TWI786864B - drive unit - Google Patents
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Abstract
一種驅動裝置包括:馬達,包括以第一軸線為中心進行旋轉的轉子;以及傳遞機構,傳遞所述馬達的動力。所述傳遞機構包括:減速裝置,傳遞所述馬達的動力;差動裝置,將經由所述減速裝置傳遞的所述馬達的動力傳遞至輸出軸;以及分離機構,設置於所述減速裝置。所述減速裝置包括:第一齒輪,繞所述第一軸線旋轉;中間軸,包括繞與所述第一軸線平行的第二軸線旋轉的第一軸部及第二軸部;第二齒輪,設置於所述第一軸部的外周面,與所述第一齒輪咬合;以及第三齒輪,設置於所述第二軸部的外周面,咬合於所述差動裝置的齒輪。所述分離機構切換將所述第一軸部與所述第二軸部連接的連接狀態、及解除所述第一軸部與所述第二軸部的連接的切斷狀態。A driving device includes: a motor including a rotor rotating around a first axis; and a transmission mechanism transmitting power of the motor. The transmission mechanism includes: a deceleration device that transmits the power of the motor; a differential device that transmits the power of the motor transmitted through the deceleration device to an output shaft; and a separation mechanism provided on the deceleration device. The deceleration device includes: a first gear rotating around the first axis; an intermediate shaft including a first shaft portion and a second shaft portion rotating around a second axis parallel to the first axis; a second gear, A third gear is provided on the outer peripheral surface of the first shaft portion and engages with the first gear; and a third gear is provided on the outer peripheral surface of the second shaft portion and engages with the gear of the differential device. The separation mechanism switches between a connection state connecting the first shaft portion and the second shaft portion, and a disconnection state releasing the connection between the first shaft portion and the second shaft portion.
Description
本發明是有關於一種驅動裝置。 The invention relates to a driving device.
本申請案基於2020年4月21日於日本提出申請的日本專利特願2020-075561而主張優先權,並將其內容引用至此。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-075561 for which it applied in Japan on April 21, 2020, and uses the content here.
近年來,搭載於電動汽車的驅動裝置的開發正盛行。專利文獻1中揭示有一種電動馬達用動力傳遞裝置,所述電動馬達用動力傳遞裝置於電動馬達至差速器的轉矩的傳遞路徑上,於減速齒輪與差速器箱之間設置有動力斷續裝置。
In recent years, the development of driving devices mounted on electric vehicles has been actively developed.
[現有技術文獻] [Prior art literature]
[專利文獻] [Patent Document]
專利文獻1:日本專利特開2003-113874號公報 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-113874
於現有的電動馬達用動力傳遞裝置中,由於在差速器的外周配置有動力斷續裝置,故而動力斷續裝置容易大型化,難以搭載於近年來小型化發展的車輛。因此,考慮藉由在直接連接於 馬達的轉子軸設置分離機構,而實現分離機構的小型化,但存在轉子軸的轉數高而難以由分離機構順利連接的問題。 In the conventional electric motor power transmission device, since the power interrupter is disposed on the outer periphery of the differential, the power interrupter tends to increase in size, and it is difficult to mount the power interrupter in vehicles that have been miniaturized in recent years. Therefore, consider connecting directly to the The rotor shaft of the motor is provided with a separation mechanism to reduce the size of the separation mechanism, but there is a problem that the rotation speed of the rotor shaft is high and it is difficult to be smoothly connected by the separation mechanism.
本發明的一形態的目的之一在於,包括能夠實現順利連接的分離機構的驅動裝置。 One of the objects of one aspect of the present invention is to provide a drive device including a separation mechanism capable of smooth connection.
本發明的驅動裝置包括:馬達,包括以第一軸線為中心進行旋轉的轉子;以及傳遞機構,傳遞馬達的動力。傳遞機構包括:減速裝置,傳遞馬達的動力;差動裝置,將經由減速裝置傳遞的馬達的動力傳遞至輸出軸;及分離機構,設置於減速裝置。減速裝置包括:第一齒輪,繞第一軸線旋轉;中間軸,包括繞與第一軸線平行的第二軸線旋轉的第一軸部及第二軸部;第二齒輪,設置於第一軸部的外周面,與第一齒輪咬合;以及第三齒輪,設置於第二軸部的外周面,咬合於差動裝置的齒輪。分離機構切換:將第一軸部與第二軸部連接的連接狀態、及解除第一軸部與第二軸部的連接的切斷狀態。 The driving device of the present invention includes: a motor including a rotor rotating around a first axis; and a transmission mechanism transmitting power of the motor. The transmission mechanism includes: a deceleration device, which transmits the power of the motor; a differential device, which transmits the power of the motor transmitted through the deceleration device to the output shaft; and a separation mechanism, which is arranged on the deceleration device. The speed reduction device includes: a first gear rotating around a first axis; an intermediate shaft including a first shaft portion and a second shaft portion rotating around a second axis parallel to the first axis; a second gear disposed on the first shaft portion The outer peripheral surface of the second shaft meshes with the first gear; and the third gear is arranged on the outer peripheral surface of the second shaft part and meshes with the gear of the differential device. Switching of the separation mechanism: a connection state of connecting the first shaft part and the second shaft part, and a disconnection state of releasing the connection of the first shaft part and the second shaft part.
根據本發明的一形態,可提供一種包括能夠實現順利連接的分離機構的驅動裝置。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a drive device including a separation mechanism that enables smooth connection.
