CN108730432B - 自动变速器的齿轮支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动变速器的齿轮支撑装置。当从车辆驱动源传递动力时，自动变速器的齿轮支撑装置减少行星齿轮组中产生的振动和噪声。特别地，齿轮支撑装置包括齿轮支撑件，所述齿轮支撑件设置在联接至行星齿轮组的毂保持器的外周表面上，所述行星齿轮组直接连接至变速器输入轴。齿轮支撑件通过在毂保持器的周向方向上以每个预定间隔与毂保持器的外周表面接触从而可旋转地支撑毂保持器。

Description

自动变速器的齿轮支撑装置

技术领域

本发明主要涉及一种自动变速器的齿轮支撑装置。更具体地，本发明涉及这样一种自动变速器的齿轮支撑装置，当从车辆驱动源传递动力时所述齿轮支撑装置减少行星齿轮组中产生的振动和噪声。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且不构成现有技术。

变速器是根据行驶状态通过将动力适当地转化成所需转矩从而传递由车辆驱动源(例如发动机)产生的动力的设备。自动变速器是齿轮根据行驶速度自动操作而无需驾驶员手动操作的变速器。

通常地，自动变速器包括多个行星齿轮组以传递从车辆驱动源供应的动力。自动变速器包括单向离合器，所述单向离合器避免多个行星齿轮组中的连接至变速器输入轴的行星齿轮组在任一方向上旋转。单向离合器可以避免行星齿轮组在任一方向上旋转从而允许在向前方向上传递动力同时避免在相反方向上传递动力。

当从车辆驱动源输入变速器输入轴的转矩传递至行星齿轮组时，所述行星齿轮组中出现扭转。单向离合器可以避免扭转的出现从而稳定行星齿轮组的操作，由此减少了由行星齿轮组中出现的扭转所引起的振动和噪声。

然而，由于单向离合器相对昂贵并且较重，车辆的制造成本和重量增加。当取消单向离合器时，不可能使用单向离合器将齿轮换挡至特定挡位，也不可能避免行星齿轮组的扭转的出现，从而增加了由于行星齿轮组的操作所引起的振动和噪声。

正如韩国专利公开第10-2015-0042431号所述，尽管可以使用替代技术实现单向离合器用于换挡的功能(即避免行星齿轮组反向旋转的功能)，不可能避免行星齿轮组的扭转。因此难以取消单向离合器。

发明内容

本发明提供一种自动变速器的齿轮支撑装置，其中使用能够支撑行星齿轮组的相对廉价并且轻质的齿轮支撑件代替现有的单向离合器从而降低成本并且减轻重量。当从车辆驱动源传递动力时，本发明还通过阻止行星齿轮组的扭转从而减少由于行星齿轮组的操作所引起的振动和噪声。

在本发明的一个形式中，自动变速器的齿轮支撑装置可以包括：齿轮支撑件，其设置在联接至行星齿轮组的毂保持器的外周表面上，所述行星齿轮组直接连接至变速器的输入轴。所述齿轮支撑件通过在毂保持器的周向方向上以每个预定间隔(everypredetermined interval)与毂保持器的外周表面接触从而支撑毂保持器。

根据本发明的示例形式，所述齿轮支撑件可以具有：本体和多个支撑部，所述本体被构造成围绕毂保持器的外周表面，所述多个支撑部设置在本体的内周表面上从而与毂保持器的外周表面进行表面接触。

在一个形式中，所述本体可以在本体的内周表面中具有安装孔，所述安装孔被构造成允许多个支撑部安装至本体。多个支撑部在其一侧分别具有插入块，多个插入块装配至安装孔。此外，多个支撑部中的每个支撑部可以具有润滑凹槽，所述润滑凹槽在所述多个支撑部的表面上形成。特别地，具有润滑凹槽的表面与毂保持器的外周表面进行表面接触。

