CN100451386C - 行星齿轮装置 - Google Patents

Abstract

在转向柱上设置的现有的传递比可变机构由于需要螺旋缆绳，因此需要多余的空间，并且存在产生因缆绳的断线等造成的不良情况之患。安装在转向柱(13)上的外壳(21)在同一轴线上支承操纵轴(11)和输出轴(22)并确保其能够旋转，在这些操纵轴和输出轴的对置端部形成有齿数稍微不同的第一和第二恒星齿轮(45、46)，与这些第一和第二恒星齿轮啮合的第一和第二行星齿轮(53、54)被行星齿轮架(47)支承，并且，沿与操纵轴和输出轴的旋转轴线呈直角的方向设置在所述外壳上的马达(43)使跟与行星齿轮架旋转连结的蜗轮(57)啮合的蜗杆轴(58)旋转。由此，能够废弃螺旋缆绳，并且能够获得节省空间的传递比可变操舵装置(10)。

Description

行星齿轮装置

技术领域

本发明涉及用于自动变速机等的行星齿轮装置，特别是涉及具有窄齿轮和宽齿轮的双齿轮式行星齿轮装置中的行星齿轮架的改良。

背景技术

通常，在汽车的自动变速机中，采用所谓的腊文瑙式的双齿轮式行星齿轮装置。如特开平10-169728号公报记载所述，该行星齿轮装置的主要包括：可相对旋转地分别支承在输入轴上的第一和第二恒星齿轮；与第一恒星齿轮啮合，并且配置在同一圆周上的多个窄齿轮；与该窄齿轮和所述第二恒星齿轮啮合，并且配置在同一圆周上的多个宽齿轮；与该宽齿轮啮合的齿圈；和分别支承所述窄齿轮和宽齿轮并确保其能够旋转的行星齿轮架。

然而，如图7所示，在这种双齿轮式行星齿轮装置中采用的现有的行星齿轮架100包括第一行星齿轮架本体106和第二行星齿轮架本体108这2个构件，所述第一行星齿轮架本体106呈有底圆筒状，且具有对支承轴103、104的各一端进行支承的凸缘部105，所述支承轴103、104分别支承窄齿轮101和宽齿轮102并确保其能够旋转，所述第二行星齿轮架本体108具有沿轴向离开该第一行星齿轮架106的凸缘部105规定距离，并对所述支承轴103、104的各另一端进行支承的凸缘部107。而且，第二行星齿轮架本体108的凸缘部107通过沿轴向延伸的圆周上多个桥部109与在第一行星齿轮架本体106的凸缘部105上形成的桥连接部110卡合，并通过焊接W0而一体接合。

所述图7所示的双齿轮式行星齿轮装置中，由于受到齿轮比和滚针容量的限制而确定行星齿轮的尺寸，因此第二行星齿轮架本体108的桥部109的轴向长度变长，而且，因宽齿轮102的存在而不能采用箱式结构的桥部109，并且其半径方向空间也受到限制，因此存在不能增大半径方向的壁厚的限制。除此之外，在圆周上具有4组窄齿轮101和宽齿轮102的行星齿轮装置中，由于用于通过桥部109的圆周方向的空间也受到限制，因此更加难以充分确保桥部109的强度，存在行星齿轮架100的扭转刚性降低之患。

特别是在这种行星齿轮装置中，各齿轮的齿大多采用斜齿，因此啮合时的反力所引起的扭转力矩作用在支承窄齿轮101和宽齿轮102的行星齿轮架100上。因此，如果行星齿轮架100的刚性不足，则行星齿轮架100产生变形，齿轮不能恰当地啮合，因此存在产生如下问题之患：齿轮的耐久性降低，产生齿轮噪声等。

发明内容

本发明正是鉴于所述问题而作出的，其目的在于提供一种提高了行星齿轮架刚性的行星齿轮装置。

第一发明提供一种行星齿轮装置，其是具有可相对旋转地被分别支承的第一和第二恒星齿轮、与所述第一恒星齿轮啮合的圆周上多个窄齿轮、分别与所述第二恒星齿轮和所述窄齿轮啮合的圆周上多个宽齿轮、与所述宽齿轮啮合的齿圈、分别支承所述窄齿轮和宽齿轮并确保其能够旋转的行星齿轮架的双齿轮式行星齿轮装置，其特征在于，所述行星齿轮架至少具有：第一凸缘部，其支承所述窄齿轮和所述宽齿轮的各一端侧；圆筒部，其与该第一凸缘部连接，并在整周上覆盖所述窄齿轮和所述宽齿轮啮合的双齿轮部的外周侧；第二凸缘部，其支承所述宽齿轮的另一端侧；多个桥部，其从该第二凸缘部朝向所述窄齿轮延伸，并且支承所述窄齿轮的另一端侧。

