專利名稱：電動汽車用變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電動機行駛的電動汽車的變速裝置。
背景技術(shù)：
電動汽車使用被儲蓄在蓄電池中的電力來驅(qū)動電動機進(jìn)行行駛。電動機的轉(zhuǎn)速為零時可產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩，因為轉(zhuǎn)速范圍大，因此電動汽車不一定需要變速裝置。電動機的輸出特性如圖12所示，在達(dá)到電動機的最高旋轉(zhuǎn)速度的1/2左右之前具有恒定的輸出轉(zhuǎn)矩。為了增大該恒定的輸出轉(zhuǎn)矩，需要使電動機大型化，但是，通過設(shè)置二級變速那樣的變速裝置，不需要使電動機大型化就可實現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)矩的增大。這里，作為電動汽車用的變速裝置的例子，有專利文獻(xiàn)1、2所示的變速裝置。專利文獻(xiàn)1 日本特開平8-49765號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-30430號公報專利文獻(xiàn)1公開了這樣一種電動汽車用的帶有停車鎖定機構(gòu)的變速裝置，其轉(zhuǎn)用內(nèi)燃機搭載車輛所使用的手動變速裝置，并附加停車鎖定機構(gòu)。專利文獻(xiàn)2公開了這樣一種變速裝置，其具有行星齒輪機構(gòu)，該行星齒輪機構(gòu)包括與輸入軸連接的恒星齒輪、配置在恒星齒輪外側(cè)的內(nèi)齒輪、以及旋轉(zhuǎn)自如地安裝在與輸出軸連接的行星支架上并與恒星齒輪及內(nèi)齒輪嚙合的小齒輪；變速離合器，該變速離合器設(shè)在輸入軸與內(nèi)齒輪之間，可切換成將輸入軸與內(nèi)齒輪連接的連接狀態(tài)和釋放連接的釋放狀態(tài)；摩擦零件，該摩擦零件與輸入軸連接并一體旋轉(zhuǎn)；以及雙向離合器，該雙向離合器裝入內(nèi)齒輪與殼體之間，允許內(nèi)齒輪向與摩擦零件的旋轉(zhuǎn)相同的方向旋轉(zhuǎn)，或阻止摩擦零件的旋轉(zhuǎn)和內(nèi)齒輪向旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)。發(fā)明所要解決的課題在專利文獻(xiàn)1所列舉的、轉(zhuǎn)用了內(nèi)燃機搭載車輛所使用的手動變速裝置的電動汽車用變速裝置中，往往存在拉長內(nèi)燃機搭載車輛用的平行雙軸式手動變速裝置的齒輪的間隔并做成二級或三級變速的結(jié)構(gòu)、或省略了離合器的結(jié)構(gòu)。這種變速裝置，由于通過齒輪的嚙合來傳遞動力，因此常常不能避免動力損失的發(fā)生，而且，因為是雙軸式，故變速裝置的結(jié)構(gòu)大型化、復(fù)雜化。另外，如專利文獻(xiàn)2所述，提出了一種比轉(zhuǎn)用了內(nèi)燃機搭載車輛用的變速裝置的電動汽車用變速裝置小型的、將輸入軸和輸出軸配置在同一直線上的二級變速電動汽車用變速裝置。這種變速裝置利用離合器和行星齒輪機構(gòu)，將允許或阻止內(nèi)齒輪的正反旋轉(zhuǎn)的雙向離合器裝入行星齒輪機構(gòu)中，從而可進(jìn)行電動機正轉(zhuǎn)所帶來的前進(jìn)和反轉(zhuǎn)所帶來的后退。而且，在以第一速作下坡行駛時，由于雙向離合器被釋放而處于空檔狀態(tài)，因此，電動汽車有失控的危險。同樣，在以第一速制動時，如果不強制性變速到第二速，則有電動機的能量無法再生的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述的以往技術(shù)的問題而做成，其目的在于提供一種小型且動力損失小、在制動時即使不強制性變速到第二速也可進(jìn)行能量再生的電動汽車用變速裝置。用于解決課題的手段本發(fā)明利用電動汽車用變速裝置來解決上述問題，該電動汽車用變速裝置是二級變速的電動汽車用變速裝置，具有操作變速的叉形桿、同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，與電動機連接的輸入軸和與車輪連接的輸出軸配置在同一直線上并收容在殼體中，在所述殼體內(nèi)部，從所述輸入軸至輸出軸依次配設(shè)有所述同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，所述同步機構(gòu)的套筒與所述叉形桿連接，與該套筒花鍵嵌合的輪轂不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述輸入軸外周的殼體上，錐形部與所述離合器機構(gòu)的離合器鼓連接，所述離合器機構(gòu)可切換成將所述輸入軸和離合器鼓連接的連接狀態(tài)和釋放的釋放狀態(tài)，所述行星齒輪機構(gòu)是單齒輪式，所述輸入軸與恒星齒輪連接，內(nèi)齒輪與所述離合器鼓連接，行星支架與所述輸出軸連接，在所述同步機構(gòu)連接時，所述離合器機構(gòu)被釋放，在所述同步機構(gòu)釋放時，所述離合器機構(gòu)被連接。