此外，根据本发明的示例形式，本体可以具有设置在其内周表面上的导轨以阻止多个支撑部移动。所述本体可以具有位于本体的内周表面和本体的外周表面之间的中空部分。

此外，根据本发明的示例形式，所述本体可以具有固定部从而将本体固定至变速器壳体。固定部可以包括多个固定凸台，所述固定凸台设置在所述本体的外周表面上从而彼此隔开。在所述多个固定凸台中，第一固定凸台和与第一固定凸台最近的第二固定凸台之间的距离与其它固定凸台之间的距离不同。

根据本发明的齿轮支撑装置，廉价和轻质的齿轮支撑件支撑毂保持器，毂保持器联接至行星齿轮组以与行星齿轮组一起旋转。因此，当从车辆驱动源传递动力时，能够减少行星齿轮组的扭转和振动，因此将行星齿轮组中的振动和噪声降低至现有单向离合器的相同水平。因此，齿轮支撑件可以代替相对昂贵和较重的现有单向离合器，由此通过取消现有单向离合器来降低自动离合器的成本和重量。

此外，相比于现有单向离合器，当齿轮支撑件组装至毂保持器的外周表面时，与毂保持器的接触面积可以明显减小，因此当毂保持器旋转时通过减少由与齿轮支撑件的摩擦所造成的动力损失(即阻力损失)来提高燃料效率。

通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应理解说明书和具体实施例仅旨在用于说明的目的而不旨在限制本发明的范围。

附图说明

为了可以更好地理解本发明，现在将以实施例的方式参考附图描述其各个形式，其中：

图1为显示包括根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的自动变速器的局部构造图；

图2为显示组装至毂保持器的外周表面的齿轮支撑件的视图；

图3为显示根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的俯视图；

图4A为显示根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的局部分解的立体图；

图4B为显示根据本发明的另一个示例形式的支撑部的视图；

图5A至图5D为对比本发明的齿轮支撑件的减振性能和现有单向离合器的减振性能的曲线图；

图6为显示包括单向离合器的现有自动变速器的局部构造图。

本文描述的附图仅用于说明的目的并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

如下描述仅为示例形式性性质并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。应理解在整个附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。

首先，为了更好地理解本发明，将简要描述包括单向离合器的现有自动变速器。

如图6所示，现有自动变速器包括多个行星齿轮组1从而传递从车辆驱动源供应的动力。现有自动变速器包括单向离合器3，所述单向离合器3避免多个行星齿轮组1中的行星齿轮组1a在任一方向上旋转，所述行星齿轮组1a连接至变速器输入轴2。

单向离合器3可以避免行星齿轮组1a在任一方向上旋转从而阻止行星齿轮组1a的反转动力传递并且允许行星齿轮组1a的向前动力传递。

当传递至变速器输入轴2的转矩输入行星齿轮组1a时，在支撑行星齿轮组1a的行星齿轮的行星架中出现扭转。单向离合器3可以避免扭转的出现从而稳定行星齿轮组1a的操作，由此减少了由行星齿轮组1a中出现的扭转所引起的振动和噪声。

然而，由于单向离合器3相对昂贵并且较重，车辆的制造成本和重量增加。当取消单向离合器3时，不能使用单向离合器3将齿轮换挡至特定挡位，并且可能出现行星齿轮组1a的扭转，从而增加了由于行星齿轮组1a的操作所引起的振动和噪声。

尽管使用替代技术可以实现单向离合器3的功能(即，当齿轮换挡至特定挡位时避免行星齿轮组1a反向旋转的功能)，但当从车辆驱动源传递动力时，难以避免行星齿轮组1a的扭转的出现。因此难以取消单向离合器3。

根据本发明，由于使用能够可旋转地并且可靠地支撑行星齿轮组的相对廉价并且轻质的齿轮支撑件代替相对昂贵并且较重的单向离合器3，因此通过取消单向离合器3使得成本和重量降低。此外，可以阻止或避免行星齿轮组的扭转的出现，由此减少了由于行星齿轮组1a的操作所引起的振动和噪声。

在附图中，图1为显示包括根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的自动变速器的局部构造图；图2为显示组装至毂保持器的外周表面的根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的视图；图3为显示根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的俯视图；图4A为显示根据本发明的示例形式的齿轮支撑件的局部分解的立体图。