根据第一发明，由于通过与第一凸缘部连接并在整周上覆盖窄齿轮和宽齿轮啮合的双齿轮部的外周侧的圆筒部、和从第二凸缘部朝向窄齿轮延伸的多个桥部构成了箱式结构，因此能够缩短各桥部的轴向长度，而且不必如现有那样通过窄齿轮周围的有限空间，因此能够确保充分的截面积，能够大幅增加桥部的扭转刚性、进而增加行星齿轮架的扭转刚性。

第二发明为与第一发明相关的行星齿轮装置，其特征在于，具有由所述第一凸缘部和所述圆筒部构成的第一行星齿轮架本体、及由所述第二凸缘部和所述多个桥部构成的第二行星齿轮架本体，并且所述圆筒部和所述多个桥部经由环状的突起部接合。

根据第二发明，由于构成所述第一行星齿轮架本体的圆筒部和构成所述第二行星齿轮架本体的多个桥部经由环状的突起部接合，因此除了所述第一发明的效果之外，还能够主要利用压力加工来成形行星齿轮架的各构成构件，从而降低加工成本。

第三发明为与第二发明相关的行星齿轮装置，其特征在于，所述环状的突起部从所述齿圈的内径向内径侧延伸设置，且在与所述宽齿轮对应的圆周上多个部位的角度位置具有圆弧状的切口。

根据第三发明，由于所述环状的突起部从齿圈的内径向内径侧延伸设置，且在与宽齿轮对应的圆周上多个部位的角度位置上具有圆弧状的切口，从而能够尽可能抑制行星齿轮架的径的增大，有助于装置整体的小型化。

第四发明为与第二发明相关的行星齿轮装置，其特征在于，所述圆筒部和所述环状的突起部、及所述环状的突起部和所述多个桥部分别通过焊接进行接合，并且所述环状的突起部和所述多个桥部的焊接通过在所述第一凸缘部与所述多个桥部对应地形成的窗进行。

根据第四发明，由于所述环状的突起部和多个桥部的焊接通过在第一凸缘部与多个桥部对应地形成的窗进行，因此容易进行行星齿轮架内部的焊接。

第五发明为与第四发明相关的行星齿轮装置，其特征在于，所述圆筒部和所述环状的突起部、及所述环状的突起部和所述多个桥部分别通过单方向的焊接进行接合。

根据第五发明，由于所述圆筒部和环状的突起部、及环状的突起部和多个桥部能够分别通过单方向的焊接进行接合，因此能够通过一次焊接工序组装行星齿轮架。

第六发明为与第一发明或第二发明相关的行星齿轮装置，其特征在于，在所述圆筒部的外周面构成有能够配置摩擦板的花键槽。

根据第六发明，由于在所述圆筒部的外周面构成有能够配置摩擦板的花键槽，因此能够使轮毂部与行星齿轮架构件实现共用化，从而能够简化自动变速机的离合器机构或制动器机构的结构，能够实现小型化。

第七发明为与第二发明或第六发明相关的行星齿轮装置，其特征在于，所述环状的突起部在其外周侧具有沿轴向延伸设置的轮毂部，并且在所述轮毂部的外周面构成有能够配置摩擦板的花键槽。

根据第七发明，由于在所述环状的突起部的外周侧所具有的轮毂部的外周面构成有能够配置摩擦板的花键槽，因此能够形成自动变速机的离合器机构或制动器机构的结构，从而能够连结行星齿轮架和自动变速机的规定的旋转单元，或者能够相对壳体卡止。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的双齿轮式行星齿轮装置的截面图。

图2是沿图1的A-A线切断的截面图。

图3是沿图1的B-B线切断的截面图。

图4是沿图1的C-C线切断的截面图。

图5是本发明的实施方式的行星齿轮架的分解图。

图6是表示图5的行星齿轮架的组装顺序的立体图。

图7是表示现有的双齿轮式行星齿轮装置的行星齿轮架的一例的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1表示将第一和第二两组行星齿轮11、12组合后的双齿轮式行星齿轮装置10的整体，图2、图3和图4表示沿图1的A-A线、B-B线和C-C线分别切断的各部截面图。行星齿轮装置10主要包括：能够旋转地支承在省略图示的壳体上的输入轴13；能够相对旋转地分别支承在该输入轴13上的第一和第二恒星齿轮15、16；与第一恒星齿轮15啮合的圆周上多个窄齿轮17；与这些窄齿轮17和所述第二恒星齿轮16啮合的圆周上多个宽齿轮18；与宽齿轮18啮合的齿圈19；分别支承所述窄齿轮17和宽齿轮18并确保其能够旋转的行星齿轮架20。

