抵接于该阶梯的方式将第1毂29组装于输入轴14。在该情况下，也可以设置进行第1毂29的发动机3侧的端部的定位的螺母等，以使得被卡合部件28不会在输入轴14的轴线的方向上移动。
另外，变速部8中的行星架18具备：连结于保持小齿轮17的小齿轮轴(未图示)的分配部7侧的端部的环状的第1行星架盘(未图示)、和连结于发动机3侧的端部的环状的第2行星架盘33。在该第2行星架盘33中的朝向与发动机3相反的一侧的侧面的内周部一体地形成有圆筒状的第2毂34，该第2毂34经由衬套35嵌合于第1毂29。另外，在第2行星架盘33中的朝向发动机3侧的侧面的外周部一体地形成有比第1圆筒部31向发动机3侧延伸出的第2圆筒部36，更具体而言，在半径方向上比第1圆筒部31的外径(外周)靠外侧的位置形成有第2圆筒部36，在第2圆筒部36的内周面和外周面形成有花键齿。即，第2圆筒部36与第1圆筒部31呈同心圆地配置且形成为直径比第1圆筒部31的直径大，该第2圆筒部36相当于本发明的实施方式中的“第2旋转部”和“第3旋转部”。
并且，在第1圆筒部31与第2圆筒部36之间***有圆筒状的第1可动部件37。具体而言，在第1可动部件37的外周面形成有花键齿，该花键齿与形成于第2圆筒部36的内周面的花键齿啮合。也就是说，第1可动部件37与第2行星架盘33总是以一体地旋转的方式连结。并且，在第1可动部件37的内周面形成有在轴线的方向上具有预定的长度的犬齿38，以使得在第1可动部件37向第2行星架盘33侧移动了的情况下，与形成于第1圆筒部31的犬齿32啮合。该犬齿38相当于本发明的实施方式中的“第3啮合齿”。此外，形成于第1圆筒部31的犬齿32与形成于第1可动部件37的犬齿38的长度可以相同，该长度基于在设计上确定的最大传递转矩和作用于啮合面的应力的容许值来确定，以使得在各犬齿32、38啮合来传递转矩时作用于啮合面的应力为容许值以下。另外，在犬齿32中的犬齿38侧的端部以及犬齿38中的犬齿32侧的端部形成有倒角(chamfer)，以使得即使在各犬齿32、38的旋转方向上的相位一致的情况下也能够使各犬齿32、38啮合。
并且，第1凸缘部39一体化于第1可动部件37中的发动机3侧的端部。该第1凸缘部39是用于向第1可动部件37传递轴线的方向上的载荷的部位。因此，可以构成为，在第1可动部件37中的发动机3侧的外周面设置有环状的缝隙，第1凸缘部39能够进行相对旋转地卡定于该缝隙。另外，在第1可动部件37设置有环状的缝隙的情况下，对第1可动部件37进行按压的部件也可以不像第1凸缘部39那样形成为环状。具体而言，例如也可以构成为，将朝向半径方向形成的杆等部件卡定于缝隙，以使得该杆与第1可动部件37在轴线的方向上一体地移动。也就是说，第1凸缘部39在第1可动部件37的轴线方向上一体化即可。该第1凸缘部39相当于本发明的实施方式中的“第1按压部”。
另外，向发动机3侧延伸出的第3圆筒部40一体化于变速部8中的齿圈16。该第3圆筒部40的内径形成为比第2行星架盘33的外径大，该该第3圆筒部40以包围第2行星架盘33的方式配置。更具体而言，第3圆筒部40与第2圆筒部36呈同心圆地配置且形成为直径比第2圆筒部36的直径大。该第3圆筒部40相当于本发明的实施方式中的“第4旋转部”。并且，第3圆筒部40的发动机3侧的端部处于比第2圆筒部36的发动机3侧的端部远离发动机3的位置。另外，在第3圆筒部40的内表面中，以在各圆筒部31、36、40的旋转中心轴线L的轴线方向上与形成于第1圆筒部31的犬齿32至少一部分重叠的方式形成有犬齿41。该犬齿41相当于本发明的实施方式中的“第2啮合齿”。此外，形成于第1圆筒部31的犬齿32与形成于第3圆筒部40的犬齿41的轴线方向上的长度也可以不同，在该情况下，也可以形成为轴线方向上的长度短的犬齿或花键(例如，犬齿32)完全重叠于轴线方向上的长度长的犬齿(例如，犬齿41)。