1:驅動裝置 1: Drive device
2:馬達 2: motor
3:傳遞機構 3: Delivery mechanism
3A~3E:軸承 3A~3E: Bearing
4:減速裝置 4:Deceleration device
5:差動裝置 5: Differential device
6:殼體 6: Housing
7:分離機構 7: Separation mechanism
8:變流器單元(變流器) 8: Converter unit (converter)
10:泵部 10: Pump Department
10a:泵機構 10a: Pump mechanism
20:轉子 20: rotor
21:轉子軸 21: rotor shaft
22:中空部 22: Hollow part
24:轉子芯 24: rotor core
30:定子 30: stator
31:線圈 31: Coil
32:定子芯 32: Stator core
33:定子支持構件 33:Stator support member
33a:溝槽 33a: Groove
41:第一齒輪 41: First gear
42:第二齒輪 42: second gear
43:第三齒輪 43: Third gear
45:中間軸 45: intermediate shaft
45a:第一軸部 45a: first shaft part
45b:第二軸部 45b: second shaft part
47:第一外花鍵 47: The first external spline
48:第二外花鍵 48: Second external spline
51:環齒輪 51: ring gear
52:差速器箱 52: Differential case
55:輸出軸 55: output shaft
60:馬達殼體部 60:Motor housing part
62:齒輪殼體部 62: Gear housing part
62a:致動器收容部 62a: Actuator housing
62b:蓋 62b: cover
63:壁部 63: wall
64:第一車體固定部(車體固定部) 64: The first car body fixing part (car body fixing part)
65:第二車體固定部(車體固定部) 65: Second car body fixing part (car body fixing part)
66:傳動軸保護部 66: Transmission shaft protection department
67:第三車體固定部(車體固定部) 67: The third car body fixing part (car body fixing part)
68:變流器殼體部 68: Converter housing part
70:致動器 70: Actuator
71:位置感測器 71: Position sensor
72:旋轉感測器 72: Rotation sensor
73:套筒(中繼構件) 73: Sleeve (relay component)
73a:內花鍵 73a: Internal spline
73b:凹溝槽 73b: concave groove
74:導柱 74: Guide pillar
75:導螺桿(驅動軸) 75: Lead screw (drive shaft)
76:滑動螺帽 76:Sliding Nut
76a:螺帽孔 76a: Nut hole
76b:導引孔 76b: Guide hole
77:撥叉 77: Shift fork
77a:切口部 77a: Incision
77b:磁鐵保持部 77b: magnet holding part
81:主控制部(控制部) 81: Main control department (control department)
82:分離機構控制部 82: Separation Mechanism Control Department
83:電力供給部 83: Power supply department
90:油路 90: oil circuit
91:第一油路 91: The first oil circuit
92:第二油路 92: The second oil circuit
601:螺孔 601: screw hole
613:蓋構件 613: cover member
681:開口部 681: Opening
682:變流器殼體部中與差動裝置的一部分重疊的部位 682: The part of the case part of the converter that overlaps with a part of the differential device
701:驅動馬達 701: drive motor
711:第一磁鐵 711: The first magnet
721:第二磁鐵(磁鐵) 721: second magnet (magnet)
J1:馬達軸線(第一軸線) J1: Motor axis (first axis)
J2:中間軸線(第二軸線) J2: Intermediate axis (second axis)
J3:輸出軸線(第三軸線) J3: output axis (third axis)
J4:中心軸線 J4: central axis
J5:導引軸線 J5: Guide axis
O:油 O: Oil
P:蓄油部 P: Reservoir
圖1是一實施形態的驅動裝置的概念圖。 FIG. 1 is a conceptual diagram of a driving device according to an embodiment.
圖2是一實施形態的驅動裝置的立體圖。 Fig. 2 is a perspective view of a drive device according to an embodiment.
圖3是一實施形態的驅動裝置的立體圖。 Fig. 3 is a perspective view of a drive device according to an embodiment.
圖4是一實施形態的驅動裝置中的馬達、傳遞機構、及變流器的平面圖。 Fig. 4 is a plan view of a motor, a transmission mechanism, and an inverter in the drive device according to the embodiment.
圖5是一實施形態的驅動裝置中的馬達、傳遞機構、及變流器的立體圖。 5 is a perspective view of a motor, a transmission mechanism, and an inverter in the drive device according to the embodiment.
圖6是一實施形態的驅動裝置中的分離機構、及中間軸的側視圖。 Fig. 6 is a side view of a separation mechanism and an intermediate shaft in the drive device according to the embodiment.
圖7是一實施形態的驅動裝置中的分離機構、及中間軸的立體圖。 Fig. 7 is a perspective view of a separation mechanism and an intermediate shaft in the drive device according to the embodiment.