所述输入轴13被省略图示的发动机驱动旋转，在该输入轴13上支承有与第一恒星齿轮15一体形成的第一中空轴23并确保其能够旋转。在第一中空轴23上支承有与第二恒星齿轮16一体形成的第二2中空轴24并确保其能够旋转。第一恒星齿轮15和第二恒星齿轮16沿轴向并列设置而配置，第二恒星齿轮16形成为比第一恒星齿轮15稍微大径。

在圆周上等角度间隔的4个窄齿轮轴25被所述行星齿轮架20支承两端，窄齿轮17分别被这些窄齿轮轴25支承并能够旋转。窄齿轮17与所述第一恒星齿轮15啮合。另外，在圆周上等角度间隔的4个宽齿轮轴26被行星齿轮架20支承两端，宽齿轮18分别被这些宽齿轮轴26支承并能够旋转。图1的宽齿轮18的右半部分别与所述第二恒星齿轮16和齿圈19啮合，另外，左半部与所述窄齿轮17啮合。

接着，参照图5的分解图和图6的组装立体图，说明所述行星齿轮架20的具体结构。本实施方式中，为了能够主要通过压力加工而成形，表示了行星齿轮架20由3个结构构件(零件)构成的例。即，行星齿轮架20主要划分为具有对所述窄齿轮轴25和宽齿轮轴26的各一端侧进行支承的圆板状的第一凸缘部31的第一行星齿轮架本体32、和具有对所述宽齿轮轴26的另一端侧进行支承的圆板状的第二凸缘部33的第二行星齿轮架本体34，在该第二行星齿轮架本体34形成的圆筒支承部28支承在与所述第二恒星齿轮16一体形成的第二中空轴24上并能够旋转。

另外，第一行星齿轮架本体32由形成有所述第一凸缘部31的行星齿轮架构件35、和形成有后述环状的突起部36的轮毂构件37这两个构件构成。这样，就由3个零件构成的行星齿轮架20而言，第一行星齿轮架本体32的行星齿轮架构件35和轮毂构件37如后所述通过焊接W1相互接合，并且所述轮毂构件37的环状的突起部36和所述第二行星齿轮架本体34如后所述通过焊接W1相互接合，从而构成箱式结构的行星齿轮架20。

构成所述第一行星齿轮架本体32的行星齿轮架构件35中，圆板状的第一凸缘部31的外周部呈沿轴线方向弯折的有底圆筒状，其圆筒部41延伸到所述宽齿轮18的轴线方向的大致中央位置，并在整周上覆盖了所述窄齿轮17和宽齿轮18啮合的双齿轮部的外周侧。在圆筒部41的前端形成有向半径方向外方稍微弯曲的接合部42。还有，在圆筒部41的外周形成有第一花键部43，该第一花键部43与多片式的离合器机构44连结。这样，行星齿轮架构件35的圆筒部41构成了多片式的离合器机构44的离合器轮毂。另外，图6中，为了简化图，省略了第一花键部43。

如图6(c)所示，在所述行星齿轮架构件35的第一凸缘部31上等角度间隔地形成有支承宽齿轮轴26的轴端的圆周上4个轴孔45，在这4个轴孔45的各自之间等角度间隔地形成有支承窄齿轮轴25的轴端的圆周上4个轴孔46。在这4个轴孔46的外周侧的圆周上多个(本实施方式中为4个)部位形成有圆弧状的窗47，这些窗47在所述窄齿轮17和行星齿轮架构件35的圆筒部41之间的空间部开口。

构成所述第一行星齿轮架本体32的一部分的轮毂构件37具有包围所述齿圈19的圆筒状轮毂48，该圆筒状轮毂部48在环状的突起部36的外周侧沿轴向延伸设置。在圆筒状轮毂部48的外周形成有比所述第一花键部43大径的第二花键部49，该第二花键部49与多片式的制动器机构50连结。这样，轮毂构件37的圆筒状轮毂部48构成了多片式的制动器机构50的制动器轮毂。另外，图6中，与所述第一花键部43同样，也省略了第二花键部49。

在与行星齿轮架构件35结合的一侧的圆筒状轮毂部48的一端形成有向半径方向内方突出的环状的突起部36，该突起部36位于所述宽齿轮18的大致中央，且延伸到所述齿圈19的侧方位置。如图3所示，环状的突起部36的内径从与宽齿轮18啮合的齿圈19的内径向内径侧延伸设置，也如图6(B)所示，在与宽齿轮18对应的圆周上4个部位的角度位置形成有圆弧状的切口53。由此，尽可能抑制第一行星齿轮架本体32、进而行星齿轮架20的径的增大。