并且，在第2圆筒部36与第3圆筒部40之间***有圆筒状的第2可动部件42。具体而言，在第2可动部件42的内周面形成有花键齿，该花键齿与形成于第2圆筒部36的外周面的花键齿啮合。也就是说，第2可动部件42与第2行星架盘33总是以一体地旋转的方式连结。并且，在第2可动部件42的外周面形成有在轴线的方向上具有预定的长度的犬齿43，以使得在第2可动部件42向第2行星架盘33侧移动了的情况下，与形成于第3圆筒部40的犬齿41啮合。该犬齿43相当于本发明的实施方式中的“第4啮合齿”。此外，形成于第3圆筒部40的犬齿41与形成于第2可动部件42的犬齿43的长度可以相同，该长度基于在设计上确定的最大传递转矩和作用于啮合面的应力的容许值来确定，以使得在各犬齿41、43啮合来传递转矩时作用于啮合面的应力为容许值以下。另外，在犬齿41中的犬齿43侧的端部以及犬齿43中的犬齿41侧的端部形成有倒角，以使得即使在各犬齿41、43的旋转方向上的相位一致的情况下也能够使各犬齿41、43啮合。
并且，第2凸缘部44一体化于第2可动部件42中的发动机3侧的端部。该第2凸缘部44是用于向第2可动部件42传递轴线的方向上的载荷的部位。因此，可以构成为，在第2可动部件42中的发动机3侧的外周面设置有环状的缝隙，第2凸缘部44能够进行相对旋转地卡定于该缝隙。另外，在第2可动部件42设置有环状的缝隙的情况下，对第2可动部件42进行按压的部件也可以不像第2凸缘部44那样形成为环状。具体而言，例如也可以构成为，将朝向半径方向形成的杆等部件卡定于缝隙，以使得该杆与第2可动部件42在轴线的方向上一体地移动。也就是说，第2凸缘部44在第2可动部件42的轴线方向上一体化即可。该第2凸缘部44相当于本发明的实施方式中的“第2按压部”。
图8所示的构成按以下的顺序进行组装。具体而言，首先，使卡合部件28卡合固定于输入轴14，然后，从图8中的左侧(与发动机3相反的一侧)使衬套35嵌合于第1毂29，并且将单元化后的变速部8组装于该衬套35。更具体而言，使第2行星架盘33嵌合于该衬套35。然后，从轴线的方向上的发动机3侧以使得形成于第2可动部件42的花键齿与形成于第2圆筒部36的外周面的花键齿啮合的方式组装第2可动部件42。此时，犬齿41与犬齿43不需要啮合。接着，从轴线的方向上的发动机3侧以使得形成于第1可动部件37的花键齿与形成于第2圆筒部36的内周面的花键齿啮合的方式组装第1可动部件37。此时，犬齿32与犬齿38不需要啮合。即，在构成为通过增大第1可动部件37与第1圆筒部31的嵌合量使各犬齿32、38啮合的情况、和/或在构成为通过增大第2可动部件42与第3圆筒部40的嵌合量使各犬齿41、43啮合的情况下，在组装各可动部件37、42时无需使相位匹配，从而能够提高组装性。
如图9所示，半圆状的第1拨叉45卡合于上述的第1凸缘部39的外周面。图9所示的第1拨叉45形成为板厚比第1凸缘部39的板厚厚，在其内周面形成有槽46，该槽46使第1凸缘部39能够在旋转方向上滑动且在轴线的方向上卡定，第1凸缘部39的外周部卡定于该槽46。因此，通过将第1拨叉45向轴线方向按压，从而能够将该载荷向第1凸缘部39传递。另外，在图9所示的例子中，在第1拨叉45的内周面形成有用于抑制第1凸缘部39离开槽46的多个爪47。此外，为了抑制第1拨叉45与第1凸缘部39的滑动阻力，可以向第1拨叉45与第1凸缘部39的滑动部供给润滑油、或者用摩擦系数小的材料覆盖第1拨叉45与第1凸缘部39的滑动部。
并且，杆48的一方的端部经由未图示的弹簧连结于第1拨叉45的圆周方向上的中央部分的与发动机3相反的一侧的侧面。该杆48贯通收纳动力传递装置2的壳体(未图示)地设置，用于按压第1拨叉45的电磁致动器49连结于向壳体的外侧延伸出的杆48的另一方的端部。图9所示的电磁致动器49由马达、用于将马达的转矩变换为杆48的轴线方向上的载荷的凸轮机构构成。
此外，在杆48按压第1凸缘部39的情况下，当犬齿32的端部与犬齿38的端部接触时，作用于第1凸缘部39的反力变大。在这样的情况下，为了抑制过度的弯曲载荷作用于第1凸缘部39，而设置上述的弹簧。换言之，通过设置上述的弹簧，能够降低第1凸缘部39的刚性、即能够减薄第1凸缘部39的板厚，进而能够缩短动力传递装置2的轴长。
