CN215334303U - 动力传达装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动力传达装置，其可防止由转矩变动所引起的行星齿轮机构中的齿碰撞音等异音的产生。在将配置在同轴上的多个行星齿轮机构收容在壳体内，将在轴方向上邻接的两个行星齿轮机构的各环形齿轮固定在壳体的、动力传达装置中，将弯曲成く字状的弹簧构件以在轴方向横跨两环形齿轮的方式，配置于在轴方向上邻接的两个行星齿轮机构的各环形齿轮与壳体的圆周方向间隙。此处，两个行星齿轮机构的各环形齿轮分别通过花键嵌合而固定在壳体，在这些环形齿轮与壳体的嵌合部的圆周方向间隙配置弹簧构件。而且，多个弹簧构件在圆周方向上以等角度间距来配置。

Description

动力传达装置

技术领域

本实用新型涉及一种包括配置在同轴上的多个行星齿轮机构的动力传达装置。

背景技术

例如，在车辆的动力传达装置，设置有用于使从发动机或电动马达等驱动源朝输入轴输入的旋转减速的减速机构，为了在所述减速机构中获得高的减速比，例如已知有将多个行星齿轮机构在轴方向上并排设置来构成的动力传达装置。

另外，各行星齿轮机构包含太阳齿轮、环形齿轮、多个小齿轮(行星齿轮)、以及托架来构成，所述环形齿轮配置在所述太阳齿轮的周围，所述多个小齿轮(行星齿轮)与太阳齿轮及环形齿轮咬合，一边进行自转一边环绕太阳齿轮进行公转，所述托架可旋转地支撑这些小齿轮。根据将此种行星齿轮机构例如在轴方向并排设置两个来构成的动力传达装置，由驱动源进行旋转驱动的输入轴的旋转通过两个行星齿轮机构来两阶段地减速，因此可获得高的减速比，并且可将整体构成得小型紧凑。

但是，在包括将多个行星齿轮机构在轴方向并排设置的减速机构的、动力传达装置中，有可能产生如下的不良情况：当高负荷时在环形齿轮产生轴向摆动(axial runout)，环形齿轮冲撞壳体而产生异音。

因此，在专利文献1中提出有一种消音装置，其将软质弹性体固着在环形齿轮的外周，通过软质弹性体的弹性变形来吸收环形齿轮冲撞壳体时的冲击，由此抑制由环形齿轮的轴向摆动所引起的异音的产生。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利实开昭62-080071号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

但是，在专利文献1中所提出的消音装置中，存在如下的问题：在高负荷时软质弹性体被敲打而破碎，因此由所述软质弹性体所产生的冲击吸收效果下降，异音的抑制效果也下降。

另外，在通过花键嵌合来将环形齿轮固定在壳体的行星齿轮机构中，存在因转矩变动而在环形齿轮与壳体的花键嵌合部产生由花键齿彼此的冲撞所引起的齿碰撞音的问题，但在专利文献1中所提出的消音装置无法防止此种齿碰撞音的产生。

本实用新型是鉴于所述问题而形成的实用新型，其目的在于提供一种可防止由转矩变动所引起的行星齿轮机构中的齿碰撞音等异音的产生的动力传达装置。

[解决问题的技术手段]

为了达成所述目的，本实用新型是一种动力传达装置100，其将配置在同轴上的多个行星齿轮机构PG1、PG2收容在壳体1内，将在轴方向上邻接的两个所述行星齿轮机构PG1、PG2的各环形齿轮r1、r2固定在所述壳体1，其中，将进行弯曲的弹簧构件13以在轴方向上横跨两个所述环形齿轮r1、r2的方式，配置于在轴方向上邻接的两个所述行星齿轮机构PG1、PG2的各环形齿轮r1、r2与所述壳体1的圆周方向间隙δ。

此处，两个所述行星齿轮机构PG1、PG2的各环形齿轮r1、r2分别通过花键嵌合而固定在所述壳体1，在这些所述环形齿轮r1、r2与所述壳体1的嵌合部的圆周方向间隙δ配置所述弹簧构件13。

根据本实用新型，通过弹簧构件的弹性变形来吸收在轴方向上邻接的两个行星齿轮机构中的转矩变动，因此可防止环形齿轮的花键齿与壳体的花键齿的冲撞，可防止由两者的冲撞所引起的齿碰撞音的产生，可谋求动力传达装置的静音化。