也如图5所示，在环状的突起部36的侧方，形成有由以所述输入轴13的轴心为中心的内周面51、和与该内周面51直角连接的端面52构成的接合部。所述行星齿轮架构件35的接合部42的外周面与内周面51嵌合，接合部42的侧面与端面52抵接，在该状态下，利用焊接W1将两者一体接合。该焊接W1的实施从图1和图5的左方进行。

如图6(A)所示，所述第二行星齿轮架本体34具有从所述圆板状的第二凸缘部33的端面分别朝向各窄齿轮17的侧方突出设置的圆周上多个(本实施方式为4个)桥部55。在第二行星齿轮架本体34的第二凸缘部33上等角度间隔地形成有支承宽齿轮轴26的轴端的圆周上4个轴孔56，在位于这4个轴孔56的各自之间的所述桥部55上等角度间隔地形成有支承窄齿轮轴25的轴端的圆周上4个轴孔57。也如图5所示，在各桥部55的前端部，形成有由以所述输入轴13的轴心为中心的圆弧面58、和与该圆弧面58直角连接的端面59构成的接合部。所述环状的突起部36的内周与内弧面58嵌合，突起部36的侧面与端面59抵接，在该状态下，利用焊接W2将两者一体接合。由此，所述第一行星齿轮架本体32的圆筒部41和所述第二行星齿轮架本体34的多个桥部55经由环状的突起部36相互接合。该焊接W2通过在所述行星齿轮架构件35的第一凸缘部31上与多个桥部55对应而开口的多个圆弧状的窗47，从图1和图5的左方在圆周上4个部位实施。另外，图5中为了便于理解，表示了分别嵌合支承窄齿轮轴25和宽齿轮轴26的轴孔45、57存在于同相位的情况。

这样，由于第一行星齿轮架本体32的行星齿轮架构件35和与环状的突起部36、及环状的突起部36和第二行星齿轮架本体34的多个桥部55这2个部位的焊接W1、W2均能够从相同方向进行，因此能够通过一次焊接工序组装由3个零件构成的行星齿轮架20，从而能够削减组装工时。

所述结构的行星齿轮装置10按照如下方式进行组装。首先，第一行星齿轮架本体32的行星齿轮架构件35及轮毂构件37、和第二行星齿轮架本体34的3个构件一体接合，构成箱式结构的行星齿轮架20。

即，第一行星齿轮架本体32的轮毂构件37的环状的突起部36的内周与在第二行星齿轮架本体34的各桥部55的前端部形成的圆弧面58进行凹窝(in low)嵌合，并且其侧面与端面59抵接，进而，第一行星齿轮架本体32的行星齿轮架构件35的接合部42的外周与所述轮毂构件37的环状的突起部36的内周面51进行凹窝嵌合，并且其侧面与端面52接触。在该状态下，通过焊接W1，行星齿轮架构件35和轮毂构件37的环状突起部36一体接合，形成第一行星齿轮架本体32，并且，通过焊接W2，第二行星齿轮架本体34与所述环状突起部36一体接合。该焊接W2通过在行星齿轮架构件35的第一桥部31上开口的圆弧状的窗47进行。

这样，完成箱式结构的行星齿轮架20，但由于该行星齿轮架20的各桥部55经由环状突起部36与在整周上将窄齿轮17和宽齿轮18啮合的双齿轮部的外周侧覆盖的圆筒部41接合，因此能够缩短桥部55的轴向长度，而且不需要如现有那样通过窄齿轮17周围的有限空间，因此也没有半径方向的厚度变薄的限制，能够确保充分的截面积，能够大幅增大扭转刚性。

还有，由于所述2个焊接W1、W2均能够从相同方向进行，因此能够通过一次焊接工序来组装行星齿轮架20。

接着，所述行星齿轮架20的第一和第二凸缘部31、33的轴孔45、56中嵌合支承圆周上4个宽齿轮轴26，该宽齿轮轴26分别支承宽齿轮18并确保其能够旋转。同样，分别支承窄齿轮17并确保其能够旋转的圆周上4个窄齿轮轴25进行窄齿轮17和宽齿轮18的啮合，同时嵌合支承在第一和第二凸缘部31、33的轴孔46、57中。另外，第二恒星齿轮16与宽齿轮18啮合，同时啮合支承在第二行星齿轮架本体34的圆筒支承部28，进而，第一恒星齿轮15与窄齿轮17啮合，同时嵌合支承在该第二恒星齿轮16。另外，宽齿轮18与齿圈19啮合。