通过像上述那样构成，若利用电磁致动器49将第1拨叉45向图8的左方向拉动，则该载荷经由第1凸缘部39向第1可动部件37传递，其结果，形成于第1圆筒部31的犬齿32与形成于第1可动部件37的犬齿38啮合。另外，若利用电磁致动器49按压第1拨叉45，则该载荷经由第1凸缘部39向第1可动部件37传递，其结果，形成于第1圆筒部31的犬齿32与形成于第1可动部件37的犬齿38的啮合解除。即，由电磁致动器49、第1拨叉45、第1凸缘部39、以及第1可动部件37构成啮合式卡合机构(Lo离合器机构Lo/C)。
另外，Hi离合器机构Hi/C与Lo离合器机构Lo/C同样地构成。即，与第1拨叉45同样地构成的第2拨叉50连结于第2凸缘部44，并且设置有使轴线的方向上的载荷作用于该第2拨叉50的杆51和第2电磁致动器52。此外，在图9所示的例子中，第1拨叉45与第2拨叉50配置为在旋转方向上相位错开。这是为了抑制将杆48连结于第1拨叉45的部分、与将杆51连结于第2拨叉50的部分发生干涉。
上述的Lo离合器机构Lo/C构成为，在解除了各犬齿32、38的啮合的状态即释放状态下，第1可动部件37位于在图8中用实线所示的位置，在各犬齿32、38啮合的状态即卡合状态下，第1可动部件37位于在图8中用虚线所示的位置。也就是说，形成于第1可动部件37的犬齿38的轴线的方向上的可动区域为在图8中用“L1”所示的范围。该可动区域相当于本发明的实施方式中的“第1可动区域”。
另外，Hi离合器机构Hi/C构成为，在解除了各犬齿41、43的啮合的状态即释放状态下，第2可动部件42位于在图8中用实线所示的位置，在各犬齿41、43啮合的状态即卡合状态下，第2可动部件42位于在图8中用虚线所示的位置。也就是说，形成于第2可动部件42的犬齿43的轴线的方向上的可动区域为在图8中用“L2”所示的范围。该可动区域相当于本发明的实施方式中的“第2可动区域”。
如图8所示，构成为，形成于第1可动部件37的犬齿38的可动区域L1、与形成于第2可动部件42的犬齿43的可动区域L2一致。换言之，构成为在旋转轴线L的半径方向上重叠。因此，对于各可动区域L1、L2，无需分别在轴线方向上确保范围。换言之，能够抑制各可动区域L1、L2在轴线的方向上排列。其结果，即使在搭载有两个啮合式卡合机构的情况下，也能够抑制动力传递装置的轴长增大。
此外，不一定需要使各可动区域L1、L2完全一致来实现这样的效果，可动区域L1的至少一部分与可动区域L2的至少一部分在旋转轴线L的半径方向上重叠即可。另外，在犬齿32、38与犬齿41、43的轴长不同的情况下，与此相应地，各可动部件37、42移动的长度也不同。在这样的情况下，可动区域短的可动部件(例如，第2可动部件42)的可动区域L2的全部可以与可动区域长的一方的可动部件(例如，第1可动部件37)的可动区域L1在旋转轴线L的半径方向上重叠。
另外，通过像上述那样构成为，将凸缘部39、44分别连结于第1可动部件37、第2可动部件42，并从各致动器49、52向该凸缘部39、44的外周部分输入载荷，从而能够使犬齿啮合的位置、与产生用于使犬齿啮合的推力的位置在半径方向上不同，其结果，能够抑制动力传递装置2的轴长增大。而且，能够适当地设定配置各致动器49、52的部位，从而能够提高将多个离合器机构Lo/C、Hi/C搭载于动力传递装置2时的设计自由度。
另外，第1可动部件37与第2圆筒部36以一体地旋转的方式连结，由此能够抑制第1凸缘部39与第2圆筒部36相对旋转。其结果，在为了将犬齿32与犬齿38卡合而使第1可动部件移动以增大第1可动部件37与第2圆筒部36的嵌合量的情况下，即使第1凸缘部39的侧面与第2圆筒部36的端部接触，其接触面也不会滑动，能够减小动力损失。因此，无需在各犬齿32、38啮合时的第1凸缘部39与第2圆筒部36的端部之间设置间隙，因此，与此相应地能够将第1凸缘部39移动的区域设定于第2圆筒部36侧。因此，无需过度地确保第1凸缘部39移动的区域，所以能够缩短动力传递装置2的轴长。并且，第2圆筒部36的端部兼备第1凸缘部39的定位的功能，所以无需设置其他定位机构等，与此相应地，能够缩短动力传递装置2的轴长。
