ТРАНСЭКСЛ Российский патент 2021 года по МПК F16H37/08 B60K17/12 B60K1/00 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к трансэкслам.

Уровень техники

[0002] В транспортном средстве, которое использует электродвигатель в качестве устройства движущей силы, трансэксл, в котором объединены планетарный редуктор и дифференциальное устройство, используется в качестве примера устройства, которое передает движущую силу электродвигателя на ось. Электродвигатель и трансэксл также являются объединенными. Объединенный с электродвигателем трансэксл уменьшен в размерах за счет размещения электродвигателя соосно с осью и пропускания оси через выходной вал электродвигателя. Кроме того, ступенчатая шестерня, составленная из шестерни большого диаметра и шестерни малого диаметра, применяется как шестерня планетарного редуктора. Благодаря ступенчатой шестерне диаметр планетарного редуктора может быть уменьшен при сохранении передаточного числа.

[0003] В публикации нерассмотренной заявки на патент Японии № 08-240254 раскрыт трансэксл, в котором объединены планетарный редуктор и дифференциальное устройство. Раскрытый планетарный редуктор трансэксла включает в себя ступенчатую шестерню 200, имеющую конфигурацию, показанную на фиг. 6. Ступенчатая шестерня 200 имеет конструкцию, в которой шестерня 201 большого диаметра объединена с шестерней 202 малого диаметра. Шестерня 201 большого диаметра находится в зацеплении с солнечной шестерней 210, предусмотренной на выходном валу электродвигателя, а шестерня 202 малого диаметра находится в зацеплении с коронной шестерней 211, прикрепленной к кожуху. Вал 205 шестерни проходит через внутреннюю часть ступенчатой шестерни 200, и ступенчатая шестерня 200 поддерживается валом 205 шестерни посредством игольчатых подшипников 206, 207 с возможностью вращения относительно вала 205 шестерни. Оба конца вала 205 шестерни поддерживаются водилом 220 планетарного редуктора (также служащего кожухом дифференциала дифференциального устройства). Кроме того, осевое положение ступенчатой шестерни 200 определяется водилом 220 посредством двух наборов шайб 235, 236, расположенных соответственно на обоих концах ступенчатой шестерни 200.

[0004] В планетарном редукторе, имеющем ступенчатую шестерню 200, сконфигурированную, как описано выше, для уменьшения размера планетарного редуктора при сохранении передаточного числа требуется уменьшить диаметр шестерни 202 малого диаметра. Однако, поскольку необходимо разместить вал 205 шестерни и игольчатые подшипники 206, 207 внутри шестерни 202 малого диаметра, есть предел уменьшения диаметра шестерни 202 малого диаметра. Другими словами, с описанной конфигурацией планетарного редуктора дальнейшее уменьшение размеров затруднительно.

[0005] В дополнение к раскрытому планетарному редуктору, в практическое использование введен, например, планетарный редуктор, включающий ступенчатую шестерню 300, имеющую конфигурацию, показанную на фиг. 7. В ступенчатой шестерне 300 шестерня 301 большого диаметра, которая входит в зацепление с солнечной шестерней 310, и шестерня 302 малого диаметра, которая входит в зацепление с коронной шестерней 311, объединены с валом 303 шестерни. Вал 303 ведущей шестерни поддерживается водилом 320 через два подшипника 306, 307, установленных на внешней периферийной поверхности вала 303 шестерни с возможностью вращения относительно водила 320. Один подшипник 307 установлен на части поверхности вала 303 шестерни, расположенной снаружи шестерни 302 малого диаметра. В качестве подшипника 307 можно использовать игольчатый подшипник. Другой подшипник 306 установлен на части поверхности вала шестерни 303, расположенной между шестерней 301 большого диаметра и шестерней 302 малого диаметра. Шариковый подшипник используется в качестве подшипника 306, поскольку подшипник 306 должен воспринимать осевое усилие в осевом направлении. Так как шариковый подшипник 306 принимает силу тяги, стопорное кольцо 335 собрано между подшипником 306 и водилом 320 и стопорное кольцо 336 собрано между подшипником 306 и валом 303 шестерни.

[0006] Обычно шариковый подшипник имеет большую высоту радиального сечения, чем игольчатый подшипник, так что размер устройства при использовании шарикового подшипника больше, чем при использовании игольчатого подшипника. В случае ступенчатой шестерни 300, сконфигурированной, как описано выше, поскольку шестерня 301 большого диаметра является консольной, к шариковому подшипнику 306 прилагается большая нагрузка. Чтобы выдерживать большую нагрузку, необходимо увеличить размер шарикового подшипника 306. Таким образом, водило 320, которое поддерживает шариковый подшипник 306, также должно быть увеличено в размере. Другими словами, даже в случае планетарного редуктора, содержащего ступенчатую шестерню 300, имеющую конфигурацию, показанную на фиг. 7, есть предел уменьшения размера планетарного редуктора.

Сущность изобретения

[0007] Настоящее изобретение обеспечивает трансэксл уменьшенного размера, который передает движущую силу электродвигателя на ось через планетарный редуктор и дифференциальное устройство.

[0008] Трансэксл согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя планетарный редуктор, дифференциальное устройство и кожух трансэксла, в котором размещены планетарный редуктор и дифференциальное устройство. Трансэксл выполнен с возможностью передачи движущей силы электродвигателя на ось через планетарный редуктор и дифференциальное устройство.

[0009] Планетарный редуктор включает в себя ступенчатую шестерню, первый игольчатый подшипник, второй игольчатый подшипник и водило. Ступенчатая шестерня включает в себя вал шестерни, с которым соединены шестерня большого диаметра и шестерня малого диаметра. Шестерня большого диаметра выполнена с возможностью зацепления с солнечной шестерней на выходном валу электродвигателя. Шестерня малого диаметра выполнена с возможностью зацепления с зубчатым венцом, закрепленным на кожухе трансэксла.