另外，如技術(shù)方案2那樣，一種電動汽車用變速裝置，是二級變速的電動汽車用變速裝置，具有操作變速的叉形桿、同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，與電動機連接的輸入軸和與車輪連接的輸出軸配置在同一直線上并收容在殼體中，在所述殼體內(nèi)部，從所述輸入軸至輸出軸依次配設(shè)有所述同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，所述同步機構(gòu)的套筒與所述叉形桿連接，與該套筒花鍵嵌合的輪轂不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述輸入軸外周的殼體上，錐形部與所述離合器機構(gòu)的離合器鼓連接，所述離合器機構(gòu)可切換成將所述輸入軸和離合器鼓連接的連接狀態(tài)和釋放的釋放狀態(tài)，所述行星齒輪機構(gòu)是雙齒輪式，所述輸入軸與恒星齒輪連接，所述行星支架與所述離合器鼓連接，所述內(nèi)齒輪與所述輸出軸連接，在所述同步機構(gòu)連接時，所述離合器機構(gòu)被釋放，在所述同步機構(gòu)釋放時，所述離合器機構(gòu)被連接。另外，如技術(shù)方案3那樣，在技術(shù)方案1或2的發(fā)明中，最好構(gòu)成為叉形桿和套筒由撥叉連接，叉形桿與撥叉之間配設(shè)有螺旋彈簧，在操作叉形桿時，螺旋彈簧被壓縮，撥叉利用螺旋彈簧的反彈力被推進(jìn)。另外，如技術(shù)方案4那樣，在技術(shù)方案1或2的發(fā)明中，較佳的結(jié)構(gòu)是潤滑油揚起齒輪以浸在注入到所述殼體內(nèi)部的潤滑油中的狀態(tài)設(shè)在所述輸出軸上，在該輸出軸旋轉(zhuǎn)時，潤滑油被所述潤滑油揚起齒輪揚起。另外，如技術(shù)方案5那樣，在技術(shù)方案1的發(fā)明中，較佳的結(jié)構(gòu)是所述停車鎖定齒輪不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述叉形桿上，停車時，所述停車鎖定齒輪與設(shè)在所述輸出軸上的停車齒輪嚙合。另外，如技術(shù)方案6那樣，在技術(shù)方案2的發(fā)明中，較佳的結(jié)構(gòu)是所述停車鎖定齒輪不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述叉形桿上，停車時，所述停車鎖定齒輪與設(shè)在所述內(nèi)齒輪上的停車齒輪嚙合。此外，如技術(shù)方案7那樣，也可做成這樣的結(jié)構(gòu)停車齒輪兼作潤滑油揚起齒輪。
另外，如技術(shù)方案8那樣，在技術(shù)方案5或6的發(fā)明中，最好做成這樣的結(jié)構(gòu)在所述叉形桿與停車鎖定齒輪之間配設(shè)有螺旋彈簧，所述停車鎖定齒輪和停車齒輪的齒面被倒角加工。另外，如技術(shù)方案9那樣，在技術(shù)方案4的發(fā)明中，較佳的結(jié)構(gòu)是所述殼體上部的內(nèi)壁具有從所述輸出軸側(cè)向輸入軸側(cè)傾斜的斜面，在具有插通所述輸入軸及輸出軸的插通孔的殼體側(cè)面的內(nèi)壁設(shè)有將所述插通孔作為底部的V字狀的肋，在所述殼體、同步機構(gòu)的輪轂及輸出軸上設(shè)有孔，以使?jié)櫥涂山胨鐾綑C構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)。另外，如技術(shù)方案10那樣，在權(quán)利要求1或2的發(fā)明中，最好做成這樣的結(jié)構(gòu)被電子控制成電動機只在第一速時可反轉(zhuǎn)。發(fā)明的效果采用技術(shù)方案1的發(fā)明，由于輸入軸與輸出軸配置在同一直線上，因此與轉(zhuǎn)用了內(nèi)燃機搭載車輛的變速裝置的變速裝置相比，可將變速裝置小型化。