并且，在像上述那样设定HV-Lo模式和EV-Lo模式的情况下，使Lo离合器机构Lo/C卡合、使Hi离合器机构Hi/C释放。在该情况下，在图8所示的构成中，第2凸缘部44位于轴线的方向上的发动机3侧，第1凸缘部39位于轴线的方向上的与发动机3相反的一侧。即，各凸缘部39、44接近。另一方面，在图8所示的构成中，各可动部件37、42与第2圆筒部36以一体地旋转的方式连结，所以各凸缘部39、44也一体地旋转。因此，即使各凸缘部39、44接触，其接触面也不会产生摩擦，能够减小动力损失。其结果，在各凸缘部39、44以接近的方式移动了的情况下，无需设置用于抑制所述凸缘部39、44彼此接触的间隙，与此相应地，能够使第1凸缘部39移动的区域与第2凸缘部44移动的区域接近，能够缩短动力传递装置2的轴长。
此外，本发明的实施方式中的第1啮合式卡合机构与第2啮合式卡合机构也可以构成为，使各不相同的旋转部彼此卡合。即，也可以是，第1啮合式卡合机构构成为，使进行相对旋转的第1旋转部与第2旋转部卡合，第2啮合式卡合机构构成为，使第3旋转部与第4旋转部卡合，所述第3旋转部与第1旋转部及第2旋转部进行相对旋转，所述第4旋转部与第1旋转部、第2旋转部、以及第3旋转部进行相对旋转。在该情况下，通过构成为使配置于第2可动部件的外周侧且端部与第2凸缘部相对的圆筒状的旋转部与第2可动部件总是啮合，从而能够抑制第2凸缘部与该旋转部接近的情况下的动力损失，能够缩短动力传递装置的轴长。
并且，Lo离合器机构Lo/C不限于如下构成：在第1可动部件37移动以使得第1可动部件37与第2圆筒部36的嵌合量增大的情况下，各犬齿32、38啮合，也可以构成为，在第1可动部件37移动以使得第1可动部件37与第2圆筒部36的嵌合量增大的情况下，各犬齿32、38的啮合解除，在第1可动部件37移动以使得第1可动部件37与第2圆筒部36的嵌合量减少的情况下，各犬齿32、38啮合。同样地，Hi离合器机构Hi/C不限于如下构成：在第2可动部件42移动以使得第2可动部件42与第3圆筒部40的嵌合量增大的情况下，各犬齿41、43啮合，也可以构成为，在第2可动部件42移动以使得第2可动部件42与第3圆筒部40的嵌合量增大的情况下，各犬齿41、43的啮合解除，在第2可动部件42移动以使得第2可动部件42与第3圆筒部40的嵌合量减少的情况下，各犬齿41、43啮合。
另外，控制离合器机构Lo/C、Hi/C的致动器不限于电磁致动器，也可以是液压致动器。另外，所述致动器不限于安装于壳体的外侧的构成，也可以构成为安装于壳体的内表面。

Claims (7)

1.一种动力传递装置，其特征在于，具备：
选择性地将第1旋转部与第2旋转部连结的第1啮合式卡合机构；和
选择性地将第3旋转部与第4旋转部连结的第2啮合式卡合机构，
所述第1旋转部形成为圆筒状，
所述第2旋转部与所述第1旋转部呈同心圆地配置且形成为直径比所述第1旋转部的直径大的圆筒状，
所述第3旋转部与所述第2旋转部呈同心圆地配置且形成为直径比所述第2旋转部的直径大的圆筒状，
所述第4旋转部与所述第3旋转部呈同心圆地配置且形成为直径比所述第3旋转部的直径大的圆筒状，
在所述第1旋转部和所述第2旋转部中的任一方形成有第1啮合齿，
在所述第3旋转部和所述第4旋转部中的任一方形成有第2啮合齿，