[0010] Первый игольчатый подшипник установлен на части поверхности вала от первого конца вала шестерни до шестерни большого диаметра. Первый конец расположен ближе к шестерне большого диаметра, чем к шестерне малого диаметра. Второй игольчатый подшипник установлен на части поверхности вала от второго конца вала шестерни до шестерни малого диаметра. Второй конец расположен ближе к шестерне малого диаметра, чем к шестерне большого диаметра. Водило выполнено с возможностью поддержки ступенчатой шестерни через первый игольчатый подшипник и второй игольчатый подшипник, так что ступенчатая шестерня может вращаться относительно водила. Водило выполнено с возможностью соединения ступенчатой шестерни и дифференциального устройства.

[0011] Трансэксл в соответствии с аспектом настоящего изобретения включает в себя ступенчатую шестерню, имеющую конструкцию, в которой вал шестерни, с которой объединены шестерня малого диаметра и шестерня большого диаметра, поддерживается снаружи, так что вал шестерни может вращаться. В соответствии со ступенчатой шестерней вышеупомянутой конструкции диаметр шестерни малого диаметра может быть уменьшен по сравнению с конструкцией, в которой шестерня малого диаметра и шестерня большого диаметра поддерживаются изнутри, пропуская вал внутри шестерни малого диаметра и шестерни большого диаметра. Кроме того, поскольку ступенчатая шестерня поддерживается на обоих концах, в качестве подшипников могут использоваться игольчатые подшипники, имеющие меньшую высоту радиального сечения, чем шариковые подшипники. Соответственно, трансэксл согласно настоящему варианту осуществления может уменьшить размер всего устройства в радиальном направлении.

[0012] Трансэксл в соответствии с аспектом настоящего изобретения может дополнительно включать в себя первую часть для подачи масла и вторую часть для подачи масла. Кожух трансэксла может иметь внутренний масляный канал кожуха. Водило может включать в себя внутренний масляный канал водила, сообщающийся с дифференциальным устройством. Вал шестерни может включать внутренний масляный канал вала, который проходит вдоль оси вала шестерни. Внутренний масляный канал вала может иметь отверстие на втором конце и может быть выполнен с возможностью сообщения с первым игольчатым подшипником и вторым игольчатым подшипником. Первая часть для подачи масла может быть выполнена с возможностью подачи масла из внутреннего масляного канала кожуха во внутренний масляный канал водила. Вторая часть для подачи масла может быть выполнена с возможностью подачи масла из внутреннего масляного канала кожуха во внутренний масляный канал вала через отверстие внутреннего масляного канала вала на втором конце. Вторая часть для подачи масла расположена дальше выше по потоку, чем первая часть для подачи масла внутреннего масляного канала кожуха.

[0013] С трансэкслом в соответствии с аспектом настоящего изобретения масло может подаваться внутрь вала шестерни, который вращается относительно водила, и масло может подаваться к игольчатым подшипникам из внутреннего масляного канала вала. Кроме того, поскольку внутренний масляный канал вала предусмотрен параллельно внутреннему масляному каналу водила, по которому масло подается в дифференциальное устройство, необходимое минимальное количество масла может подаваться в игольчатые подшипники и дифференциальное устройство.

[0014] Трансэксл согласно аспекту настоящего изобретения может дополнительно включать в себя первую упорную шайбу или первый упорный подшипник и вторую упорную шайбу или второй упорный подшипник. Водило может включать в себя первый стопор, выполненный с возможностью ограничения движения ступенчатой шестерни в направлении к первому концу, и второй стопор, выполненный с возможностью ограничения движения ступенчатой шестерни в направлении ко второму концу. Ступенчатая шестерня может включать в себя первую лицевую поверхность, обращенную к первому стопору, и вторую лицевую поверхность, обращенную ко второму стопору. Первая упорная шайба или первый упорный подшипник могут быть предусмотрены между первым стопором и первой лицевой поверхностью. Вторая упорная шайба или второй упорный подшипник могут быть предусмотрены между вторым стопором и второй лицевой поверхностью.

[0015] С трансэкслом в соответствии с аспектом настоящего изобретения осевое перемещение ступенчатой шестерни может быть ограничено, в то время как упорная шайба или упорный подшипник воспринимает осевое усилие, действующее на ступенчатую шестерню. Использовать ли упорную шайбу или упорный подшипник может быть определено по величине осевого усилия, действующего на ступенчатую шестерне. Осевое усилие представляет собой разницу между входной мощностью солнечной шестерни и силой реакции кольцевой шестерни. Например, когда в достаточной степени компенсируется как вход, так и сила реакции, будет достаточно упорной шайбы.

[0016] В трансэксле в соответствии с аспектом настоящего изобретения первый стопор может быть частью первого выступа подшипника, в который вставлен первый игольчатый подшипник, и первая лицевая поверхность может быть предусмотрена на шестерне большого диаметра. В трансэксле в соответствии с аспектом настоящего изобретения при использовании первой выступающей части подшипника в качестве стопора нет необходимости отдельно обеспечивать элемент для ограничения движения ступенчатой шестерни в направлении к первому концу.

[0017] В трансэксле в соответствии с аспектом настоящего изобретения второй стопор может быть частью выступа второго подшипника, в который вставлен второй игольчатый подшипник, и вторая лицевая поверхность может быть предусмотрена на шестерне малого диаметра. В трансэксле в соответствии с аспектом настоящего изобретения при использовании второй выступающей части подшипника в качестве стопора нет необходимости отдельно обеспечивать элемент для ограничения перемещения ступенчатой шестерни в направлении ко второму концу.

[0018] В трансэксле в соответствии с аспектом настоящего изобретения второй стопор может быть расположен дальше наружу, чем второй конец, в осевом направлении ступенчатой шестерни, а вторая лицевая поверхность может быть предусмотрена на втором конце. С трансэкслом в соответствии с аспектом настоящего изобретения, в качестве второго упорной шайбы или второго упорного подшипника может быть использована упорная шайба малого диаметра или упорный подшипник малого диаметра. В трансэксле согласно аспекту настоящего изобретения второй стопор может быть парковочной шестерней, прикрепленной к водилу.

[0019] В трансэксле в соответствии с аспектом настоящего изобретения водило может включать в себя часть выступа первого подшипника, в который устанавливается первый игольчатый подшипник. Часть выступа первого подшипника может не включать в себя выступ, выступающий радиально внутрь, и часть выступа первого подшипника и первый игольчатый подшипник могут быть зафиксированы путем запрессовки. Второй стопор может быть предусмотрен в водиле.