另外，在第一速時，由于同步機構(gòu)處于連接狀態(tài)、離合器機構(gòu)處于釋放狀態(tài)，因此，離合器鼓及內(nèi)齒輪被固定成不能旋轉(zhuǎn)。因此，從輸入軸傳來的轉(zhuǎn)矩從恒星齒輪通過小齒輪、行星支架被減速并傳遞到輸出軸。此時，由于利用行星齒輪機構(gòu)將轉(zhuǎn)矩減速并傳遞，因此產(chǎn)生齒輪嚙合傳遞所帶來的動力損失。另一方面，在第二速時，同步機構(gòu)處于釋放狀態(tài)、離合器機構(gòu)處于連接狀態(tài)，輸入軸的旋轉(zhuǎn)以相同速度向相同方向傳遞到恒星齒輪及內(nèi)齒輪。于是，由恒星齒輪和內(nèi)齒輪夾持的小齒輪及與行星支架相連接的輸出軸，以與輸入軸的旋轉(zhuǎn)相同的速度向相同的方向旋轉(zhuǎn)。即，輸入軸與輸出軸處于直接連接狀態(tài)，可避免齒輪嚙合傳遞所帶來的動力損失。另外，在以第一速制動時，由于行星齒輪機構(gòu)的內(nèi)齒輪被同步機構(gòu)固定成不能旋轉(zhuǎn)，因此，輸出軸的旋轉(zhuǎn)從小齒輪傳遞到輸入軸的恒星齒輪。于是，在以第一速制動時，也無需強制性地變速到第二速就可實現(xiàn)能量再生。根據(jù)技術(shù)方案2，也可獲得與技術(shù)方案1的發(fā)明相同的作用和效果。采用技術(shù)方案3，由于叉形桿與套筒由撥叉連接，在叉形桿與撥叉之間配設(shè)有螺旋彈簧，因此，在從第二速向第一速進(jìn)行變速時，若對叉形桿進(jìn)行操作，則螺旋彈簧被壓縮，利用壓縮后的螺旋彈簧的反彈力來推進(jìn)同步機構(gòu)的套筒、輪轂和鍵。所以，在離合器鼓利用同步器鎖止環(huán)與錐形部的摩擦進(jìn)行制動時，套筒的花鍵部就與設(shè)在同步器鎖止環(huán)及離合器鼓上的花鍵部自動嵌合，同步機構(gòu)成為連接狀態(tài)。若做成這種結(jié)構(gòu)，即使在用侍服電動機等將變速自動化的自動變速的情況下，也可應(yīng)用本發(fā)明。采用技術(shù)方案4，由于潤滑油揚起齒輪以浸在注入殼體內(nèi)部的潤滑油中的狀態(tài)設(shè)在輸出軸上，因此，在輸出軸旋轉(zhuǎn)時，潤滑油被潤滑油揚起齒輪揚起，利用飛散的潤滑油來潤滑同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)。于是，無需設(shè)置用于供給潤滑油的泵就可提高潤滑性能。也就是說，可避免設(shè)置泵所帶來的動力損失及裝置的大型化。并且，采用技術(shù)方案5，由于固定成不能旋轉(zhuǎn)的停車鎖定齒輪在停車時與設(shè)在輸出軸上的停車齒輪相嚙合，因此能可靠地將輸出軸的旋轉(zhuǎn)固定下來。另外，采用技術(shù)方案6，由于固定成不能旋轉(zhuǎn)的停車鎖定齒輪在停車時與設(shè)在內(nèi)齒輪上的停車齒輪相嚙合，因此能可靠地將內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)固定下來。另外，通過做成停車齒輪兼作潤滑油揚起齒輪的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)進(jìn)一步的小型化。另外，采用技術(shù)方案8，由于在叉形桿與停車鎖定齒輪之間配設(shè)有螺旋彈簧，因此，即使在行駛時誤將叉形桿操作到停車鎖定的方向，由于彈簧收縮，停車鎖定齒輪也不會急速地移動。另外，通過對停車鎖定齒輪和停車齒輪的齒面實施倒角加工，即使在停車鎖定齒輪移動、與停車齒輪接觸的情況下，停車鎖定齒輪也被旋轉(zhuǎn)的停車齒輪推回，由此，可防止急速的停車齒輪的咬入所帶來的急剎車和變速裝置的故障。采用技術(shù)方案9，由于殼體上部的內(nèi)壁具有從輸出軸側(cè)向輸入軸側(cè)傾斜的斜面，在具有插通輸入軸及輸出軸的插通孔的殼體側(cè)面的內(nèi)壁設(shè)有將插通孔作為底部的V字狀的肋，因此，可將由潤滑油揚起齒輪揚起的潤滑油收集在底部，此外，由于所收集的潤滑油通過設(shè)在殼體、同步機構(gòu)的輪轂及輸出軸上的可浸入潤滑油的孔而浸入各種機構(gòu)的內(nèi)部，因此，能可靠地潤滑各種機構(gòu)。采用技術(shù)方案10，由于被電子控制成電動機只在第一速時可反轉(zhuǎn)，因此，可防止汽車后退時超速所帶來的事故。