於以下說明中,基於將驅動裝置1搭載在位於水平路面上的車輛的情形時的位置關係,規定重力方向而進行說明。又,於圖式中,作為三維正交座標系而適當地示出XYZ座標系。於XYZ座標系中,Z軸方向表示豎直方向(即上下方向),+Z方向為上側(重力方向的相反側),-Z方向為下側(重力方向)。又,X軸方向表示與Z軸方向正交的方向,且表示搭載驅動裝置1的車輛的前後方向,+X方向為車輛前方,-X方向為車輛後方。
In the following description, the direction of gravity is specified based on the positional relationship when the
但亦可為+X方向為車輛後方,-X方向為車輛前方。Y軸方向表示與X軸方向及Z軸方向兩個方向正交的方向,且表示車輛的寬度方向(左右方向),+Y方向為車輛左方,-Y方向為車輛右方。但於+X方向為車輛後方的情形時,亦可為+Y方向為車 輛右方,-Y方向為車輛左方。即,與X軸的方向無關,僅為+Y方向為車輛左右方向的一側,-Y方向為車輛左右方向的另一側。 However, the +X direction may be the rear of the vehicle, and the −X direction may be the front of the vehicle. The Y-axis direction indicates a direction perpendicular to both the X-axis direction and the Z-axis direction, and indicates the width direction (left-right direction) of the vehicle, the +Y direction is the left side of the vehicle, and the -Y direction is the right side of the vehicle. However, when the +X direction is behind the vehicle, the +Y direction can also be the vehicle The right side of the vehicle, and the -Y direction is the left side of the vehicle. That is, regardless of the direction of the X-axis, only the +Y direction is one side of the vehicle left-right direction, and the -Y direction is the other side of the vehicle left-right direction.
於以下說明中,只要無特別說明,則存在將與馬達2的馬達軸線(第一軸線)J1平行的方向(Y軸方向)簡稱為「軸方向」,將軸方向上的+Y側簡稱為軸方向一側,將-Y側稱為軸方向另一側的情形。進而,於以下說明中,將以馬達軸線J1為中心的徑方向簡稱為「徑方向」,將以馬達軸線J1為中心的周方向、即繞馬達軸線J1的軸的方向稱為「周方向」。其中,所述「平行的方向」亦包括大致平行的方向。
In the following description, unless otherwise specified, the direction (Y-axis direction) parallel to the motor axis (first axis) J1 of the
<驅動裝置> <drive unit>
本實施形態的驅動裝置1搭載於電動汽車(Electric Vehicle,EV),用作其動力源。再者,驅動裝置1亦可搭載於混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、插電式混合動力汽車(Plug-in Hybrid Vehicle,PHV)等以馬達作為動力源的車輛。
The driving
如圖1所示,驅動裝置1包括:馬達2、傳遞機構3、殼體6、收容於殼體6內的油O、泵部10、及變流器單元(變流器)8。傳遞機構3將馬達2的動力傳遞至一對輸出軸55。殼體6收容馬達2、傳遞機構3、及變流器單元8。殼體6包括:收容馬達2的馬達殼體部60、收容傳遞機構3的齒輪殼體部62、收容變流器單元8的變流器殼體部68、及劃分馬達殼體部60與齒輪殼體部62的壁部63。
As shown in FIG. 1 , the
<馬達> <motor>
如圖1所示,馬達2包括:以沿著水平方向延伸的馬達軸線J1為中心旋轉的轉子20、位於轉子20的徑方向外側的定子30、及自徑方向外側包圍定子30的定子支持構件33。馬達2為於定子30的內側配置轉子20的內轉子型馬達。
As shown in FIG. 1 , the
定子30自徑方向外側包圍轉子20。定子30包括:定子芯32、線圈31、以及介存於定子芯32與線圈31之間的絕緣體(省略圖示)。定子30由馬達殼體部60所保持。於本實施形態中,定子30經由定子支持構件33而由馬達殼體部60所保持。
The
定子支持構件33為以馬達軸線J1為中心的圓筒狀。定子支持構件33的內側面接觸於定子芯32的外周面。於定子支持構件33的內周面設置溝槽33a。溝槽33a沿著周方向延伸。於溝槽33a中流動自未圖示的散熱器供給的冷卻水。即,溝槽33a作為冷卻定子30的冷卻水的流路發揮功能。再者,溝槽33a亦可設置於定子支持構件33的外周面。於該情形時,定子支持構件33的外周面與馬達殼體部60的內側面接觸,以由溝槽33a與馬達殼體部60的內側面所包圍的區域作為流路而流動冷卻水。
The
