JP2011226527A - 電動車両用変速ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力軸11に近い側の出力軸12の内端にサンギヤ13を設け、これを包囲するよう同心に配してリングギヤ14を回転自在に設け、サンギヤ13およびリングギヤ14に遊星ギヤ15を噛合させ、この遊星ギヤ15をキャリア16により回転自在に支持する。キャリア16およびサンギヤ13間を1速クラッチ17により駆動結合してキャリア16およびサンギヤ13が一体回転するようになすことで1速を実現し、リングギヤ14を2速ブレーキ18で固定して該リングギヤ14の内周に沿い遊星ギヤ15が自転しながら公転し得るようになすことで2速を実現する。オイルポンプ回転数が低い1速時は、遊星ギヤ15がキャリア16に対し相対回転せず、遊星ギヤ15の回転支承部が潤滑不要となる。
【選択図】図3
Description
この電動車両用変速ユニットは、本発明が要旨構成の基礎前提とする遊星歯車式のものではなく、平行軸式の変速ユニットであるが、
車両発進時のような低速段要求時であれば、ノーマルクローズ式の低速段選択用摩擦要素を非作動にして締結させることで変速ユニットの低速段選択状態を実現し、
通常走行時のような高速段要求時であれば、電動モータで駆動されるオイルポンプからのオイルを作動媒体として、低速段選択用摩擦要素を油圧作動させることにより解放状態にすると同時に、高速段選択用摩擦要素を油圧作動させることにより締結状態となすことで、変速ユニットの高速段選択状態を実現するものである。
電動モータの回転数が高くてこれにより駆動されるオイルポンプからのオイル吐出流量が十分な高速段要求時は、この多いオイル吐出流量により確実に高速段を実現することができるようになる。
かように自転しながら公転している遊星ギヤの回転支承部(軸受など)は、遊星ギヤが低速段選択時といえども比較的高速回転しているため、十分な潤滑が必要である。
このため、遊星ギヤの回転支承部がオイル量不足により潤滑不良となり、ここでの耐久性、ひいては電動車両用変速ユニットの耐久性が悪化するという問題を生ずる。
低速段選択時にかかる遊星ギヤの自転を生ずることがないようにして、遊星ギヤ回転支承部の潤滑を不要となすことにより、ここでの上記した潤滑不良に関する問題を回避し得るようにした電動車両用変速ユニットを提案することを目的とする。
先ず、本発明の前提となる電動車両用変速ユニットを説明するに、これは、
遊星ギヤを有して、低速段およびこの低速段よりも高速側ギヤ比の高速段を選択可能な遊星歯車組を具え、
該遊星歯車組の入力要素に走行駆動モータを、また出力要素に駆動車輪をそれぞれ結合し、
これら走行駆動モータおよび駆動車輪間の伝動系により駆動されるオイルポンプからのオイルを作動媒体として作動するものである。
上記遊星ギヤを自転不能な状態にして、上記低速段選択状態を実現するよう構成した点に特徴づけられる。
従って、低速段選択時にオイルポンプの回転数が低く、これからのオイル吐出量が少なくても、遊星ギヤの回転支承部が潤滑不良になることはなく、
遊星ギヤ回転支承部の耐久性が悪化して、電動車両用変速ユニットの耐久性が悪化するという前記の問題を回避することができる。
<実施例の構成>
図1は、本発明の一実施例になる電動車両用変速ユニットを具えた車輪駆動系の概略平面図であり、
図2は、車輪駆動系に対する変速ユニット用オイルポンプの結合要領を示す要部拡大断面図であり、
図3は、図1における電動車両用変速ユニットの構成例を示す略線図である。
走行駆動モータ2からの動力は、変速ユニット3と、ファイナルドライブピニオン4およびファイナルドライブリングギヤ5より成るファイナルドライブギヤ組6と、ディファレンシャルギヤ装置7とを順次介して、左右駆動車輪1L,1Rに分配出力され、これら左右駆動車輪1L,1Rの駆動により車両を走行させるものとする。
そのため、変速ユニット3から遠いファイナルドライブピニオン軸4aの遊端にオイルポンプ8を駆動結合する。
ポンプ駆動ギヤ10の外周歯に、オイルポンプ8を構成する入力ポンプ要素の内周歯を噛合させ、これによりオイルポンプ8をポンプ駆動ギヤ10に駆動結合する。