如图1和图2所示，自动变速器包括具有多个行星齿轮组10的齿轮机构以传递从车辆驱动源(即发动机)供应的动力。此外，自动变速器包括毂保持器40和齿轮支撑件30，所述毂保持器40设置在多个行星齿轮组10中的行星齿轮组11的外周表面上，所述齿轮支撑件30设置在毂保持器40的外周表面上，所述行星齿轮组11相对于发动机设置在后方。

自动变速器通过控制和操作包括多个行星齿轮组10的齿轮机构从而自动进行换挡。在构成齿轮机构的多个行星齿轮组10中，行星齿轮组11直接联接至变速器输入轴20从而接收发动机动力是齿轮机构操作过程中出现噪声的主要原因。

行星齿轮组11是包括太阳轮11a、齿圈11b和多个行星齿轮11d的动力传递装置，所述太阳轮11a固定至变速器输入轴20以接收从车辆驱动源传递的旋转动力，所述齿圈11b以动力可传递方式连接至变速器输出轴以输出从太阳轮11a传递的旋转动力，所述多个行星齿轮11d啮合在太阳轮11a和齿圈11b之间同时被行星架11c可旋转地支撑使得多个行星齿轮11d传递动力。行星齿轮组11以动力可传递方式设置在变速器输入轴20和变速器输出轴之间同时位于毂保持器40的内部。

毂保持器40与行星齿轮组11的行星架11c可旋转地联接在一起。毂保持器40围绕齿圈11b并且距离齿圈11b的外周表面特定距离。当传递动力时，随着行星齿轮组11的旋转，毂保持器40与行星架11c一起旋转。

齿轮支撑件30固定在变速器壳体50的内部从而不旋转并且还设置在毂保持器40的外周表面上从而可旋转地支撑毂保持器40。齿轮支撑件30在毂保持器40的周向方向上以每个特定间隔与毂保持器40的外周表面进行局部表面接触(而不是与毂保持器40的外周表面完全接触)从而支撑毂保持器40。

特别地，齿轮支撑件30围绕联接至行星齿轮组11的毂保持器40设置从而以每个特定间隔与毂保持器40的外周表面进行表面接触，因此支撑毂保持器40和行星齿轮组11。

参考图1至图4A，齿轮支撑件30具有本体32和多个支撑部34，所述本体32被构造成围绕毂保持器40的外周表面，所述多个支撑部34设置在本体32的内周表面上从而与毂保持器40的外周表面进行表面接触。

本体32具有内径略大于毂保持器40的外径的环形形状从而围绕联接至行星齿轮组11的毂保持器40的外周表面。多个支撑部34彼此相隔特定距离地设置在本体32的内周表面上。

多个支撑部34通过与毂保持器40的外周表面进行表面接触从而可旋转地支撑装配至本体32的毂保持器40。多个支撑部34分别在对应于毂保持器40的外周表面(即能够与毂保持器40的外周表面进行表面接触)的表面中具有凹面弯曲表面，插入块34a从相反表面突出，所述插入块34a能够固定至本体32的内周表面。

换言之，支撑部34是以具有特定曲率的弧状弯曲的板状构件。支撑部34具有凹面表面和凸面表面，所述凹面表面被构造成与毂保持器40的外周表面进行表面接触，所述凸面表面被构造成与本体32的内周表面进行紧密接触。在支撑部34的凸面表面上整体地形成联接至本体32的内周表面的插入块34a。凹面表面通过与毂保持器40的外周表面进行表面接触从而将毂保持器40和行星齿轮组11可旋转地支撑在本体32的内周表面上。

在本体32的内周表面中形成多个安装孔32a，并且插入块34a装配至所述安装孔32a以安装多个支撑部34。形成导轨32b以阻止或避免通过多个安装孔32a安装的多个支撑部34围绕插入块34a旋转。