轉子20包括:轉子軸21、轉子芯24、及轉子磁體(省略圖示)。轉子軸21以沿著水平方向且車輛的寬度方向延伸的馬達軸線J1為中心。轉子軸21為內部包括中空部22的中空軸。轉子軸21自馬達殼體部60向齒輪殼體部62內突出。突出至齒輪殼體部62的轉子軸21的端部連結於傳遞機構3。
The
於本實施形態中,將轉子軸21設為包括單一構件者進
行說明。然而,轉子軸21亦可被分割成:配置於馬達殼體部60的內部的部分、與配置於齒輪殼體部62的內部的部分,這些部分於馬達軸線J1上互相連結。
In the present embodiment, the
<變流器單元> <Converter unit>
如圖6所示,變流器單元8包括:主控制部(控制部)81、分離機構控制部82、及電力供給部83。分離機構控制部82對分離機構7進行控制。又,電力供給部83對向馬達2供給的電力進行控制。藉此,電力供給部83對馬達2的轉數進行控制。主控制部81對分離機構控制部82及電力供給部83進行控制。
As shown in FIG. 6 , the
<傳遞機構> <transfer agency>
如圖1所示,傳遞機構3包括:減速裝置4、差動裝置5、及分離機構7。傳遞機構3傳遞馬達2的動力。傳遞機構3於馬達軸線J1的軸方向另一側連接於轉子軸21。自馬達2輸出的轉矩經由減速裝置4被傳遞至差動裝置5。即,傳遞機構3包括:使馬達2的旋轉減速並傳遞的減速裝置4、將經由減速裝置4傳遞的馬達2的動力傳遞至輸出軸55的差動裝置5、及設置於減速裝置4的分離機構7。分離機構7於馬達2與差動裝置5之間連接及切斷動力。
As shown in FIG. 1 , the
減速裝置4為各齒輪的軸芯平行配置的平行軸齒輪類型的減速機。減速裝置4包括:第一齒輪41、中間軸45、第二齒輪42、及第三齒輪43。
The
第一齒輪41設置於轉子軸21的外周面。第一齒輪41
與轉子軸21一起繞馬達軸線J1旋轉。
The
中間軸45、第二齒輪42、及第三齒輪43以與馬達軸線J1平行的中間軸線(第二軸線)J2為中心而配置。中間軸45與轉子軸21並排延伸。中間軸45以能夠旋轉的方式由齒輪殼體部62的內側面所支持。於中間軸45設置分離機構7。
The
中間軸45包括:第一軸部45a及第二軸部45b。第一軸部45a及第二軸部45b均以中間軸線J2為中心而沿著軸方向延伸。第一軸部45a及第二軸部45b繞中間軸線J2旋轉。
The
第一軸部45a為內部設置中空部的中空軸。另一方面,第二軸部45b為外徑小於第一軸部45a的內徑的實心軸。第二軸部45b配置於第一軸部45a的軸方向一側(+Y側)。第二軸部45b的軸方向另一側(-Y側)的端部於第一軸部45a的軸方向一側插入中空部內。於第二軸部45b的軸方向另一側的外周面與第一軸部45a的內周面之間,例如介存有滾針軸承(省略圖示)。第一軸部45a與第二軸部45b能夠分別獨立地旋轉。又,如下文所述,第一軸部45a與第二軸部45b可藉由分離機構7而連接。第一軸部45a與第二軸部45b以由分離機構7連接的狀態(連接狀態)同步旋轉。
The
再者,於本實施形態中,對第二軸部45b僅於第一軸部45a的一端部插通於中空部內的情形進行說明。然而,第二軸部45b亦可跨第一軸部45a的全長而插通於第一軸部45a的中空部。
In addition, in this embodiment, the case where the
第二齒輪42設置於第一軸部45a的外周面。第二齒輪
42與第一軸部45a一起繞中間軸線J2旋轉。第二齒輪42與第一齒輪41咬合。
The
第三齒輪43設置於第二軸部45b的外周面。第三齒輪43與第二軸部45b一起繞中間軸線J2旋轉。第三齒輪43咬合於差動裝置5的齒輪(具體而言為環齒輪51)。
The
差動裝置5將自馬達2輸出的轉矩傳遞至車輛的輸出軸55。差動裝置5除了咬合於減速裝置4的第三齒輪43的環齒輪51以外,包括:圖示省略的差速器箱、小齒輪、小齒輪軸、及側齒輪等。環齒輪51繞與馬達軸線J1平行的輸出軸線(第三軸線)J3旋轉。差動裝置5連接於輸出軸55。輸出軸55沿著輸出軸線J3延伸。一對輸出軸55分別連結於車輪。差動裝置5於車輛回轉時,吸收左右車輪的速度差,並且將轉矩傳遞至左右兩輪的輸出軸55。
The
<分離機構> <Separation Mechanism>
分離機構7設置於中間軸45。分離機構7切換將中間軸45的第一軸部45a與第二軸部45b連接的連接狀態、及解除第一軸部45a與第二軸部45b的連接的切斷狀態。
The
於第一軸部45a的軸方向一側(+Y側)的端部的外周,設置第一外花鍵47。另一方面,於第二軸部45b的軸方向另一側(-Y側)的端部的外周,設置第二外花鍵48。第一外花鍵47與第二外花鍵48沿著中間軸線J2的軸方向排列。
A first
如圖7所示,分離機構7包括:致動器70、滑動螺帽76、撥叉77、導柱74、及套筒(中繼構件)73。
As shown in FIG. 7 , the
致動器70包括:驅動馬達701、及導螺桿(驅動軸)75。致動器70以與馬達軸線J1平行地延伸的中心軸線J4為中心而配置。致動器70固定於齒輪殼體部62。
The
於驅動馬達701連接導螺桿75。驅動馬達701使導螺桿75以中心軸線J4為中心旋轉。驅動馬達701例如亦可為齒輪馬達,包括:馬達本體、及使該馬達本體的動力減速的多個齒輪。
The
導螺桿75沿著中心軸線J4延伸。導螺桿75以能夠繞中心軸線J4旋轉的方式由殼體6所支持。於導螺桿75的外周設置公螺紋。
The
導柱74為沿著軸方向延伸的圓柱狀。導柱74沿著與馬達軸線J1平行地延伸的導引軸線J5配置。即,導柱74與導螺桿75平行地延伸。導柱74由殼體6所支持。
The