另外，在所述动力传达装置100中，理想的是将多个所述弹簧构件13在圆周方向上以等角度间距来配置。

通过如所述那样将多个弹簧构件在圆周方向上以等角度间距来配置，可通过多个弹簧构件而在圆周方向上均等且有效地吸收各行星齿轮机构中的转矩变动。

另外，在所述动力传达装置100中，优选所述弹簧构件13是将金属制的板材或棒材弯折成く字状来构成，以其长边方向两端部分别抵接在邻接的所述各环形齿轮r1、r2，长边方向中间的弯曲部抵接在所述壳体1的方式配置。

而且，在此情况下，理想的是所述弹簧构件13的所述弯曲部的对于所述壳体1的抵接点P配置在如下的位置，所述位置是由从所述各环形齿轮r1、r2作用于所述弹簧构件13的长边方向两端部的力F1、F2所产生的将所述抵接点P作为中心的相互反向的力矩M1、M2平衡的位置。

根据所述结构，由从两个行星齿轮机构的各环形齿轮作用于弹簧构件的长边方向两端部的力所产生的力矩平衡而相互抵消，因此各环形齿轮的花键齿不接触壳体的花键齿，可防止齿碰撞音等异音。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，可获得如下的效果：在动力传达装置的行星齿轮机构中，可防止由转矩变动所引起的齿碰撞音等异音的产生。

附图说明

图1是示意性地表示本实用新型的动力传达装置的基本结构的纵剖面图。

图2是本实用新型的动力传达装置的行星齿轮机构的速度线图。

图3是本实用新型的动力传达装置的行星齿轮机构部的半裁剖面图。

图4是图3的A-A线剖面图。

图5是图4的B部放大剖面图。

图6是图5的C-C线剖面图。

图7是弹簧构件的立体图。

[符号的说明]

1：壳体

13：弹簧构件

100：动力传达装置

F1、F2：从环形齿轮作用于弹簧构件的力

M1、M2：作用于弹簧构件的力矩

P：弹簧构件的对于壳体的抵接点

P1、P2：弹簧构件的对于环形齿轮的抵接点

PG1：第一行星齿轮机构

PG2：第二行星齿轮机构

c1、c2：托架

p1、p2：小齿轮

r1、r2：环形齿轮

s1、s2：太阳齿轮

δ：圆周方向间隙

具体实施方式

以下，根据附图对本实用新型的实施方式进行说明。

图1是示意性地表示本实用新型的动力传达装置的基本结构的纵剖面图，图2是所述动力传达装置的行星齿轮机构的速度线图，图1中所示的动力传达装置100装载在未图示的电动汽车(EV(Electric Vehicle)车)，如以下那样构成。

即，图1中所示的动力传达装置100在壳体1内收容作为驱动源的电动马达M与多级减速机T、差动机构(differential mechanism)D等来构成。更详细而言，壳体1内通过隔离壁1A而划分成马达室SM与齿轮室SG，在马达室SM收容有作为驱动源的电动马达M，在齿轮室SG收容有多级减速机T与差动机构D。另外，电动马达M在再生时也作为发电机(generator)发挥功能，其经由未图示的逆变器而与电池电性连接，通过从所述电池供给的电力来旋转驱动所述电动马达M。

在所述电动马达M的中心，插通有通过所述电动马达M来旋转驱动的可旋转的中空的输入轴(马达轴)2，所述输入轴2的轴方向两端部通过轴承(滚珠轴承)3而可旋转地支撑在壳体1。而且，所述输入轴2的轴方向一端部(图1的左端部)贯穿壳体1的隔离壁1A而面对齿轮室SG。

已被收容在齿轮室SG中的多级减速机T包括第一行星齿轮机构PG1与第二行星齿轮机构PG2，所述第一行星齿轮机构PG1与第二行星齿轮机构PG2在输入轴2的轴方向(图1的左右方向)上邻接而并排设置。此处，第一行星齿轮机构PG1包括：小径的太阳齿轮s1，形成在输入轴2的朝齿轮室SG延伸的轴方向一端部(图1的左端部)的外周；大径的环形齿轮r1，固定在壳体1的内周；多个(图1中仅图示两个)小齿轮(行星齿轮)p1，与太阳齿轮s1及环形齿轮r1咬合，一边进行自转一边环绕太阳齿轮s1进行公转；以及托架c1，可旋转(自转)地支撑这些小齿轮p1。