[0020] С трансэкслом в соответствии с аспектом настоящего изобретения, радиальный размер всего устройства может быть уменьшен при сохранении передаточного числа планетарного редуктора.

Краткое описание чертежей

[0021] Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы и на которых:

Фиг. 1 - вид в продольном разрезе, показывающий конструкцию трансэксла согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2А - пояснительная диаграмма для описания структурного эффекта трансэксла согласно варианту осуществления настоящего изобретения по сравнению с трансэкслом предшествующего уровня техники;

Фиг. 2B - пояснительная схема для описания структурного эффекта трансэксла в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по сравнению с трансэкслом предшествующего уровня техники;

Фиг. 3 - вид в продольном разрезе, показывающий систему подачи масла в трансэксле в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - вид в продольном разрезе, показывающий первую модификацию опорной конструкции ступенчатой шестерни в трансэксле в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - вид в продольном разрезе, показывающий вторую модификацию опорной конструкции ступенчатой шестерни в трансэксле в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - вид в продольном разрезе, показывающий конструкцию ступенчатой шестерни, включенной в планетарный редуктор трансэксла известного уровня техники; и

Фиг. 7 - вид в продольном разрезе, показывающий конструкцию ступенчатой шестерни, включенной в планетарный редуктор трансэксла известного уровня техники.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0022] Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. Следует отметить, что в описанных далее вариантах осуществления изобретения, когда упоминаются такие параметры каждого элемента, как число, количество, ряд, диапазон и т.д., настоящее изобретение не ограничивается указанными параметрами, если явно не указано или теоретически очевидно не следует. Кроме того, конструкции и тому подобное, описанные в следующих вариантах осуществления, не обязательно являются существенными для настоящего изобретения, если явно не указано или теоретически очевидно не следует.

1. Конфигурация трансэксла согласно настоящему варианту осуществления изобретения

[0023] Конфигурация трансэксла согласно настоящему варианту осуществления будет описана со ссылкой на фиг. 1. Фиг. 1 представляет собой вид в продольном разрезе, показывающий конструкцию трансэксла 10 согласно настоящему варианту осуществления.

[0024] Трансэксл 10 представляет собой устройство для передачи движущей силы электродвигателя 20, который функционирует как единица движущей силы транспортного средства, на левую ось 2 и правую ось 4 и интегрирован с электродвигателем 20. В частности, электродвигатель 20 размещен в кожухе 11 трансэксла, прикрепленном к кузову транспортного средства (не показано). Электродвигатель 20 имеет статор 21, ротор 22, который может вращаться относительно статора 21, и выходной вал 23, объединенный с ротором 22. Статор 21 закреплен на кожухе 11 трансэксла. Выходной вал 23 имеет трубчатую форму, и ось 4 проходит через выходной вал 23. Однако выходной вал 23 и ось 4 не контактируют друг с другом, и выходной вал 23 может вращаться относительно оси 4.

[0025] Кожух 11 трансэксла состоит из трех частей, включая цилиндрический кожух 12, через который проходят оси 2, 4, цилиндрический кожух 13 с дном, прикрепленный к цилиндрическому кожуху 12 таким образом, чтобы закрыть отверстие цилиндрического кожуха 12 на стороне оси 2, крышку кожуха в форме диска (не показана), прикрепленную к цилиндрическому кожуху 12 таким образом, чтобы закрывать отверстие цилиндрического кожуха 12 на стороне оси 4. Перегородка 14, которая разделяет внутреннюю часть цилиндрического кожуха 12 на две части, предусмотрена внутри цилиндрического кожуха 12. С помощью перегородки 14 внутренняя часть кожуха 11 трансэксла разделена на камеру 16 двигателя, которая представляет собой пространство от перегородки 14 до крышки кожуха (не показано), и камеру 17 для зубчатой передачи, которая представляет собой пространство от перегородки 14 до нижнего цилиндрического кожуха 13.

[0026] Вышеупомянутый электродвигатель 20 размещен в камере 16 двигателя. Планетарный редуктор 40 и дифференциальное устройство 80 размещены в камере 17 для зубчатой передачи. В перегородке 14 выполнено сквозное отверстие, и выходной вал 23 электродвигателя 20 выступает из камеры 16 двигателя в камеру 17 для зубчатой передачи через сквозное отверстие. В сквозном отверстии предусмотрен шариковый подшипник 33, и выходной вал 23 поддерживается шариковым подшипником 33 с возможностью вращения. Солнечная шестерня 41, которая составляет планетарный редуктор 40, предусмотрена на конце выходного вала 23, который выступает в камеру 17 для зубчатой передачи.

[0027] Планетарный редуктор 40 представляет собой механизм понижения скорости планетарного типа, в котором солнечная шестерня 41 служит входным элементом, коронная шестерня 43 служит элементом силы реакции, а водило 60 служит выходным элементом. Зубчатый венец 43 закреплен внутри цилиндрического кожуха 13 с дном. Кольцевая шестерня 43 расположена ближе к оси 2, чем солнечная шестерня 41, то есть дальше от перегородки 14. Ступенчатая шестерня 50, которая входит в зацепление с солнечной шестерней 41 и коронной шестерней 43, поддерживается водилом 60 с возможностью вращения относительно водила 60. Хотя только одна ступенчатая шестерня 50 показана на фиг. 1, планетарный редуктор 40 имеет множество (например, три) ступенчатых шестерен 50, и ступенчатые шестерни 50 расположены с равными интервалами в окружном направлении.

[0028] Ступенчатая шестерня 50 имеет конструкцию, в которой шестерня 52 малого диаметра и шестерня 53 большого диаметра объединены с валом 51 шестерни. Шестерня 52 малого диаметра предусмотрена на поверхности вала 51 шестерни. Шестерня 53 большого диаметра представляет собой цилиндрическую шестерню, которая соосна и выполнена за одно целое с валом 51 шестерни и имеет больший диаметр, чем шестерня 52 малого диаметра. Шестерня 53 большого диаметра входит в зацепление с солнечной шестерней 41, а шестерня 52 малого диаметра входит в зацепление с коронной шестерней 43. Каждая из шестерен, составляющих планетарный редуктор 40, представляет собой косозубую шестерню с закрученными зубьями, и направление вращения следа зуба и шага шестерни 52 малого диаметра такие же, как у шестерни 53 большого диаметра.