圖1是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明的第2實施形態(tài)的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。圖3是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的停車時的縱剖視圖。圖4是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的第一速時的縱剖視圖。圖5是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的第二速時的縱剖視圖。圖6是沿圖3中6-6線方向的剖視圖。圖7是沿圖3中7-7線方向的剖視圖。圖8是沿圖3中8-8線方向的剖視圖。圖9是本發(fā)明的第2實施形態(tài)的停車時的縱剖視圖。圖10是本發(fā)明的第2實施形態(tài)的第一速時的縱剖視圖。圖11是本發(fā)明的第2實施形態(tài)的第二速時的縱剖視圖。圖12是表示電動機輸出特性的曲線圖。符號說明
10第1實施形態(tài)的變速裝置
IOa第2實施形態(tài)的變速裝置
12電動機
14輸入軸
16輸出軸
20同步機構(gòu)
22撥叉
23套筒
28輪轂
30離合器機構(gòu)
36離合器鼓
40行星齒輪機構(gòu)
41恒星齒輪
46內(nèi)齒輪
48行星支架
52殼體
53停車齒輪(潤滑油擴(kuò)散齒輪)
56輸出軸側(cè)潤滑油導(dǎo)向用肋
58輸入軸側(cè)潤滑油導(dǎo)向用肋
62叉形桿
64螺旋彈簧
66螺旋彈簧
68停車鎖定齒輪
具體實施例方式參照圖1 9來說明本發(fā)明的實施形態(tài)。但是，本發(fā)明并不限于該實施形態(tài)。另外，下面，有時將電動汽車用變速裝置只稱作“變速裝置”。圖1是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，變速裝置10具有電動機12、與電動機12連接的輸入軸14、以及與未圖示的車輪連接的輸出軸16，并且從輸入軸14至輸出軸16依次配設(shè)有同步機構(gòu)20、離合器機構(gòu)30和行星齒輪機構(gòu)40。另外，變速裝置10的行星齒輪機構(gòu)40是單齒輪式行星齒輪機構(gòu)。另外，離合器機構(gòu)30是濕式多板離合器，但只要是板式離合器，并不限于此。同步機構(gòu)20的輪轂觀不能旋轉(zhuǎn)地固定在輸入軸14外周的殼體52上，在離合器鼓36上連接有錐形部36b。另外，離合器鼓36與行星齒輪機構(gòu)40的內(nèi)齒輪46連接，行星支架48與輸出軸16連接。變速裝置10的輸入軸、輸出軸、同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)在停車時、低速時、高速時及后退時的相互關(guān)系如以下的表1所示。表權(quán)利要求
1.一種電動汽車用變速裝置，是二級變速的電動汽車用變速裝置，具有操作變速的叉形桿、同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，與電動機連接的輸入軸和與車輪連接的輸出軸配置在同一直線上并收容在殼體中，該電動汽車用變速裝置的特征在于，在所述殼體內(nèi)部，從所述輸入軸至輸出軸依次配設(shè)有所述同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，所述同步機構(gòu)的套筒與所述叉形桿連接，與該套筒花鍵嵌合的輪轂不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述輸入軸外周的殼體上，錐形部與所述離合器機構(gòu)的離合器鼓連接，所述離合器機構(gòu)可切換成將所述輸入軸和離合器鼓連接的連接狀態(tài)和釋放的釋放狀態(tài)，所述行星齒輪機構(gòu)是單齒輪式，所述輸入軸與恒星齒輪連接，內(nèi)齒輪與所述離合器鼓連接，行星支架與所述輸出軸連接，在所述同步機構(gòu)連接時，所述離合器機構(gòu)被釋放，在所述同步機構(gòu)釋放時，所述離合器機構(gòu)被連接。