所述第1啮合式卡合机构具有：圆筒状的第1可动部件，该第1可动部件能够在所述第1旋转部的旋转轴线的方向上移动地设置于所述第1旋转部与所述第2旋转部之间，且与所述第1旋转部和所述第2旋转部中的另一方以一体地旋转的方式连结；和第1按压部，该第1按压部与所述第1可动部件的一方的端部的外周面在所述第1可动部件的轴线的方向上一体化，且从所述第1可动部件的所述一方的端部在所述第2旋转部的半径方向上向外侧延伸而在所述旋转轴线的方向上与所述第2旋转部的开口端相对；并且，在所述第1可动部件形成有通过所述第1可动部件在所述旋转轴线的方向上向从所述第2旋转部的开口端侧脱离的方向移动而解除与所述第1啮合齿的啮合、且通过所述第1可动部件在所述旋转轴线的方向上向从所述第2旋转部的开口端侧压入的方向移动而与所述第1啮合齿啮合的第3啮合齿，
所述第2啮合式卡合机构具有：圆筒状的第2可动部件，该第2可动部件能够在所述旋转轴线的方向上移动地设置于所述第3旋转部与所述第4旋转部之间，且与所述第3旋转部和所述第4旋转部的另一方以一体地旋转的方式连结，和第2按压部，该第2按压部与所述第2可动部件的一方的端部的外周面在所述第2可动部件的轴线的方向上一体化，且从所述第2可动部件的所述一方的端部在所述第4旋转部的半径方向上向外侧延伸而在所述旋转轴线的方向上与所述第4旋转部的开口端相对；并且，在所述第2可动部件形成有通过所述第2可动部件在所述旋转轴线的方向上向从所述第4旋转部的开口端侧脱离的方向移动而解除与所述第2啮合齿的啮合、且通过所述第2可动部件在所述旋转轴线的方向上向从所述第4旋转部的开口端侧压入的方向移动而与所述第2啮合齿啮合的第4啮合齿，
所述动力传递装置构成为，基于所述第1可动部件的移动而得到的、所述第3啮合齿的沿着所述旋转轴线的方向的第1可动区域的至少一部分，与基于所述第2可动部件的移动而得到的、所述第4啮合齿的沿着所述旋转轴线的方向的第2可动区域的至少一部分，在所述旋转轴线的半径方向上重叠。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，
所述动力传递装置构成为，所述第1可动区域和所述第2可动区域中的一方的可动区域的全部，与所述第1可动区域和所述第2可动区域中的另一方的可动区域在所述旋转轴线的半径方向上重叠。
3.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，还具备：
第1致动器，该第1致动器构成为使所述旋转轴线的方向上的载荷作用于所述第1按压部；以及
第2致动器，该第2致动器构成为使所述旋转轴线的方向上的载荷作用于所述第2按压部。
4.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，
所述第1旋转部和所述第2旋转部中的任一方是所述第1旋转部，
所述第1旋转部和所述第2旋转部中的另一方是所述第2旋转部。
5.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，
所述第3旋转部和所述第4旋转部中的任一方是所述第4旋转部，
所述第3旋转部和所述第4旋转部中的另一方是所述第3旋转部。
6.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，
还具备变速部和驱动轮，该变速部中通过第1太阳轮、与所述第1太阳轮呈同心圆地配置的第1齿圈、和保持着与所述第1太阳轮及所述第1齿圈啮合的第1小齿轮的第1行星架实现差动作用，
所述变速部，配置在与所述驱动轮的旋转中心轴线平行的轴线上，构成为从所述第1太阳轮向所述驱动轮输出驱动力。
7.根据权利要求6所述的动力传递装置，其特征在于，
在与所述变速部相同的轴线上与该变速部相邻地配置有分配部，该分配部中通过第2太阳轮、与所述第2太阳轮呈同心圆地配置的第2齿圈、和保持着与所述第2太阳轮及所述第2齿圈啮合的第2小齿轮的第2行星架实现差动作用，
对所述第2太阳轮连结电动发电机，
对所述第2行星架连结发动机，
对所述第2齿圈连结所述第1太阳轮，
所述第1啮合式卡合机构及所述第2啮合式卡合机构配置于隔着所述变速部与所述分配部相反的一侧。
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