[0029] Для поддержки ступенчатой шестерни 50 водилом 60 используются два игольчатых подшипника 56, 57. Первый игольчатый подшипник 56 установлен на части поверхности вала 51 шестерни от конца (первого конца) вала 51 шестерни со стороны оси 4 до шестерни 53 большого диаметра. Второй игольчатый подшипник 57 установлен на части поверхности вала 51 шестерни от конца (второго конца) вала 51 шестерни на стороне оси 2 до шестерни 52 малого диаметра. То есть, ступенчатая шестерня 50 поддерживается, с радиально внешней стороны, на осевых концевых частях ступенчатой шестерни 50 первым игольчатым подшипником 56 и вторым игольчатым подшипником 57 с шестерней 52 малого диаметра и шестерней 53 большого диаметра, расположенными между ними. Сквозное отверстие 54 выполнено вдоль оси вала 51 шестерни. Сквозное отверстие 54 представляет собой масляный канал внутри масляного вала для подачи смазочного масла к двум игольчатым подшипникам 56, 57. Система подачи масла, предусмотренная в трансэксле 10, будет подробно описана далее.

[0030] Часть 71 выступа первого подшипника и часть 72 выступа второго подшипника предусмотрены в водиле 60. Две части 71, 72 выступа подшипника расположены бок о бок на оси, параллельной осям 2, 4. Первый игольчатый подшипник 56 вставлен в часть 71 выступа первого подшипника, а второй игольчатый подшипник 57 установлен в части 72 выступа второго подшипника, так что ступенчатая шестерня 50 прикреплена к водилу 60 с возможностью вращения относительно водила 60. На конце части 71 выступа первого подшипника предусмотрен фиксатор 76, который выступает радиально внутрь. Фиксатор 76 предотвращает выскальзывание первого игольчатого подшипника 56 из части 71 выступа первого подшипника в осевом направлении ступенчатой шестерни 50.

[0031] Поскольку каждая из шестерен, составляющих планетарный редуктор 40, является косозубой, на участке зацепления между шестернями создается осевая сила. В настоящем варианте осуществления направление скручивания следа зуба и шага шестерни 52 малого диаметра является таким же, что у шестерни 53 большого диаметра, так что компенсируется сила тяги, действующая на ступенчатую шестерню 50 от солнечной шестерни 41, и сила тяги, действующая на ступенчатую шестерню 50 от коронной шестерни 43. Однако, хотя предусмотрен такой механизм для компенсации силы тяги, создается сила тяги, которую нельзя нейтрализовать. Поэтому планетарный редуктор 40 снабжен стопором, который ограничивает осевое перемещение ступенчатой шестерни 50.

[0032] Часть 71 выступа первого подшипника используется в качестве первого стопора, который ограничивает перемещение ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 4. Когда ступенчатая шестерня 50 установлена на водиле 60, шестерня 53 большого диаметра обращена к части 71 выступа первого подшипника. Первая упорная шайба 74 для восприятия осевой силы, действующей в направлении к стороне оси 4, предусмотрена в зазоре между поверхностью шестерни 53 большого диаметра, обращенной к части 71 выступа первого подшипника (первая лицевая поверхность), и частью 71 выступа первого подшипника. При использовании части 71 выступа первого подшипника в качестве стопора нет необходимости в отдельном обеспечении элемента для ограничения перемещения ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 4. Если большая сила тяги действует между частью 71 выступа первого подшипника и шестерней 53 большого диаметра, вместо упорной шайбы может быть предусмотрен упорный подшипник.

[0033] Перемещение ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 2 ограничивается парковочной шестерней 90, прикрепленной к водилу 60. Отверстие 91 предусмотрено в парковочной шестерне 90, и кольцевой выступ 58 предусмотрен на конце вала 51 шестерни со стороны оси 2. Когда выступ 58 вставлен в отверстие 91, парковочная шестерня 90 расположена относительно ступенчатой шестерни 50. Вторая упорная шайба 75 для восприятия осевой силы, действующей в направлении стороны оси 2, вставлена в зазор между поверхностью конца вала 51 шестерни на стороне оси 2, обращенной к парковочной шестерне 90 (вторая обращенная поверхность), и парковочной шестерней 90, то есть вокруг выступа 58. Используя парковочную шестерню 90 в качестве второго стопора, нет необходимости в отдельном обеспечении элемента для ограничения перемещения ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 2. Кроме того, поскольку поверхность вала 51 шестерни, обращенная к парковочной шестерне 90, является поверхностью конца вала 51 ведущей шестерни, можно использовать упорную шайбу малого диаметра. Если большая сила тяги действует между парковочной шестерней 90 и концом вала 51 шестерни, вместо упорной шайбы может быть предусмотрен упорный подшипник скольжения.

[0034] Водило 60 разделено на три части в осевом направлении осей 2, 4 и включает в себя первый разделенный корпус 61, второй разделенный корпус 62 и третий разделенный корпус 63. Первый разделенный корпус 61, расположенный на стороне оси 2, опирается на нижнюю часть цилиндрического кожуха 13 с дном через шариковый подшипник 31 с возможностью вращения относительно цилиндрического кожуха 13 с дном. В первом разделенном корпусе 61 предусмотрена втулка, которая проходит через цилиндрический кожух 13 с дном. Кроме того, ось 2, выступающая в камеру 17 для зубчатой передачи, проходит через втулку первого разделенного корпуса 61. Участок между внешней периферийной поверхностью втулки первого разделенного корпуса 61 и сквозным отверстием цилиндрического кожуха 13 с дном и участок между внутренней периферийной поверхностью втулки первого разделенного корпуса 61 и поверхностью оси 2 служат подшипниками скольжения.