於滑動螺帽76設置螺帽孔76a與導引孔76b。螺帽孔76a為,於螺帽孔76a的內周面設置供導螺桿75的公螺紋嵌入的母螺紋。於螺帽孔76a中插入導螺桿75。又,於導引孔76b中插入導柱74。滑動螺帽76、導螺桿75、及導柱74構成滾珠螺桿機構。滑動螺帽76伴隨導螺桿75繞中心軸線J4的旋轉,由導柱74導引並沿著軸方向移動。
A
撥叉77為沿著與軸方向正交的平面延伸的板狀。撥叉77與滑動螺帽76連結。撥叉77與滑動螺帽76亦可經由盤簧等彈性構件互相連結。撥叉77伴隨滑動螺帽76向軸方向的移動而沿著軸方向移動。於撥叉77設置圓弧狀的切口部77a。於切口部77a
的內側配置套筒73。切口部77a的內側面沿著套筒73的外周面延伸。
The
套筒73為以輸出軸線J3為中心的圓環狀。套筒73包圍中間軸45而配置。於套筒73的外周面,設置沿著周方向延伸的凹溝槽73b。於凹溝槽73b中插入撥叉77。套筒73與撥叉77一起沿著軸方向移動。即,套筒73經由滑動螺帽76、及撥叉77連接於致動器70,由致動器70驅動。
The
如圖1所示,於套筒73的內周面設置內花鍵73a。內花鍵73a能夠嵌合於第一軸部45a的第一外花鍵47及第二軸部45b的第二外花鍵48。
As shown in FIG. 1 , inner splines 73 a are provided on the inner peripheral surface of the
於連接狀態下,套筒73的內花鍵73a嵌合於第一軸部45a的第一外花鍵47與第二軸部45b的第二外花鍵48的兩者中。套筒73以連接狀態將第一軸部45a與第二軸部45b連結。於連接狀態下,第一軸部45a、套筒73、及第二軸部45b同步旋轉。於連接狀態下,中間軸45將馬達2的動力傳遞至差動裝置5。
In the connected state, the inner spline 73a of the
於切斷狀態下,套筒73的內花鍵73a與第一軸部45a的第一外花鍵47及第二軸部45b的第二外花鍵48中的任一者分離。即,連接狀態的套筒73於切斷狀態下與第一軸部45a或第二軸部45b的至少一者分離。作為一例,切斷狀態的內花鍵73a僅嵌合於第一外花鍵47,而與第二外花鍵48分離。於該情形時,套筒73與第一軸部45a同步旋轉,但獨立於第二軸部45b而旋轉。再者,切斷狀態的內花鍵73a亦可僅嵌合於第二外花鍵48,而與
第一外花鍵47分離。於切斷狀態下,中間軸45不將馬達2的動力傳遞至差動裝置5。
In the disconnected state, the inner spline 73a of the
基於圖6,對分離機構7的控制方法進行說明。再者,圖6中表示配線的線中,虛線表示訊號線,實線表示電源線。
Based on FIG. 6 , a method of controlling the
致動器70經由訊號線及電源線電性連接於變流器單元8的分離機構控制部82。致動器70根據來自分離機構控制部82的指令而運作。分離機構控制部82藉由控制致動器70,可使分離機構7自連接狀態轉變為切斷狀態、或自切斷狀態轉變為連接狀態。
The
於分離機構7設置位置感測器71與旋轉感測器72。即,驅動裝置1包括:位置感測器71及旋轉感測器72。位置感測器71及旋轉感測器72分別固定於齒輪殼體部62。位置感測器71與旋轉感測器72分別經由訊號線電性連接於變流器單元8的分離機構控制部82。
A
位置感測器71藉由檢測第一磁鐵711的磁通量來測定第一磁鐵711的位置。於本實施形態中,第一磁鐵711固定於撥叉77。更具體而言,第一磁鐵711安裝在固定於撥叉77的磁鐵保持部77b。因此,第一磁鐵711與撥叉77一起沿著軸方向移動。位置感測器71例如於將第一磁鐵711配置於檢測範圍內的情形時,將第一磁鐵711的檢測發送至分離機構控制部82,於配置於檢測範圍外的情形時,停止向分離機構控制部82發送。分離機構控制部82根據利用位置感測器71獲得的第一磁鐵711的檢測結
果,掌握撥叉77及套筒73的實際位置。
The
旋轉感測器72對第二磁鐵(磁鐵)721的磁通量進行檢測。於本實施形態中,第二磁鐵721固定於第二軸部45b的外周面。因此,第二磁鐵721與第二軸部45b一起繞中間軸線J2旋轉。旋轉感測器72將第二磁鐵721的檢測結果發送至分離機構控制部82。分離機構控制部82基於旋轉感測器72對第二磁鐵721的檢測週期,掌握第二軸部45b的轉數。即,旋轉感測器72藉由檢測安裝於第二軸部45b的第二磁鐵721的磁通量來測定第二軸部45b的轉數。
The
繼而,對使分離機構7自切斷狀態轉變為連接狀態時的主控制部81對各部的控制進行說明。
Next, control of each unit by the
再者,此處的車輛的前輪、後輪的任一者由本實施形態的驅動裝置1所驅動,另一者由另行準備的驅動裝置(例如引擎等)所驅動。又,車輛藉由另行準備的驅動裝置而行駛,對於行駛中的車輛,使分離機構7自切斷狀態轉變為連接狀態。因此,於分離機構7的運作前,第二軸部45b旋轉,第一軸部45a停止。
In addition, either one of the front wheel and the rear wheel of the vehicle here is driven by the driving
首先,主控制部81使分離機構控制部82獲得第二軸部45b的轉數。分離機構控制部82自旋轉感測器72獲得第二軸部45b的轉數,並傳遞至主控制部81。
First, the
其次,主控制部81藉由電力供給部83控制馬達2的轉數。藉由主控制部81向電力供給部83發出指令,電力供給部83將來自電池(省略圖示)的電力轉換為三相交流電流並供給至馬
達2。主控制部81藉由使電力供給部83中的三相交流電流的頻率變化而控制馬達2的轉數。主控制部81使馬達2的轉數逐漸上升,藉此使第一軸部45a的轉數接近由旋轉感測器72測定的第二軸部45b。
Next, the