另外，第二行星齿轮机构PG2包括：小径的太阳齿轮s2，形成在第一行星齿轮机构PG1的托架c1；大径的环形齿轮r2，固定在壳体1的内周；多个(图1中仅图示两个)小齿轮(行星齿轮)p2，与太阳齿轮s2及环形齿轮r2咬合，一边进行自转一边环绕太阳齿轮s2进行公转；以及托架c2，可旋转(自转)地支撑这些小齿轮p2。

而且，在第二行星齿轮机构PG2的托架c2安装有差动机构D的外壳(差动外壳)4。另外，差动机构D的结构众所周知，因此省略关于差动机构D的说明，左右的输出轴(车轴)5L、5R从所述差动机构D沿着车宽方向(图1的左右方向)在同一轴上延长，在各车轴5L、5R的外端部分别安装有未图示的车轮(驱动轮)。此处，差动机构D的外壳(差动外壳)4通过轴承(滚珠轴承)6而可旋转地支撑在壳体1。

另外，一侧(图1的右侧)的输出轴(车轴)5R贯穿第二行星齿轮机构PG2的托架c2的中空部与中空的输入轴(马达轴)2，朝壳体1的外侧延伸，所述输出轴(车轴)5R与输入轴(马达轴)2以可沿着车宽方向(图1的左右方向)在同一轴心上旋转的方式配置。另外，输出轴(车轴)5R的轴方向一端部(图1的右端部)通过轴承7而可旋转地支撑在壳体1。

于是，在如以上那样构成的动力传达装置100中，若启动电动马达M来以规定的速度旋转驱动输入轴(马达轴)2，则所述输入轴2的旋转由第一行星齿轮机构PG1与第二行星齿轮机构PG2进行两级减速后，被朝左右的输出轴(车轴)5L、5R分别传达。

即，如图2所示，在第一行星齿轮机构PG1中，若形成在输入轴(马达轴)2的太阳齿轮s1与输入轴2一同被以速度V1来旋转驱动，则对一边进行自转一边环绕太阳齿轮s1进行公转的小齿轮p1进行支撑的托架c1以速度(小齿轮p1的公转速度)V2(＜V1)进行旋转。其结果，输入轴(马达轴)2的旋转由第一行星齿轮机构PG1从速度V1朝速度V2(＜V1)减速。

而且，在第二行星齿轮机构PG2中，如图2所示，形成在第一行星齿轮机构PG1的托架c1的太阳齿轮s2以与托架c1相同的速度V2进行旋转，对一边进行自转一边环绕太阳齿轮s2进行公转的小齿轮p2进行支撑的托架c2以速度(小齿轮p2的公转速度)V3(＜V2)进行旋转。

以上的结果，输入轴(马达轴)2的旋转由第一行星齿轮机构PG1与第二行星齿轮机构PG2从速度V1朝速度V3(＜V2＜V1)进行两级减速。于是，差动机构D的外壳(差动外壳)4与第二行星齿轮机构PG2的托架c2一同以速度V3进行旋转，所述旋转由差动机构D来分配后被朝左右的输出轴(车轴)5L、输出轴(车轴)5R传达，左右的输出轴(车轴)5L、5R分别被旋转驱动。其结果，分别安装在左右的输出轴(车轴)5L、5R的各外端部的左右的未图示的车轮(驱动轮)分别被旋转驱动，因此电动汽车(EV车)以规定的速度行驶。

继而，以下根据图3～图6对多级减速机T的结构的详细情况进行说明。

图3是本实用新型的动力传达装置的行星齿轮机构部的半裁剖面图，图4是图3的A-A线剖面图，图5是图4的B部放大剖面图，图6是图5的C-C线剖面图，图7是弹簧构件的立体图。

如图3所示，在第一行星齿轮机构PG1中，多个(图3中仅图示一个)小齿轮p1相对于安装在托架c1的水平的第一小齿轮轴8，分别由轴承(滚针轴承)9可旋转(自转)地支撑。

另外，在第二行星齿轮机构PG2中，多个(图3中仅图示一个)小齿轮p2相对于安装在托架c2的水平的第二小齿轮轴10，分别由轴承(滚针轴承)11可旋转(自转)地支撑。另外，所述第二行星齿轮机构PG2的托架c2通过轴承(滚珠轴承)12而可旋转地支撑在壳体1。