[0035] Первый разделенный корпус 61 расположен между вторым разделенным корпусом 62 и парковочной шестерней 90. Второй разделенный корпус 62 соединен с первым разделенным корпусом 61 болтом 66 вместе с парковочной шестерней 90. Часть 72 выступа второго подшипника, которая поддерживает ступенчатую шестерню 50, предусмотрена во втором разделенном корпусе 62. В частности, второй разделенный корпус 62 снабжен множеством (например, тремя) частей 72 выступа второго подшипника с равными интервалами в окружном направлении в соответствии с количеством установленных ступенчатых шестерен 50. Второй разделенный корпус 62 выступает в форме купола от первого разделенного корпуса 61 в направлении к стороне оси 4, и куполообразная часть также служит в качестве кожуха 81 дифференциального устройства 80. Отверстие предусмотрено в верхней части кожуха 81 дифференциала, которое выпукло в форме купола, и вершина оси 4 проходит через отверстие внутрь кожуха 81 дифференциала. Кроме того, вершина оси 2, которая проходит через первый разделенный корпус 61, также проходит внутрь кожуха 81 дифференциала.

[0036] Третий разделенный корпус 63, расположенный на стороне оси 4, поддерживается перегородкой 14 через шариковый подшипник 32 с возможностью поворота относительно перегородки 14. Третий разделенный корпус 63 представляет собой кольцевой компонент, и выходной вал 23 проходит через отверстие третьего разделенного корпуса 63. Часть 71 выступа первого подшипника, которая поддерживает ступенчатую шестерню 50, предусмотрена в третьем разделенном корпусе 63. В частности, третий разделенный корпус 63 снабжен множеством (например, тремя) частей 71 выступа первого подшипника с равными интервалами в окружном направлении в соответствии с количеством установленных ступенчатых шестерен 50. Третий разделенный корпус 63 соединен со вторым разделенным корпусом 62 с помощью опорной стойки 64. В частности, такое же количество (например, три) опорных стоек 64, что и ступенчатые шестерни 50, предусмотрено с равными интервалами в окружном направлении, и опорные стойки 64 соединены с третьим разделенным корпусом 63 болтами 67. На фиг. 1 показан разрез части опорной стойки 64.

[0037] Водило 60, которое образовано путем соединения вышеупомянутых трех разделенных корпусов 61, 62 и 63 вместе, поддерживается нижней частью цилиндрического кожуха 13 с дном и перегородкой 14 на обоих концах водила 60 в осевом направлении осей 2, 4 через шариковые подшипники 31, 32 с возможностью поворота относительно цилиндрического кожуха 13 с дном и перегородки 14. Движущая сила электродвигателя 20, которая передается на солнечную шестерню 41, передается на ступенчатую шестерню 50 от солнечной шестерни 41 и передается на коронную шестерню 43 от ступенчатой шестерни 50. Поскольку коронная шестерня 43 зафиксирована, сила реакции действует на ступенчатую шестерню 50 от коронной шестерни 43, чтобы вращать водило 60, поддерживающее ступенчатую шестерню 50, в том же направлении, что и вращение выходного вала 23 электродвигателя 20.

[0038] Дифференциальное устройство 80 включает в себя боковую шестерню 84 дифференциала, прикрепленную к концу оси 2 с помощью шлицевого соединения, боковую шестерню 85 дифференциала, прикрепленную к концу оси 4 с помощью шлицевого соединения, и шестерни 83 дифференциала, входящие в зацепление с обеими шестернями - боковой шестерней 84 дифференциала и боковой шестерней 85 дифференциала. Шестерни 83 дифференциала и боковые шестерни 84, 85 дифференциала размещены в кожухе 81 дифференциала. Боковая шестерня 84 дифференциала и боковая шестерня 85 дифференциала обращены друг к другу и расположены соосно друг другу, а вал 82 шестерни проходит между ними радиально. Вал 82 шестерни прикреплен к кожуху 81 дифференциала. Пара обращенных друг к другу шестерен 83 дифференциала поддерживается валом 82 шестерни с возможностью вращения относительно вала 82 шестерни. Когда водило 60 вращается, кожух 81 дифференциала, объединенный с водилом 60, вращается вместе с шестернями 83 дифференциала, и шестерни 83 дифференциала приводят в движение левую боковую шестерню 84 дифференциала и правую боковую шестерню 85 дифференциала, в результате чего вращаются левая ось 2 и правая ось 4.

2. Эффект трансэксла согласно настоящему варианту осуществления изобретения

[0039] Далее будет описана конструкция трансэксла согласно настоящему варианту осуществления со ссылкой на фиг. 2А и 2В. Фиг. 2А схематично иллюстрирует конструкцию планетарного редуктора трансэксла согласно настоящему варианту осуществления, а фиг. 2В схематично иллюстрирует планетарный редуктор трансэксла указанного известного уровня техники. Чтобы добиться уменьшения размеров трансэксла, необходимо уменьшить диаметр планетарного редуктора. В частности, когда планетарный редуктор включает в себя ступенчатую шестерню, как в трансэксле в соответствии с настоящим вариантом осуществления, и в трансэксле в соответствующем уровне техники, чтобы уменьшить диаметр планетарного зубчатого редуктора, необходимо уменьшить диаметры L , L″ дорожек качения шестерен большого диаметра.

[0040] Здесь, как показано на фиг. 2A, когда диаметр солнечной шестерни 41 равен a, диаметр ведущей шестерни 52 малого диаметра равен c, диаметр кольцевой шестерни 43 равен d, а передаточное число равно r, диаметр L дорожки качения шестерни 53 большого диаметра выражается Уравнением 1, приведенным ниже. Аналогично, как показано на фиг. 2B, когда диаметр солнечной шестерни 210 равен a″, диаметр шестерни 202 малого диаметра равен c″, диаметр коронной шестерни 211 равен d″, а передаточное число составляет r″, диаметр L″ дорожки качения шестерни 201 большого диаметра выражается Уравнением 2, приведенным ниже.