主控制部81於馬達2的轉數上升,第一軸部45a與第二軸部45b的轉數大致一致的情形時,對分離機構控制部82發出指令,使分離機構7運作。更具體而言,自分離機構控制部82向致動器70供給電力,使套筒73移動,而藉由套筒73將第一軸部45a與第二軸部45b連接。
The
繼而,主控制部81使分離機構控制部82獲得套筒73的位置資訊。分離機構控制部82自位置感測器71獲得套筒73的位置資訊,並傳遞至主控制部81。藉此,主控制部81確認向連接狀態的轉變是否結束。根據本控制方法,藉由在使第一軸部45a與第二軸部45b的轉數一致後轉變為連接狀態,可抑制伴隨連接的衝擊,而可進行順利的連接。
Then, the
根據本實施形態,分離機構7設置於中間軸45。中間軸45相對於轉子軸21被減速,旋轉速度慢於轉子軸21。因此,藉由將分離機構7設置於中間軸45,容易控制連接時的旋轉速度的同步。根據本實施形態,可容易地進行第一軸部45a與第二軸部45b的旋轉速度的同步控制,而可提供一種包括能夠實現順利連接的分離機構7的驅動裝置1。
According to the present embodiment, the
根據本實施形態,致動器70的導螺桿75以中心軸線J4
為中心而沿著軸方向延伸。致動器70的中心軸線J4與馬達軸線J1、中間軸線J2、輸出軸線J3平行地延伸。因此,自軸方向觀察驅動裝置1,容易將致動器70重疊配置於馬達2及傳遞機構3,而可減小驅動裝置1於軸方向上的投影面積。根據本實施形態,可實現驅動裝置1的小型化。
According to the present embodiment, the
再者,於本實施形態中,致動器70使作為驅動軸的導螺桿75繞中心軸線J4旋轉。然而,致動器70亦可使驅動軸沿著軸方向運作。於該情形時,作為致動器70的驅動部,可採用螺線管。
In addition, in this embodiment, the
根據本實施形態,主控制部81基於利用旋轉感測器72獲得的第二軸部45b的轉數的測定結果,對分離機構7進行控制。即,主控制部81基於利用旋轉感測器72獲得的第二軸部45b的轉數的測定結果,可計算將第一軸部45a與第二軸部45b連接的時間點,而可將第一軸部45a與第二軸部45b順利地連接。
According to the present embodiment, the
根據本實施形態,主控制部81不僅控制分離機構7,而且亦控制馬達2。因此,主控制部81可經由電力供給部83控制馬達2,使第一軸部45a的轉數接近第二軸部45b的轉數後,藉由分離機構7從切斷狀態轉變為連接狀態。根據本實施形態的分離機構7,與基於車速預測第二軸部45b的轉數的情形等相比,可更準確地掌握第二軸部45b的轉數,因此可準確地進行連接時的同步,而可實現順利的連接。又,分離機構7可容易地進行第一軸部45a與第二軸部45b的同步,而可簡化控制。
According to the present embodiment, the
又,主控制部81亦可使第一軸部45a的轉數自高於第二軸部45b的轉數的狀態接近第二軸部45b的轉數,而使分離機構轉變為切斷狀態。於利用分離機構7將第一軸部45a與第二軸部45b連接時,旋轉能量產生損失。因此,藉由使第一軸部45a的轉數自較第二軸部45b的轉數高若干的狀態轉變為連接狀態,第一軸部45a的轉數因伴隨連接的能量損失而容易與第二軸部45b的轉數一致,而可進行更順利的連接。
In addition, the
<殼體> <shell>
殼體6包括:馬達殼體部60、齒輪殼體部62、壁部63、及變流器殼體部68。齒輪殼體部62、壁部63、及變流器殼體部68中,一部分為與馬達殼體部60一體的構件,另一部分藉由螺栓固定於馬達殼體部60。
The
如圖3所示,馬達殼體部60沿著馬達軸線J1以筒狀延伸。馬達殼體部60向軸方向一側(+Y側)開口。馬達殼體部60的開口被蓋構件613覆蓋。
As shown in FIG. 3 , the
如圖2所示,齒輪殼體部62配置於馬達殼體部60的軸方向另一側(-Y側)。齒輪殼體部62保持軸承3A、軸承3E、及泵部10。軸承3A以能夠旋轉的方式支持轉子軸21的軸方向另一側的端部。軸承3E支持自差動裝置5被傳遞旋轉的輸出軸55。泵部10位於中間軸45的軸方向另一側,伴隨中間軸45的旋轉壓送油O。
As shown in FIG. 2 , the
於齒輪殼體部62設置有收容致動器70的致動器收容部
62a。致動器收容部62a為以中心軸線J4為中心而沿著軸方向延伸的筒狀。致動器收容部62a向軸方向另一側開口。致動器收容部62a的開口被蓋62b覆蓋。
An actuator housing portion for housing the
如圖1所示,壁部63沿著與馬達軸線J1正交的平面延伸。壁部63保持軸承3B、軸承3C、及軸承3D。軸承3B、軸承3C以能夠旋轉的方式支持轉子軸21。軸承3D以能夠旋轉的方式支持中間軸45的軸方向一側(+Y側)的端部。
As shown in FIG. 1 , the
如圖2所示,變流器殼體部68自馬達殼體部60的筒狀部向前方側(-X側)延伸。變流器殼體部68自前側觀察為矩形狀的箱形。變流器殼體部68包括向一方向開口的開口部681。於本實施形態中,變流器殼體部68於車輛前側開口。於變流器殼體部68的開口部681安裝變流器單元8。藉由在變流器殼體部68的開口部681安裝變流器單元,而封堵變流器殼體部68的開口部681。變流器單元8於馬達殼體部60的內部與定子30的線圈31電性連接。
As shown in FIG. 2 , the
於本實施形態中,變流器殼體部68與馬達殼體部60為一體成形的壓鑄組件。因此,與將不同體的變流器殼體部68螺栓固定於馬達殼體部60的情形相比,可抑制馬達2及變流器單元8的振動。結果,可降低由馬達2及變流器單元8的振動引起的驅動裝置1的噪聲。並且,根據本實施形態,可將變流器殼體部68配置於馬達2的附近,而可將驅動裝置1整體小型化,並且縮短將馬達2與變流器單元8相連的配線。