かくしてオイルポンプ8は、ワンウェイクラッチ9を介してファイナルドライブピニオン軸4aに駆動結合する。
ファイナルドライブピニオン軸4aが逆転により車両を後退走行させるときは、ワンウェイクラッチ9がフリーランニングしてオイルポンプ9を駆動することのないようにする。
これら入力軸11および出力軸12はそれぞれ、同軸突き合わせ関係に配して変速ユニットケース3a(図1も参照)に回転自在に支持する。
このサンギヤ13を包囲するよう同心に配してリングギヤ14を回転自在に設け、
これらサンギヤ13およびリングギヤ14に3個一組の遊星ピニオンギヤ(遊星ギヤ)15を噛合させると共に、これら遊星ピニオンギヤ15を共通なキャリア16により回転自在に支持して構成する。
このためキャリア16は、出力軸12に近い入力軸11の内端に結着し、またサンギヤ13は、入力軸11に近い出力軸12の内端に結着する。
リングギヤ18を回転不能な状態に固定することにより該リングギヤ14の内周に沿って遊星ピニオンギヤ15が自転しながら公転し得る状態となす2速ブレーキ(高速段選択用の変速摩擦要素)18とを設ける。
ここで1速クラッチ17の解放に際しては、このクラッチ17をバネなどの弾性手段に抗して油圧作動させることにより、締結状態から解放状態へと状態変化させるものとし、
また2速ブレーキ18の締結に際しては、このブレーキ18をバネなどの弾性手段に抗して油圧作動させることにより、解放状態から締結状態へと状態変化させるものとする。
この変速ユニット3は、ファイナルドライブピニオン軸(オイルポンプ駆動軸)4aにより駆動されるオイルポンプ8からの吐出オイルを作動媒体として、1速クラッチ17の油圧作動(締結状態から解放状態への状態変化)、および2速ブレーキ18の油圧作動(解放状態から締結状態への状態変化)を行われると共に、遊星歯車組構成部分の潤滑を行われるものとする。
上記実施例になる電動車両用変速ユニット3の作用を以下に説明する。
走行駆動モータ2を停止させている停車状態では、オイルポンプ8も駆動されることがなく、これからのオイル吐出量も0であるため、1速クラッチ17および2速ブレーキ18は共に非作動状態であり、1速クラッチ17は締結状態、また2速ブレーキ18は解放状態となっている。
ただし、走行駆動モータ2を停止させている停車状態では、キャリア16への入力回転数が0であることから、サンギヤ13(出力軸12)からの出力回転数も0であり、車輪1L,1Rが駆動されることはなく、停車状態を保ち得る。
このときの共線図は、キャリア16、サンギヤ13、遊星ピニオンギヤ15およびリングギヤ14の回転数が同じであることから、図4に実線で例示するごときものとなる。
オイルポンプ8からの吐出オイルを用い、1速クラッチ17を油圧作動させて締結状態から解放状態へ状態変化させると同時に、2速ブレーキ18を油圧作動させて解放状態から締結状態へ状態変化させる。
かかる遊星ピニオンギヤ15の公転および自転によりサンギヤ13が、リングギヤ14およびサンギヤ13間のギヤ比により決まる変速比で増速回転され、この増速回転がサンギヤ13からファイナルドライブギヤ組6およびディファレンシャルギヤ装置7を経て左右駆動車輪1L,1Rに伝達され、これら左右駆動車輪1L,1Rの増速駆動により車両を2速(高速段)で走行させることができる。
ところで本実施例においては、1速(低速段)選択時にキャリア16、サンギヤ13、遊星ピニオンギヤ15およびリングギヤ14が一体回転されるため、遊星ピニオンギヤ15が自転しないこととなり、キャリア16に対する遊星ピニオンギヤ15の回転支承部を潤滑する必要がない。
遊星ピニオンギヤ回転支承部の耐久性が悪化して、電動車両用変速ユニット3の耐久性が悪化するという問題を回避することができる。
前記した処から明らかな通りオイルポンプ8からの要求オイル吐出量が少ない1速(低速段)でオイルポンプ8の回転数を低く抑制することができ、不必要なオイルポンプ8の高速回転でフリクションが増大して、エネルギーロスが多くなるのを防止することができる。
車両の後退走行時はワンウェイクラッチ9のフリーランニングによりオイルポンプ8を駆動させないようにすることができ、