L=(1+2/d(r-1)c)a … Уравнение 1

L″=(1+2/d″(r″-1)c″)a″ … Уравнение 2

[0041] Из приведенных выше Уравнений 1 и 2 понятно, что для уменьшения диаметров дорожек качения L, L″ шестерен 53, 201 большого диаметра при сохранении передаточного числа необходимо уменьшить диаметры c, c″ шестерен 52, 202 малого диаметра. Однако в случае трансэксла известного уровня техники ступенчатая шестерня 200 планетарного редуктора должна вмещать вал 205 шестерни и игольчатые подшипники 206, 207 внутри шестерни 202 малого диаметра. Следовательно, существует предел уменьшения диаметра шестерни 202 малого диаметра.

[0042] С другой стороны, трансэксл согласно настоящему варианту осуществления включает в себя ступенчатую шестерню 50, имеющую конструкцию, в которой вал 51 ведущей шестерни, с которым объединены шестерня 52 малого диаметра и шестерня 53 большого диаметра, поддерживается снаружи, чтобы быть вращаемой. Согласно конструкции ступенчатой шестерни 50, показанной на фиг. 2А, диаметр шестерни 52 малого диаметра может быть уменьшен по сравнению со структурой ступенчатой шестерни 200, показанной на фиг. 2В. Кроме того, поскольку ступенчатая шестерня 50 поддерживается на обоих концах, игольчатые подшипники 56, 57, имеющие меньшую высоту радиального сечения, чем шариковые подшипники, могут использоваться в качестве подшипников для поддержки ступенчатой шестерни 50. В соответствии с вышеупомянутыми конструктивными эффектами с трансэкслом в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть уменьшен размер всего устройства в радиальном направлении.

3. Конфигурация системы подачи масла трансэксла согласно настоящему варианту осуществления изобретения

[0043] В трансэксле смазочное масло подается к необходимым частям планетарного редуктора и дифференциального устройства. Подшипник, который обеспечивает вращение ступенчатой шестерни, является одной из частей, в которые необходимо подавать масло. В трансэксле известного уровня техники, показанной на фиг. 6, вал 205 шестерни прикреплен к водилу 220. Таким образом, может быть предусмотрен масляный канал, проходящий из внутренней части водила 220 внутрь вала 205 шестерни, и масло может подаваться в игольчатые подшипники 206, 207, расположенные снаружи вала 205 шестерни через масляный канал. Однако в случае, когда предусмотрен масляный канал для подачи масла от водила 220 к валу 205 шестерни, на масло действует центробежная сила, так что масло может течь к валу 205 шестерни, и масла может не хватать на стороне водила 220, то есть на стороне дифференциального устройства.

[0044] В случае трансэксла 10 согласно настоящему варианту осуществления, показанному на фиг. 1, вал 51 шестерни поддерживается водилом 60 через игольчатые подшипники 56, 57 с возможностью вращения относительно водила 60. Поскольку вал 51 шестерни вращается относительно водила 60, трудно обеспечить масляный канал, проходящий от внутренней части водила 60 к внутренней стороне вала 51 шестерни, как в трансэксле в соответствующем уровне техники. Даже если может быть предусмотрен такой масляный канал, большая часть масла, подаваемого в дифференциальное устройство 80, может протекать к валу 51 шестерни из-за центробежной силы.

[0045] Следовательно, трансэксл согласно настоящему варианту осуществления включает в себя систему подачи масла, имеющую конфигурацию, показанную на фиг. 3. Фиг. 3 представляет собой вид в продольном разрезе, показывающий систему подачи масла в трансэксле согласно настоящему варианту осуществления. Следует отметить, что фиг. 3 показывает разрез, отличный от разреза, показанного на фиг. 1. Место, обозначенное стрелкой на фиг. 3, схематично показывает поток масла в трансэксле.

[0046] Кожух 11 трансэксла снабжен внутренним масляным каналом 18 кожуха, по которому течет масло. Внутренний масляный канал 18 кожуха, предусмотренный в цилиндрическом кожухе 13 с дном, проходит до контактной поверхности между нижним цилиндрическим кожухом 13 и втулкой первого разделенного корпуса 61 и имеет первое выпускное отверстие 18a для масла, которое открывается на контактной поверхности. Первый разделенный корпус 61 имеет впускное отверстие 68а для масла, которое открывается в положении, соответствующем первому выпускному отверстию 18а для масла, и снабжен внутренним масляным каналом 68 водила, проходящим внутрь кожуха 81 дифференциала.

[0047] Первое выходное отверстие 18a для масла внутреннего масляного канала 18 кожуха и входное отверстие 68a для масла внутреннего масляного канала 68 водила многократно соединяются и рассоединяются по мере вращения водила 60. Когда впускное отверстие 68a для масла сообщается с первым выпускным отверстием для масла 18a, давление масла, прикладываемое к маслу, нагнетает масло из внутреннего масляного канала 18 кожуха во внутренний масляный канал 68 водила, и масло подается из внутреннего масляного канала 68 водила внутрь кожуха 81 дифференциала. Первый выход 18a для масла и вход 68a для масла составляют первую часть для подачи масла, которая вводит масло из внутреннего масляного канала 18 кожуха во внутренний масляный канал 68 водила. Масляное уплотнение 19 для предотвращения утечки масла наружу кожуха 11 трансэксла предусмотрено на контактной поверхности между цилиндрическим кожухом 13 с дном и втулкой первого разделенного корпуса 61.

[0048] Второй выпуск 18b для масла, который открывается внутрь камеры 17 для зубчатой передачи, предусмотрен перед первым выпускным отверстием 18a для масла во внутреннем масляном канале 18 кожуха. Второй выход 18b для масла расположен напротив шарикового подшипника 31. В частности, предусмотрен масляный канал, проходящий от внутреннего масляного канала 18 кожуха до второго выхода 18b для масла, так что масло, нагнетаемое из второго выхода 18b для масла, течет к шариковому подшипнику 31. Масло, нагнетаемое из второго выпускного отверстия 18b для масла в направлении шарикового подшипника 31, рассеивается в направлении ступенчатой шестерни 50 из зазора вращающегося шарикового подшипника 31.