导轨32b朝向本体32的直径中心(即离心中心)突出一定长度，所述长度小于多个支撑部34的厚度。导轨32b的突出结构阻止或避免多个支撑部旋转。

在本体32的内周表面中在本体32的周向方向上形成彼此相隔特定距离的多个安装孔32a。考虑装配至多个安装孔32a的多个支撑部34，多个安装孔32a可以彼此相隔相同距离形成。

参考图3，五个支撑部34在本体32的周向方向上彼此相隔相同距离安装至本体32的内周表面。

如上所述，由于多个支撑部34彼此相隔特定距离安装在本体32中，在齿轮支撑件30的内周表面上存在以特定距离延伸的表面接触部段和非接触部段。表面接触部段表示多个支撑部34与毂保持器40进行表面接触的部段，非接触部段表示多个支撑部34不与毂保持器40进行表面接触的部段。因此，相比于现有单向离合器，与毂保持器40的接触区域可以显著减少，因此当行星齿轮组11旋转时通过减少由与毂保持器40的摩擦所造成的动力损失来提高燃料效率。

在此，多个支撑部34可以由润滑性能比金属材料更好的塑料材料形成从而减少摩擦损失。本体32由选择的特定材料(例如铝)形成从而减轻重量并且获得强度。

此外，由于与毂保持器40进行表面接触的多个支撑部34使用插入块34a可脱离地设置在本体32上，而能够选择性地更换支撑部34，由于齿轮支撑件30中的摩擦，所以需要频繁更换支撑部。

根据图4B所示的另一个示例形式，可以在与毂保持器40的外周表面进行表面接触的支撑部34的凹面表面中形成润滑凹槽34b。

润滑凹槽34b以第一线性凹槽和第二线性凹槽彼此相交的交叉形状形成，第一线性凹槽横穿支撑部34的凹面表面在本体32的周向方向延伸，第二线性凹槽在本体32的宽度方向(即厚度方向)延伸。因此，可以在结构上改进支撑部34的润滑性能从而当行星齿轮组11旋转时减少支撑部34和毂保持器40之间的摩擦。

在此，润滑凹槽34b的形状不限于交叉，润滑凹槽34b可以改变成各种其它形状。

另一方面，本体32具有固定部从而将齿轮支撑件30(包括本体32和支撑部34)固定至变速器壳体50。

固定部是在本体32的外周表面上整体形成的多个固定凸台38。多个固定凸台38从本体32的外周表面沿径向突出。

此外，在本体32的周向方向上彼此隔开布置的多个固定凸台38中，至少两个固定凸台可以具有离其最近的固定凸台不同的距离，因为固定凸台38的布置方式可以阻止齿轮支撑件30以错误位置附接至变速器壳体50。

在变速器壳体50中设置凹槽结构，固定凸台38通过所述凹槽结构插入。固定部被变速器壳体50固定地支撑以支撑本体32，从而阻止或避免本体32旋转。因此，当行星齿轮组11旋转时，行星齿轮组11和毂保持器40可以平衡并且可靠地旋转而不会在本体32内摇晃。

此外，本体32具有中空部36，所述中空部36以空的空间的形式设置在支撑部34所附接的内周表面与设置固定部的外周表面之间。

中空部36具有与本体32同中心的环状，中空部36沿着本体32的周向延伸。由于中空部36，因此减轻了本体32的重量。

如图1至图4A所示，中空部36可以具有一个开口表面。在该情况下，当在其直径方向上剖开时，本体32具有U形截面。

由于具有上述构造的齿轮支撑件30可靠地支撑毂保持器40，当从车辆驱动源(例如发动机或电机)输入的动力传递至行星齿轮组11(更具体地传递至行星齿轮组11的行星齿轮11d)时，能够减少或避免行星齿轮组11的行星架11c中出现扭转(行星架11c可旋转地支撑行星齿轮11d)。因此，可以稳定行星齿轮组11的齿轮构件之间的啮合，因此当传递动力时减少了由于行星齿轮组11的操作所引起的振动和噪声。

在使用不同技术(例如换挡控制方法)实现现有单向离合器在自动变速器换挡至第一挡位时避免行星齿轮组11反向旋转的功能的情况下，齿轮支撑件30可以代替支撑行星齿轮组11的现有单向离合器，由此通过取消昂贵和较重的单向离合器来降低制造成本并且减轻车辆重量。