In this embodiment, the
如圖2及圖3所示,於殼體6的外側面設置第一車體固定部64(參照圖3)、第二車體固定部65(參照圖2)、及第三車體固定部67(參照圖3)。第一車體固定部64配置於變流器殼體部68的軸方向一側(+Y側)。第二車體固定部65配置於齒輪殼體部62的軸方向另一側(-Y側)。第三車體固定部67配置於馬達殼體部60的外周面。第一車體固定部64、第二車體固定部65、及第三車體固定部67分別包括多個螺孔601。殼體6藉由插入螺孔601中的螺栓而被固定於車輛的內部空間。
As shown in FIGS. 2 and 3 , a first vehicle body fixing portion 64 (refer to FIG. 3 ), a second vehicle body fixing portion 65 (refer to FIG. 2 ), and a third vehicle body fixing portion are provided on the outer surface of the
根據本實施形態,於驅動裝置1的朝向互不相同的方向的外側面分別設置車體固定部64、車體固定部65、車體固定部67。根據本實施形態的驅動裝置1,可選擇多個車體固定部64、65、67中的任一者固定於車輛。因此,可將驅動裝置1安裝於不同種類的多種車輛。
According to the present embodiment, the vehicle
如圖3所示,殼體6包括:覆蓋輸出軸55的傳動軸保護部66。傳動軸保護部66抑制石塊等異物撞到輸出軸55。
As shown in FIG. 3 , the
<油的路徑> <path of oil>
如圖1所示,於殼體6的內部貯存油O。油O積存於齒輪殼體部62的下部區域。即,於齒輪殼體部62內的下部區域設置蓄油部P。
As shown in FIG. 1 , oil O is stored inside the
於本實施形態中,馬達殼體部60的底部位於較齒輪殼體部62的底部更靠上側的位置。藉由該結構,可將冷卻馬達2後的油O自馬達殼體部60的下部區域容易地回收至齒輪殼體部62
的蓄油部P。油O用於減速裝置4及差動裝置5的潤滑。又,油O用於馬達2的冷卻。油O積存於齒輪殼體部62下部的蓄油部P。油O發揮潤滑油及冷卻油的功能,因此較佳為使用與黏度低的自動變速器用潤滑油(ATF:Automatic Transmission Fluid)同等者。
In this embodiment, the bottom of the
差動裝置5的一部分浸於蓄油部P中。積存於蓄油部P的油O藉由差動裝置5的運作而被揚起。被揚起的油O擴散至齒輪殼體部62內,而被供給至減速裝置4及差動裝置5的各齒輪或軸承。減速裝置4及差動裝置5的潤滑所使用的油O滴下而被位於齒輪殼體部62的下側的蓄油部P回收。
Part of the
油O於設置於殼體6的油路90內循環。油路90為將油O自蓄油部P供給至馬達2的油O的路徑。油路90使油O循環而將馬達2冷卻。油路90為自齒輪殼體部62的下側的蓄油部P起,經由馬達2而再次導向齒輪殼體部62的下側的蓄油部P的油O的路徑。油路90包括:穿過馬達2的內部的第一油路91、及穿過馬達2的外部的第二油路92。油O於第一油路91及第二油路92中,自內部及外部將馬達2冷卻。又,第一油路91與第二油路92共用一部分。
The oil O circulates in the
於第一油路91中,油O藉由泵部10被自蓄油部P吸起,而被導引至轉子20的內部。油O自轉子20向線圈31噴射,將定子30冷卻。將定子30冷卻的油O經由馬達殼體部60的下部區域而移動至齒輪殼體部62的蓄油部P。
In the
於第二油路92中,油O藉由泵部10被自蓄油部P吸起。
油O被汲起至馬達2的上部,自馬達2的上側供給至馬達2。將馬達2冷卻的油O經由馬達殼體部60的下部區域而移動至齒輪殼體部62的蓄油部P。
In the
<泵部> <pump department>
如圖1所示,泵部10為由馬達2以動力驅動的機械泵。即,泵部10的泵機構10a藉由馬達2而旋轉。泵機構10a以中間軸線J2為中心旋轉。泵部10例如為擺線齒輪泵。
As shown in FIG. 1 , the
泵部10連接於中間軸45的第一軸部45a。馬達2的動力經由轉子軸21、第一齒輪41、第二齒輪42、及第一軸部45a傳遞至泵部10。
The
泵部10包括:吸入口及噴出口。與吸入口相連的路徑延伸至蓄油部P。與噴出口相連的路徑分叉為第一油路91及第二油路92。泵部10於吸入口處自蓄油部P吸起油O,於噴出口處將油O壓送至第一油路91及第二油路92。
The
本實施形態的泵部10由馬達2所驅動,因此可於不設置泵驅動用馬達等追加輔機的情況下吸起油O。又,可於不利用傘齒輪等改變中間軸45的旋轉方向的情況下驅動泵部10,因此可使驅動裝置1的尺寸小型化。
Since the
本實施形態的泵部10連接於第一軸部45a。因此,於藉由分離機構7將第一軸部45a與第二軸部45b的連接解除的切斷狀態下,可不將馬達2的動力傳遞至差動裝置5,而僅驅動泵部10。藉此,例如可於啟動前等僅驅動泵部10,而預先使齒輪或軸
承潤滑。
The
<各要素的位置關係> <Positional relationship of each element>
繼而,使用圖4及圖5,對本實施形態中的各要素的位置關係進行說明。 Next, the positional relationship of each element in this embodiment is demonstrated using FIG.4 and FIG.5.