[0049] Внутренний масляный канал 54 вала предусмотрен в валу 51 шестерни, проходя через него в осевом направлении. Часть масла, рассеянного шариковым подшипником 31, поступает во входное отверстие внутреннего масляного канала 54 вала. Полукруглая принимающая часть 59 для приема масла предусмотрена на входе внутреннего масляного канала 54 вала. Масло, принимаемое принимающей частью 59, течет во внутренний масляный канал 54 вала. Второй выход 18b для масла, шариковый подшипник 31 и приемная часть 59 составляют вторую часть для подачи масла, которая подает масло из внутреннего масляного канала 18 кожуха во внутренний масляный канал 54 вала.

[0050] Отверстия 54a, 54b для подачи масла предусмотрены в валу 51 шестерни, так что они проходят в радиальном направлении от внутреннего масляного канала 54 вала. Отверстия 54a, 54b для подачи масла соединяют внутренний масляный канал 54 вала и игольчатые подшипники 56, 57. Масло, подаваемое во внутренний масляный канал 54 вала, начинает вытекать наружу из отверстий 54а, 54b для подачи масла из-за центробежной силы, а масло, которое течет наружу, подается к игольчатым подшипникам 56, 57.

[0051] За счет обеспечения системы подачи масла, имеющей вышеуказанную конфигурацию, в соответствии с трансэкслом согласно настоящему варианту осуществления, масло может подаваться внутрь вала 51 шестерни, который вращается относительно водила 60, и масло может подаваться к игольчатым подшипникам 56, 57 от внутреннего масляного канала 54 вала. Кроме того, поскольку внутренний масляный канал 54 вала предусмотрен параллельно с несущим внутренним масляным каналом 68, который подает масло к дифференциальному устройству 80, масло не течет чрезмерно в одну сторону, и необходимое минимальное количество масла может подаваться в игольчатые подшипники 56, 57 и дифференциальное устройство 80.

4. Модификация трансэксла в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения

[0052] Трансэксл согласно настоящему варианту осуществления может быть модифицирован различными способами. Так, модификация опорной конструкции ступенчатой шестерни в трансэксле в соответствии с настоящим вариантом осуществления будет описана со ссылкой на чертежи.

[0053] Фиг. 4 представляет собой вид в продольном разрезе, показывающий первую модификацию опорной конструкции ступенчатой шестерни в трансэксле в соответствии с настоящим вариантом осуществления. В первой модификации часть 72 выступа второго подшипника используется в качестве стопора, который ограничивает перемещение ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 2. Когда ступенчатая шестерня 50 установлена на водиле 60, шестерня 52 малого диаметра обращена ко части 72 выступа второго подшипника. В частности, ступенчатая часть шестерни 52 малого диаметра обращена к части 72 выступа второго подшипника. В первой модификации вторая упорная шайба 77 для восприятия осевой силы, действующей в направлении на стороне оси 2, предусмотрена в зазоре между поверхностью шестерни 52 малого диаметра, обращенной ко второму выступу 72 подшипника (вторая обращенная поверхность), и частью 72 выступа второго подшипника. При использовании части 72 выступа второго подшипника в качестве стопора нет необходимости в отдельном обеспечении элемента для ограничения перемещения ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 2. Кроме того, в первой модификации, поскольку парковочная шестерня не используется для ограничения движения ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 2, эта конфигурация может быть применена к трансэкслу, который не содержит парковочной шестерни. Если большая сила тяги действует между частью 72 выступа второго подшипника и шестерней 52 малого диаметра, вместо упорной шайбы может быть предусмотрен упорный подшипник.

[0054] Для частей 71, 72 выступов подшипников водила 60, которые поддерживают игольчатые подшипники 56, 57, требуется большой геометрический допуск. По этой причине обработка частей 71, 72 выступов подшипников обычно выполняется в состоянии, когда первый разделенный корпус 61, второй разделенный корпус 62 и третий разделенный корпус 63 временно собраны. Тем не менее, в случае опорной конструкции ступенчатой шестерни 50, показанной на фиг. 1, и первой модификации, показанной на фиг. 4, конец части 71 выступа первого подшипника снабжен фиксатором 76, выступающим радиально внутрь для предотвращения выскальзывания игольчатого подшипника 56. Следовательно, отверстия частей 71, 72 выступов подшипников можно обрабатывать только со стороны части 72 выступа второго подшипника к стороне части 71 выступа первого подшипника. Вторая модификация, описанная далее, была разработана в качестве меры против этой проблемы.

[0055] Фиг. 5 представляет собой вид в продольном разрезе, показывающий вторую модификацию опорной конструкции ступенчатой шестерни в трансэксле в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Во второй модификации часть 71 выступа первого подшипника не имеет фиксатора (см. фиксатор 76 на фиг. 1), который выступает радиально внутрь. Соответственно, отверстия могут быть обработаны со стороны части 71 выступа первого подшипника к стороне части 72 выступа второго подшипника, чтобы выровнять внутренние диаметры частей 71, 72 выступов подшипников с диаметрами игольчатых подшипников 56, 57. Кроме того, во второй модификации нет необходимости обрабатывать отверстие со стороны части 72 выступа второго подшипника, так что стопор 69, который ограничивает перемещение ступенчатой шестерни 50 в направлении к стороне оси 2, может быть предусмотрен непосредственно в водиле 60. В частности, стопор 69 может быть предусмотрен в первом разделенном корпусе 61. Хотя парковочная шестерня 90 показана на фиг. 5, парковочная шестерня 90 не действует как стопор. Таким образом, вторая модификация также применима к трансэкслу без парковочного механизма, как в первой модификации.

[0056] Первый игольчатый подшипник 56 во второй модификации можно предотвратить от выскальзывания путем запрессовки первого игольчатого подшипника 56 в часть 71 выступа первого подшипника. В частности, исходя из минимального припуска на запрессовку, при котором первый игольчатый подшипник 56 не перемещается относительно предполагаемой нагрузки выскальзывания, и максимального припуска на запрессовку, при котором первый игольчатый подшипник 56 может нормально вращаться, оценивается диапазон припуска на запрессовку, который обеспечивает оба вышеуказанных припуска на запрессовку.