亦即，齿轮支撑件30可以代替相对昂贵并且较重的现有单向离合器，因此降低制造成本并且减轻车辆重量，而且将行星齿轮组11中的振动和噪声减少至与现有单向离合器相同的水平。

下文将参考图5A至图5D对比本发明的齿轮支撑件的减振性能和现有单向离合器的减振性能。

为了对比齿轮支撑件的减振性能和现有单向离合器的减振性能，通过在自动变速器的毂保持器的外周表面分别设置齿轮支撑件和现有单向离合器，在相同条件下测量行星齿轮组的振动。此外，在从毂保持器的外周表面除去所有齿轮支撑件和现有单向离合器的条件下测量行星齿轮组中的振动。

当在第一挡位(加速阶段)下传递30Nm、50Nm、100Nm和150Nm的不同水平的发动机动力时针对情况A、情况B和情况C测量行星齿轮组中的振动，在情况A中在毂保持器的外周表面上设置现有单向离合器，在情况B中在毂保持器的外周表面上设置本发明的齿轮支撑件，在情况C中在毂保持器的外周表面上既不设置现有单向离合器也不设置齿轮支撑件。如图5A至图5D所示，可以理解的是，相比于情况C(其中既不设置现有单向离合器也不设置齿轮支撑件)，在情况B下(其中设置齿轮支撑件)行星齿轮组中的振动减少的平均水平等于或大于情况A(其中设置单向离合器)下减少的振动水平。

特别地，可以理解的是相比于出现相对少量振动的30Nm、50Nm或100Nm的其它动力水平，行星齿轮组在出现相对大量振动的150Nm的高转矩动力水平下的振动减少效率更为明显。

上述评估结果证实，当使用本发明的齿轮支撑件支撑自动变速器的毂保持器时，相比于由现有单向离合器提供的支撑行星齿轮组的功能，可以以相同或更高的水平实现支撑行星齿轮组的功能。还能够在动力传递过程中减少行星齿轮组中出现的振动和噪声。

尽管出于说明的目的已描述了本发明的示例形式，但是本领域一般技术人员将意识到，各种修改形式、增加形式和替代形式都是可行的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (9)

1.一种自动变速器的齿轮支撑装置，包括：

齿轮支撑件，其设置在联接至行星齿轮组的毂保持器的外周表面上，其中齿轮支撑件通过在毂保持器的周向方向上以每个预定间隔与毂保持器的外周表面接触从而可旋转地支撑毂保持器，并固定至变速器壳体。

2.根据权利要求1所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述齿轮支撑件具有本体和多个支撑部，所述本体被构造成围绕毂保持器的外周表面，所述多个支撑部设置在本体的内周表面上从而与毂保持器的外周表面进行表面接触。

3.根据权利要求2所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述本体在本体的内周表面中具有安装孔，所述安装孔被构造成允许多个支撑部安装至本体，多个支撑部在其一侧分别具有插入块，多个插入块装配至安装孔。

4.根据权利要求3所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述本体具有设置在其内周表面上的导轨以阻止多个支撑部移动。

5.根据权利要求2所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述本体具有位于本体的内周表面和本体的外周表面之间的中空部分。

6.根据权利要求2所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述本体具有固定部，所述固定部被构造成将本体固定至变速器壳体。

7.根据权利要求6所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述固定部包括多个固定凸台，所述固定凸台设置在所述本体的外周表面上以彼此隔开。

8.根据权利要求7所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，在所述多个固定凸台中，第一固定凸台和与第一固定凸台最近的第二固定凸台之间的距离与其它固定凸台之间的距离不同。

9.根据权利要求2所述的自动变速器的齿轮支撑装置，其中，所述多个支撑部中的每个支撑部具有润滑凹槽，所述润滑凹槽被构造成减少摩擦并且在所述多个支撑部的表面上形成，

其中具有润滑凹槽的表面与毂保持器的外周表面进行表面接触。

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