如圖4所示,根據本實施形態,自馬達軸線J1的軸方向觀察,傳遞機構3的差動裝置5的一部分與變流器殼體部68重疊。藉此,可將差動裝置5靠近變流器單元8配置,而可使驅動裝置1整體小型化。
As shown in FIG. 4 , according to the present embodiment, a part of the
根據本實施形態,自馬達軸線J1的軸方向觀察,馬達2與差動裝置5互相重疊。藉此,可將馬達2與差動裝置5鄰近配置,而可使驅動裝置1整體小型化。
According to the present embodiment, the
根據本實施形態,自馬達軸線J1的軸方向觀察,傳遞機構3的減速裝置4的一部分與變流器殼體部68重疊。藉此,可將減速裝置4靠近變流器單元8配置,而可使驅動裝置1整體小型化。
According to the present embodiment, a part of the
如圖5所示,根據本實施形態,變流器殼體部68為包括向一方向開口的開口部681的矩形狀的箱型。又,自與馬達軸線J1的軸方向正交的方向觀察,變流器殼體部68與差動裝置5的一部分重疊。變流器殼體部68中與差動裝置5的一部分重疊的部位相較於變流器殼體部68的其他部位,位於變流器殼體部68開口的方向。藉此,可將差動裝置5與變流器鄰近配置,而可使驅動裝置1整體小型化。
As shown in FIG. 5 , according to the present embodiment, the
根據本實施形態,差動裝置5包括:與減速裝置4的第三齒輪43咬合的環齒輪51、及外形小於環齒輪51的差速器箱52。如圖5所示,自與馬達軸線J1的軸方向正交的方向觀察,變流器殼體部68與差速器箱52重疊。變流器殼體部68中與差動裝置5的一部分重疊的部位682相較於變流器殼體部68的其他部位,位於變流器殼體部68開口的方向、即開口部681側。藉此,可將差動裝置5與變流器單元8鄰近配置,而可使驅動裝置1整體小型化。尤其是根據該結構,藉由使用以收容差速器箱52的部位進入作為變流器單元8的配置空間的變流器殼體部68的形狀的矩形的一部分而非矩形,可將變流器單元8與差動裝置5更近地配置。藉此,可使驅動裝置1整體小型化。
According to the present embodiment, the
以上,已對本發明的實施形態進行了說明,但實施形態中的各結構及這些的組合等為一例,可於不脫離本發明的主旨的範圍內進行結構的附加、省略、置換及其他變更。又,本發明並不受實施形態所限定。 The embodiments of the present invention have been described above, but the respective structures and combinations thereof in the embodiments are examples, and additions, omissions, substitutions, and other changes of structures can be made without departing from the gist of the present invention. In addition, this invention is not limited to embodiment.
例如,於上述實施形態中,已對致動器70藉由滾珠螺桿機構驅動套筒73的結構進行了說明。然而,致動器70至套筒73的動力傳遞的路徑並不限定於實施形態。
For example, in the above embodiment, the structure in which the
2:馬達 2: motor
7:分離機構 7: Separation mechanism
8:變流器單元(變流器) 8: Converter unit (converter)
42:第二齒輪 42: second gear
43:第三齒輪 43: Third gear
45:中間軸 45: intermediate shaft
45a:第一軸部 45a: first shaft part
45b:第二軸部 45b: second shaft part
51:環齒輪 51: ring gear
62:齒輪殼體部 62: Gear housing part
70:致動器 70: Actuator
71:位置感測器 71: Position sensor
72:旋轉感測器 72: Rotation sensor
73:套筒(中繼構件) 73: Sleeve (relay component)
73b:凹溝槽 73b: concave groove
74:導柱 74: Guide pillar
75:導螺桿(驅動軸) 75: Lead screw (drive shaft)
76:滑動螺帽 76:Sliding Nut
77:撥叉 77: Shift fork
77b:磁鐵保持部 77b: magnet holding part
81:主控制部(控制部) 81: Main control department (control department)
82:分離機構控制部 82: Separation Mechanism Control Department
83:電力供給部 83: Power supply department
701:驅動馬達 701: drive motor
711:第一磁鐵 711: The first magnet
721:第二磁鐵(磁鐵) 721: second magnet (magnet)
J2:中間軸線(第二軸線) J2: Intermediate axis (second axis)
J3:輸出軸線(第三軸線) J3: output axis (third axis)
J4:中心軸線 J4: central axis
J5:導引軸線 J5: Guide axis
X、Y、Z:軸 X, Y, Z: axes
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