[0057] Далее будет описана модификация системы подачи масла в трансэксл согласно настоящему варианту осуществления. Во-первых, в первой модификации системы подачи масла второй выход 18b для масла внутреннего масляного канала 18 кожуха снабжен отверстием для регулирования количества масла. Регулируя количество масла, нагнетаемого из второго выпускного отверстия 18b для масла с помощью отверстия, можно надлежащим образом управлять балансом между количеством масла, подаваемого в каждый игольчатый подшипник 56, 57, и количеством масла, подаваемого в дифференциальное устройство 80.

[0058] Во второй модификации системы подачи масла второе выходное отверстие 18b для масла внутреннего масляного канала 18 кожуха предусмотрено дальше выше по потоку, чем положение, в котором установлен шариковый подшипник 31. То есть второе выпускное отверстие 18b для масла выполнено таким образом, что масло, нагнетаемое из второго выпускного отверстия 18b для масла, не ударяется о шариковый подшипник 31, а непосредственно течет к входному отверстию внутреннего масляного канала 54 вала.

Изобретение относится к трансэкслу. Трансэксл содержит планетарный редуктор и дифференциальное устройство. Планетарный редуктор включает в себя ступенчатую шестерню, первый игольчатый подшипник, второй игольчатый подшипник и водило. Ступенчатая шестерня включает в себя ведущий вал, с которым соединены шестерня большого диаметра и шестерня малого диаметра. Первый игольчатый подшипник устанавливается на часть вала ведущей шестерни вне шестерни большого диаметра. Второй игольчатый подшипник устанавливается на часть вала ведущей шестерни вне шестерни малого диаметра. Водило сконфигурировано так, чтобы поддерживать ступенчатую шестерню через первый игольчатый подшипник и второй игольчатый подшипник, так что ступенчатая шестерня может вращаться относительно водила, и для соединения ступенчатой шестерни и дифференциального устройства. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Трансэксл, содержащий:

планетарный редуктор;

дифференциальное устройство; и

кожух трансэксла для размещения планетарного редуктора и дифференциального устройства, при этом:

трансэксл выполнен с возможностью передачи движущей силы электродвигателя на ось через планетарный редуктор и дифференциальное устройство; а

планетарный редуктор включает в себя:

ступенчатую шестерню, включающую в себя вал шестерни, с которым интегрированы шестерня большого диаметра и шестерня малого диаметра, причем шестерня большого диаметра выполнена с возможностью зацепления с солнечной шестерней, предусмотренной на выходном валу электродвигателя, а шестерня малого диаметра выполнена с возможностью зацепления с зубчатым венцом, закрепленным на кожухе трансэксла,

первый игольчатый подшипник, установленный на части поверхности вала от первого конца вала шестерни до шестерни большого диаметра, при этом первый конец расположен ближе к шестерне большого диаметра, чем к шестерне малого диаметра,

второй игольчатый подшипник, установленный на части поверхности вала от второго конца вала шестерни до шестерни малого диаметра, причем второй конец расположен ближе к шестерне малого диаметра, чем к шестерне большого диаметра, и

водило, выполненное с возможностью поддержки ступенчатой шестерни посредством первого игольчатого подшипника и второго игольчатого подшипника таким образом, что ступенчатая шестерня является вращаемой относительно водила, и с возможностью соединения ступенчатой шестерни и дифференциального устройства.

2. Трансэксл по п. 1, дополнительно содержащий первую часть для подачи масла и вторую часть для подачи масла, при этом:

кожух трансэксла включает в себя внутренний масляный канал кожуха;

водило содержит внутренний масляный канал водила, сообщающийся с дифференциальным устройством;

вал шестерни включает в себя внутренний масляный канал вала, который проходит вдоль оси вала шестерни, причем внутренний масляный канал вала включает в себя отверстие на втором конце и выполнен с возможностью сообщения с первым игольчатым подшипником и вторым игольчатым подшипником;

первая часть для подачи масла выполнена с возможностью подачи масла из внутреннего масляного канала кожуха во внутренний масляный канал водила; и

вторая часть для подачи масла выполнена с возможностью подачи масла из внутреннего масляного канала кожуха во внутренний масляный канал вала через отверстие внутреннего масляного канала вала на втором конце, при этом вторая часть для подачи масла расположена дальше по потоку, чем первая часть для подачи масла внутреннего масляного канала кожуха.

3. Трансэксл по п.1 или 2, дополнительно содержащий:

первую упорную шайбу или первый упорный подшипник и вторую упорную шайбу или второй упорный подшипник, при этом:

водило включает в себя первый стопор и второй стопор, причем первый стопор выполнен с возможностью ограничения движения ступенчатой шестерни в направлении к первому концу, а второй стопор выполнен с возможностью ограничения движения ступенчатой шестерни в направлении ко второму концу;

ступенчатая шестерня имеет первую лицевую поверхность, обращенную к первому стопору, и вторую лицевую поверхность, обращенную ко второму стопору;

первая упорная шайба или первый упорный подшипник расположен(а) между первым стопором и первой лицевой поверхностью; и

вторая упорная шайба или второй упорный подшипник расположен(а) между вторым стопором и второй лицевой поверхностью.

4. Трансэксл по п.3, в котором:

первый стопор представляет собой часть выступа первого подшипника, в которую вставлен первый игольчатый подшипник; и

первая лицевая поверхность предусмотрена на шестерне большого диаметра.

5. Трансэксл по п.3 или 4, в котором:

второй стопор представляет собой часть выступа второго подшипника, в которую вставлен второй игольчатый подшипник; и

вторая лицевая поверхность предусмотрена на шестерне малого диаметра.

6. Трансэксл по п.3 или 4, в котором:

второй стопор расположен дальше наружу, чем второй конец, в осевом направлении ступенчатой шестерни; и

вторая лицевая поверхность предусмотрена на втором конце.

7. Трансэксл по п.6, в котором второй стопор представляет собой парковочную шестерню, прикрепленную к водилу.

8. Трансэксл по п.6, в котором:

водило включает в себя часть выступа первого подшипника, в которую вставлен первый игольчатый подшипник;

часть выступа первого подшипника не имеет выступа, выступающего в радиальном направлении внутрь, и часть выступа первого подшипника и первый игольчатый подшипник зафиксированы путем запрессовки; и

второй стопор предусмотрен в водиле.