另外，第一行星齿轮机构PG1的环形齿轮r1与第二行星齿轮机构PG2的环形齿轮r2如图3所示，将轴承(滚珠轴承)12夹在中间而在轴方向上并排设置，这些环形齿轮r1、环形齿轮r2的外周部通过花键嵌合而固定在壳体1的内周部。此处，将第一行星齿轮机构PG1的环形齿轮r1的对于壳体1的花键嵌合部的详细情况示于图4，如此图所示，在所述花键嵌合部中，形成在壳体1的内周的多个花键齿1a与形成在环形齿轮r1的外周的多个花键齿r1a相互咬合。而且，在壳体1的花键齿1a与环形齿轮r1的花键齿r1a之间形成有多个圆周方向间隙δ。

另外，如图3所示，在第二行星齿轮机构PG2的环形齿轮r2的对于壳体1的花键嵌合部中，形成在壳体1的内周的多个花键齿1a与形成在环形齿轮r2的外周的多个花键齿r2a也相互咬合，在两花键齿1a、r2a之间也形成有多个径向间隙δ。

于是，在本实施方式中，在形成在壳体1的花键齿1a与环形齿轮r1、环形齿轮r2的花键齿r1a、花键齿r2a之间的多个圆周方向间隙δ中的几个(本实施方式中为四个)，如图3～图6所示，以在轴方向上横跨两环形齿轮r1、r2的方式分别配置有弯曲成く字状(或者U字状或V字状，以下相同)的弹簧构件13(参照图3及图6)。此处，如图7所示，弹簧构件13是将弹簧钢等金属制的板材弯折成く字状来构成，在本实施方式中，在圆周方向上以等角度间距(90°间距)配置有四个弹簧构件13。另外，配置弹簧构件13的数量任意，例如在弹簧构件13为两个的情况下，在圆周方向上以180°间距来配置，在弹簧构件13为三个的情况下，在圆周方向上以120°间距来配置，在弹簧构件13为六个的情况下，在圆周方向上以60°间距来配置，若将所述弹簧构件13的数量设为n，则其圆周方向的配置角度变成360°/n。另外，也可以通过将金属制的棒构件(圆棒或方棒)弯折成く字状来构成弹簧构件13。

另外，如图6所示，各弹簧构件13以其长边方向两端部分别抵接于在轴方向上邻接的两个环形齿轮r1、r2，长边方向中间的弯曲部抵接于壳体1的方式配置。此处，各弹簧构件13的弯曲部的对于壳体1的抵接点P配置在如下的位置，所述位置是由从各环形齿轮r1、r2作用于所述弹簧构件13的长边方向两端部的力F1、力F2所产生的将所述抵接点P作为中心的相互反向的力矩M1、力矩M2平衡的位置。

更详细而言，环形齿轮r1、环形齿轮r2从多个小齿轮p1、p2受到转矩T1、转矩T2，但小齿轮p1、小齿轮p2以与支撑它们的托架c1、托架c2相同的速度V2、速度V3(参照图2的速度线图)环绕太阳齿轮s1、太阳齿轮s2进行公转。此处，如根据图2而明确那样，小齿轮p1的公转速度(托架c1的旋转速度)V2比小齿轮p2的公转速度(托架c3的旋转速度)V3更大(V2＞V3)，因此环形齿轮r1从小齿轮p1受到的转矩T1变得比环形齿轮r2从小齿轮p2受到的转矩T2更小(T1＜T2)。

此处，若将各环形齿轮r1、r2的咬合点的半径设为r，则从各环形齿轮r1、r2作用于弹簧构件13的力F1、力F2分别由下式表示。

F1＝T1/r…(1)

F2＝T2/r…(2)

如上所述，由于T1＜T2，因此根据上式(1)、上式(2)，在F1、F2中以下的大小关系成立。

F1＜F2…(3)

此处，如图6所示，若将弹簧构件13的对于环形齿轮r1、环形齿轮r2的抵接点P1、抵接点P2的与对于壳体1的抵接点P的距离分别设为L1、L2，则由力F1、力F2所产生的将抵接点P作为中心的相互反向的力矩M1、力矩M2分别由下式表示。

M1＝F1×L1…(4)

M2＝F2×L2…(5)

这些力矩平衡(M1＝M2)需要以下的关系成立。

F1×L1＝F2×L2…(6)

因此，在弹簧构件13的长边方向两端部(对于环形齿轮r1、环形齿轮r2的抵接点P1、抵接点P2)的与弯曲点(对于壳体1的抵接点P)的距离L1、距离L2中，以下的关系成立。

L1/L2＝F2/F1…(7)