2.一種電動汽車用變速裝置，是二級變速的電動汽車用變速裝置，具有操作變速的叉形桿、同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，與電動機連接的輸入軸和與車輪連接的輸出軸配置在同一直線上并收容在殼體中，該電動汽車用變速裝置的特征在于，在所述殼體內(nèi)部，從所述輸入軸至輸出軸依次配設(shè)有所述同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，所述同步機構(gòu)的套筒與所述叉形桿連接，與該套筒花鍵嵌合的輪轂不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述輸入軸外周的殼體上，錐形部與所述離合器機構(gòu)的離合器鼓連接，所述離合器機構(gòu)可切換成將所述輸入軸和離合器鼓連接的連接狀態(tài)和釋放的釋放狀態(tài)，所述行星齒輪機構(gòu)是雙齒輪式，所述輸入軸與恒星齒輪連接，所述行星支架與所述離合器鼓連接，所述內(nèi)齒輪與所述輸出軸連接，在所述同步機構(gòu)連接時，所述離合器機構(gòu)被釋放，在所述同步機構(gòu)釋放時，所述離合器機構(gòu)被連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，所述叉形桿和套筒由撥叉連接，該叉形桿與撥叉之間配設(shè)有螺旋彈簧，在操作該叉形桿時所述螺旋彈簧被壓縮，所述撥叉利用該螺旋彈簧的反彈力被推進(jìn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，潤滑油揚起齒輪以浸在注入到所述殼體內(nèi)部的潤滑油中的狀態(tài)設(shè)在所述輸出軸上，在該輸出軸旋轉(zhuǎn)時，潤滑油被所述潤滑油揚起齒輪揚起。
5.如權(quán)利要求1所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，所述停車鎖定齒輪不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述叉形桿上，停車時，所述停車鎖定齒輪與設(shè)在所述輸出軸上的停車齒輪嚙合。
6.如權(quán)利要求2所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，所述停車鎖定齒輪不能旋轉(zhuǎn)地固定在所述叉形桿上，停車時，所述停車鎖定齒輪與設(shè)在所述內(nèi)齒輪上的停車齒輪嚙合。
7.如權(quán)利要求1或2所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，所述停車齒輪兼作所述潤滑油揚起齒輪。
8.如權(quán)利要求5或6所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，在所述叉形桿與停車鎖定齒輪之間配設(shè)有螺旋彈簧，所述停車鎖定齒輪和停車齒輪的齒面被倒角加工。
9.如權(quán)利要求4所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，所述殼體上部的內(nèi)壁具有從所述輸出軸側(cè)向輸入軸側(cè)傾斜的斜面，在具有插通所述輸入軸及輸出軸的插通孔的殼體側(cè)面的內(nèi)壁設(shè)有將所述插通孔作為底部的V字狀的肋，在所述殼體、同步機構(gòu)的輪轂及輸出軸上設(shè)有孔，以使?jié)櫥涂山胨鐾綑C構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的電動汽車用變速裝置，其特征在于，被電子控制成電動機只在第一速時可反轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種電動汽車用變速裝置，具有叉形桿、同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，與電動機連接的輸入軸和與車輪連接的輸出軸配置在同一直線上，殼體內(nèi)部依次配設(shè)有所述同步機構(gòu)、離合器機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)，同步機構(gòu)的套筒與叉形桿連接，與該套筒花鍵嵌合的輪轂不能旋轉(zhuǎn)地固定在輸入軸外周的殼體上，錐形部與離合器機構(gòu)的離合器鼓連接，離合器機構(gòu)可切換成將所述輸入軸和離合器鼓連接的連接狀態(tài)和釋放的釋放狀態(tài)，輸入軸與恒星齒輪連接，內(nèi)齒輪與離合器鼓連接，行星支架與輸出軸連接，在同步機構(gòu)連接時，離合器機構(gòu)被釋放，在同步機構(gòu)釋放時，離合器機構(gòu)被連接。該電動汽車用變速裝置結(jié)構(gòu)小型，動力損失小，在制動時即使不強制性變速到第二速也可能量重現(xiàn)。
文檔編號F16H57/04GK102562971SQ201110382698
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者北林永有 申請人:上海達(dá)耐時汽車配件有限公司