这样，装配了行星齿轮装置10，该行星齿轮装置10中，第一恒星齿轮15的第一中空轴23被输入轴13嵌合支承，并且，离合器机构44和制动器机构50的离合器板与行星齿轮架20的第一和第二花键部43、49卡合，并安装在自动变速机上。

另外，所述实施方式中，说明了将行星齿轮装置10适用于自动变速机的情况，但本发明并不局限于此，只要是具有组合了2组行星齿轮11、12的双齿轮式行星齿轮装置10的结构，则可以适用于任何装置中。

还有，所述实施方式中，说明了在圆周上分别配置了4个窄齿轮17和宽齿轮18的双齿轮式行星齿轮装置10，但本发明不一定限定于该数目，例如，也可以适用于在圆周上分别配置了3个窄齿轮和宽齿轮的行星齿轮装置，可以根据所要求的行星齿轮装置的容量适当进行选择。

还有，所述实施方式中，说明了通过由3个零件构成的结构构件构成了行星齿轮架20的例子，但采用3个零件在如下方面上是有效的，即，可以主要利用压力加工成形各结构构件，从而能够降低生产成本，或者能够根据各部的功能设定最佳材质，但是如果不考虑这些，通过在行星齿轮架构件35侧形成在构成第一行星齿轮架本体32的一部分的轮毂构件37上形成的环状突起部36，也可以由第一行星齿轮架本体32和第二行星齿轮架本体34这2个构件构成行星齿轮架20。还有，反过来，为了提高加工性或材质的变化，也不排除通过4个零件以上的结构构件来构成行星齿轮架20。

还有，在所述实施方式中，说明了将第一和第二恒星齿轮15、16支承在输入轴13上的例子，但并不局限于所述结构。

另外，在所述实施方式中，说明了利用行星齿轮架20的箱式结构，在行星齿轮架20的圆筒部41和圆筒状轮毂部48的外周侧形成有配置构成离合器或制动器的摩擦板的花键的例子，但当然并不局限于所述结构。

(产业上的可利用性)

本发明的行星齿轮装置适合用于对汽车的发动机的旋转进行变速并输出的自动变速机。

Claims (7)

1.一种行星齿轮装置，其是具有可相对旋转地被分别支承的第一和第二恒星齿轮、与所述第一恒星齿轮啮合的圆周上多个窄齿轮、分别与所述第二恒星齿轮和所述窄齿轮啮合的圆周上多个宽齿轮、与所述宽齿轮啮合的齿圈、分别支承所述窄齿轮和宽齿轮并确保其能够旋转的行星齿轮架的双齿轮式行星齿轮装置，其特征在于，

所述行星齿轮架至少具有：第一凸缘部，其支承所述窄齿轮和所述宽齿轮的各一端侧；圆筒部，其与该第一凸缘部连接，并在整周上覆盖所述窄齿轮和所述宽齿轮啮合的双齿轮部的外周侧；第二凸缘部，其支承所述宽齿轮的另一端侧；多个桥部，其从该第二凸缘部朝向所述窄齿轮延伸，并且支承所述窄齿轮的另一端侧，

所述第一凸缘部具有与多个桥部对应而开口的多个窗，所述圆筒部和所述多个桥部经由环状的突起部接合。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮装置，其特征在于，

具有由所述第一凸缘部和所述圆筒部构成的第一行星齿轮架本体、及由所述第二凸缘部和所述多个桥部构成的第二行星齿轮架本体。

3.根据权利要求2所述的行星齿轮装置，其特征在于，

所述环状的突起部从所述齿圈的内径向内径侧延伸设置，且在与所述宽齿轮对应的圆周上多个部位的角度位置具有圆弧状的切口。

4.根据权利要求2所述的行星齿轮装置，其特征在于，

所述圆筒部和所述环状的突起部、及所述环状的突起部和所述多个桥部分别通过焊接进行接合，并且所述环状的突起部和所述多个桥部的焊接通过所述窗进行。

5.根据权利要求4所述的行星齿轮装置，其特征在于，

所述圆筒部和所述环状的突起部、及所述环状的突起部和所述多个桥部分别通过单方向的焊接进行接合。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的行星齿轮装置，其特征在于，

在所述圆筒部的外周面构成有能够配置摩擦板的花键槽。

7.根据权利要求2所述的行星齿轮装置，其特征在于，

所述环状的突起部在其外周侧具有沿轴向延伸设置的轮毂部，并且在所述轮毂部的外周面构成有能够配置摩擦板的花键槽。

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