此处，根据(3)式，F1＜F2，因此在L1与L2之间以下的大小关系成立。

L1＞L2…(8)

以上，在本实施方式中，将弯曲成く字状的弹簧构件13以在轴方向横跨两环形齿轮r1、r2的方式，配置于在轴方向上邻接的第一行星齿轮机构PG1与第二行星齿轮机构PG2的环形齿轮r1、环形齿轮r2的与壳体1的花键嵌合部的圆周方向间隙(具体而言，环形齿轮r1、环形齿轮r2的花键齿r1a、花键齿r2a与壳体1的花键齿1a的圆周方向间隙)δ，因此通过弹簧构件13的弹性变形来吸收第一行星齿轮机构PG1与第二行星齿轮机构PG2中的转矩变动。因此，可防止环形齿轮r1、环形齿轮r2的花键齿r1a、花键齿r2a与壳体1的花键齿1a的冲撞，可防止由两者的冲撞所引起的齿碰撞音的产生，可谋求动力传达装置100的静音化。

另外，在本实施方式中，将多个弹簧构件13在圆周方向上以等角度间距来配置，因此可通过多个弹簧构件13而在圆周方向上均等且有效地吸收各行星齿轮机构PG1、PG2中的转矩变动。

进而，在本实施方式中，将弹簧构件13的弯曲部的对于壳体1的抵接点P配置在如下的位置，所述位置是由从各环形齿轮r1、r2作用于所述弹簧构件13的长边方向两端部的力F1、力F2所产生的力矩M1、力矩M2平衡的位置，因此各环形齿轮r1、r2的花键齿r1a、花键齿r2a不接触壳体1的花键齿1a，可防止齿碰撞音等异音。

另外，以上对将本实用新型应用于装载在电动汽车(EV车)的动力传达装置的形态进行了说明，但本实用新型也可以同样地应用于装载在仅将发动机作为驱动源的车辆、或并用发动机与电动机作为驱动源的混合动力车辆(HEV(Hybrid Electric Vehicle)车)的动力传达装置，或者设置在车辆以外的将多个行星齿轮机构在轴方向上并排设置的任意的装置的动力传达装置。

此外，本实用新型的应用并不限定于以上所说明的实施方式，可在权利要求及说明书与附图中记载的技术思想的范围内进行各种变形。

Claims (7)

1.一种动力传达装置，是将配置在同轴上的多个行星齿轮机构收容在壳体内，将在轴方向上邻接的两个所述行星齿轮机构的各环形齿轮固定在所述壳体的动力传达装置，其特征在于，

将进行弯曲的弹簧构件以在轴方向上横跨两个所述环形齿轮的方式，配置于在轴方向上邻接的两个所述行星齿轮机构的各环形齿轮与所述壳体的圆周方向间隙。

2.根据权利要求1所述的动力传达装置，其特征在于，两个所述行星齿轮机构的各环形齿轮分别通过花键嵌合而固定在所述壳体，在这些所述环形齿轮与所述壳体的嵌合部的圆周方向间隙配置有所述弹簧构件。

3.根据权利要求1或2所述的动力传达装置，其特征在于，将多个所述弹簧构件在圆周方向上以等角度间距来配置。

4.根据权利要求1或2所述的动力传达装置，其特征在于，所述弹簧构件是将金属制的板材或棒材弯折成く字状来构成，以其长边方向两端部分别抵接在邻接的所述各环形齿轮，长边方向中间的弯曲部抵接在所述壳体的方式配置。

5.根据权利要求3所述的动力传达装置，其特征在于，所述弹簧构件是将金属制的板材或棒材弯折成く字状来构成，以其长边方向两端部分别抵接在邻接的所述各环形齿轮，长边方向中间的弯曲部抵接在所述壳体的方式配置。

6.根据权利要求4所述的动力传达装置，其特征在于，所述弹簧构件的所述弯曲部的对于所述壳体的抵接点配置在如下的位置，所述位置是由从所述各环形齿轮作用于所述弹簧构件的长边方向两端部的力所产生的将所述抵接点作为中心的相互反向的力矩平衡的位置。

7.根据权利要求5所述的动力传达装置，其特征在于，所述弹簧构件的所述弯曲部的对于所述壳体的抵接点配置在如下的位置，所述位置是由从所述各环形齿轮作用于所述弹簧构件的长边方向两端部的力所产生的将所述抵接点作为中心的相互反向的力矩平衡的位置。

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