低速走行のため変速ユニット3を1速(低速段)選択状態にする後退走行時に、オイルポンプ8が無駄に作動されてフリクションが増大し、エネルギーロスが多くなるのを防止することができる。
リングギヤ14を固定して2速(高速段)を実現するための2速ブレーキ18を、常態でバネなどの弾性手段により解放されているノーマルオープン式の変速摩擦要素としたこととも相まって、
1速(低速段)の実現に際し、変速摩擦要素17,18を共に非作動状態にして当該1速(低速段)を実現することができることとなり、オイルポンプ8のオイル吐出量が少なくても確実に1速(低速段)を実現することができる。
遊星歯車組式変速ユニット3の出力要素をサンギヤ13として、これに駆動車輪1L,1Rを結合し、
遊星歯車組式変速ユニット3が、キャリア16およびサンギヤ13間を1速クラッチ17で駆動結合することにより1速(低速段)を選択可能であり、リングギヤ14を2速ブレーキ18で固定することにより2速(高速段)を選択可能な構成にする場合、
変速ユニット3を簡易な単純遊星歯車組で構成することができ、コスト的に大いに有利である。
しかし本発明において、変速ユニット3は必ずしも図示例のような単純遊星歯車組で構成する必要はなく、
遊星ピニオンギヤ15のような遊星ギヤ(段付き遊星ギヤでもよい)が存在する遊星歯車組で構成されていれば、どんな型式の変速ユニットでも本発明の上記した着想は適用可能であるのは勿論である。
2 走行駆動モータ
3 電動車両用変速ユニット
4 ファイナルドライブピニオン
5 ファイナルドライブリングギヤ
6 ファイナルドライブギヤ組
7 ディファレンシャルギヤ装置
8 オイルポンプ
9 ワンウェイクラッチ
11 入力軸
12 出力軸
13 サンギヤ(出力要素)
14 リングギヤ
15 遊星ピニオンギヤ(遊星ギヤ)
16 キャリア(入力要素)
17 1速クラッチ(低速段選択用変速摩擦要素)
18 2速ブレーキ(高速段選択用変速摩擦要素)
Claims (5)
- 遊星ギヤを有して、低速段およびこの低速段よりも高速側ギヤ比の高速段を選択可能な遊星歯車組を具え、該遊星歯車組の入力要素に走行駆動モータを、また出力要素に駆動車輪をそれぞれ結合し、これら走行駆動モータおよび駆動車輪間の伝動系により駆動されるオイルポンプからのオイルを作動媒体とする電動車両用変速ユニットにおいて、
前記遊星ギヤを自転不能な状態にすることにより前記低速段を選択するよう構成したことを特徴とする電動車両用変速ユニット。 - 請求項1に記載の電動車両用変速ユニットにおいて、
前記オイルポンプは、前記遊星歯車組の出力要素および駆動車輪間の伝動系により駆動されるものであることを特徴とする電動車両用変速ユニット。 - 請求項2に記載の電動車両用変速ユニットにおいて、
前記オイルポンプは、ワンウェイクラッチを介して前記遊星歯車組の出力要素および駆動車輪間の伝動系により駆動されるものであることを特徴とする電動車両用変速ユニット。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動車両用変速ユニットにおいて、
前記遊星ギヤを自転不能な状態にして前記低速段を選択するための低速段選択用摩擦要素が、常態で締結状態にされるノーマルクローズ式の変速摩擦要素であることを特徴とする電動車両用変速ユニット。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動車両用変速ユニットにおいて、
前記遊星歯車組の入力要素が、前記遊星ギヤを回転自在に支持したキャリアであって、このキャリアに前記走行駆動モータを結合し、
前記遊星歯車組の出力要素が、前記遊星ギヤに噛合するサンギヤであって、このサンギヤに前記駆動車輪を結合し、
前記遊星歯車組が、これらキャリアおよびサンギヤの他に、前記遊星ギヤと噛合するリングギヤを有し、キャリアおよびサンギヤ間を駆動結合することにより前記遊星ギヤを自転不能な状態にされて前記低速段を選択可能であり、リングギヤを固定することにより該リングギヤの内周に沿い前記遊星ギヤを転動可能にして前記高速段を選択可能なものであることを特徴とする電動車両用変速ユニット。
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