JP2008223989A - トランスファ装置の副変速機構 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアの傾き及び浮動を抑制しギヤノイズを低減することのできる、簡素な構成のトランスファ装置の副変速機構を提供する。
【解決手段】回転駆動されるサンギヤ３と、該サンギヤ３の外側に同軸に配置されハウシング２に固定されたリングギヤ４と、該サンギヤ３及び該リングギヤ４に噛合する複数のピニオンギヤ５と、複数の該ピニオンギヤ５を一体に支持するキャリア６と、該サンギヤ３または該キャリア６の一方に選択的に係合される出力スリーブ７と、を有するプラネタリギヤを用いたトランスファ装置の副変速機構１であって、前記キャリア６は軸方向に離れた２箇所の支持点（前側軸受８１及び後側軸受８２）で径方向外向きに支持され、かつ、前記サンギヤ３に結合し前記出力スリーブ７に係脱する高速切替用ピース３５の外周上に一方の該支持点（後側軸受８２）が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラネタリギヤを用いたトランスファ装置の副変速機構に関し、より詳細にはキャリアの支持方法に関する。

車両用のトランスファ装置は、通常変速機に連結して用いられ、回転動力を２つの出力軸に分配して前輪と後輪とに伝達するものであり、副変速機構を備える場合が多い。副変速機構は、高低２段程度の変速を行うものであり、プラネタリギヤなどにより構成されるのが一般的である。特許文献１に開示されるはすば遊星歯車組立て体は、動力分配装置（トランスファ装置）に用いられるプラネタリギヤの一例である。

この特許文献１のはすば遊星歯車組立て体は、第１の部材である入力軸に固着された太陽歯車（サンギヤ）と、ハウジングに固着されたリング歯車（リングギヤ）と、複数の遊星歯車（ピニオンギヤ）を回転可能に支持する遊星キャリヤと、第２の部材である出力軸と共に回転し軸線方向に運動するスリーブと、を備えている。そして、スリーブが入力軸に直結されることにより高速駆動され、またスリーブが遊星キャリヤに係合されることにより低速駆動されるように構成されて、副変速機構が実現されている。遊星歯車及び遊星キャリヤは、遊星キャリヤの内周に配設された位置決め板によって支持されている。位置決め板は、太陽歯車とスラストワッシャとの間に、相対的にすり合わせばめされており、軸線方向の動きが規制されている。
特公平３−４１７０２号公報

ところで、特許文献１の位置決め板は径方向の規制をしておらず、遊星歯車及び遊星キャリヤは径方向に自由に浮動するようになっている。したがって、径方向の規制は歯車同士の歯当たり面で行われ、移動量は大きなものとなっていた。また、軸線方向の支持スパンが非常に短く、遊星歯車及び遊星キャリヤが軸線に対して傾くことを防止できなかった。このような、遊星歯車の径方向の移動や軸線に対する傾きは、歯車間の噛み合い状態を悪化させ、ギヤノイズの増加や機械強度の安全率減少を引き起こしていた。位置決め板に加えてラジアルコロベアリングを用いることにより径方向の移動量を低減することはできるが、コストの上昇を招く一方、傾きを規制する効果は小さかった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、キャリアの傾き及び浮動を抑制しギヤノイズを低減することのできる、簡素な構成のトランスファ装置の副変速機構を提供する。

本発明のトランスファ装置の副変速機構は、回転駆動されるサンギヤと、該サンギヤの外側に同軸に配置されハウシングに固定されたリングギヤと、該サンギヤ及び該リングギヤに噛合する複数のピニオンギヤと、複数の該ピニオンギヤを一体に支持するキャリアと、該サンギヤまたは該キャリアの一方に選択的に係合される出力スリーブと、を有するプラネタリギヤを用いたトランスファ装置の副変速機構であって、前記キャリアは軸方向に離れた２箇所の支持点で径方向外向きに支持され、かつ、前記サンギヤに結合し前記出力スリーブに係脱する高速切替用ピースの外周上に一方の該支持点が設けられたことを特徴とする。

本発明は、副変速機構を形成するプラネタリギヤの構造を改良することを要旨とし、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ及びキャリアからなる基本的な構成は従来と同様とすることができる。また、本発明では、サンギヤを入力側とし、出力スリーブを出力側としている。詳述すると、サンギヤは、例えば入力軸とともに回転して、動力を入力するように構成することができる。リングギヤは、サンギヤの外側に同軸に配置して、ハウシングに固定取付けすることができる。サンギヤとリングギヤとの間には、両者に噛合する複数のピニオンギヤを配設することができ、複数のピニオンギヤを一体に支持するキャリアを設けることができる。さらに、サンギヤまたはキャリアの一方に選択的に係合され、出力軸に動力を伝達する出力スリーブを設けることができる。出力スリーブは、例えば、出力軸にスプライン嵌合して軸方向に移動可能とし、軸方向の移動によってサンギヤまたはキャリアの一方と係合するように形成することができる。

上述の構成によれば、出力スリーブがサンギヤに係合したときに、出力軸は入力軸と等速で回転する。また、出力スリーブがキャリアに係合したときには、プラネタリギヤの作用により、出力軸は入力軸よりも低速で回転する。

本発明では、キャリアは軸方向に離れた２箇所の支持点で径方向外向きに支持され、かつ、サンギヤに結合し出力スリーブに係脱する高速切替用ピースの外周上に一方の該支持点が設けられている。キャリアの２箇所の支持点は、例えば、ピニオンギヤの前後両側とすることにより、長い支持スパンを確保することができる。一方、サンギヤと出力スリーブとを係合させるために、サンギヤ側に高速切替用ピースを設けることができる。すると、キャリアは、サンギヤや高速切替用ピースよりも外側に配置されるので、高速切替用ピースの外周上に一方の支持点を設けることができる。他方の支持点は、例えば、入力軸やサンギヤの外周上に設けることができる。

前記キャリアの２箇所の前記支持点は、前記サンギヤの前後を挟んで配置される、ことが好ましい。２箇所の支持点をサンギヤの前側と後側とに配置して、サンギヤを離隔した２箇所で挟み込むようにすれば、キャリアとサンギヤとの平行度を確実に維持することができる。

前記キャリアの前記支持点は、滑り軸受または転がり軸受であることが好ましい。支持点には回転速度差が生じるため、相対回転の可能な軸受構造を採用することが好ましい。軸受構造により、キャリアを径方向外向きに支持することができる。

前記キャリアは、前記支持点の少なくとも一方で軸方向に支持されていてもよい。支持点では、径方向だけでなく、軸方向にも支持して変位を規制するようにしてもよい。軸方向の支持にも、滑り軸受または転がり軸受を用いることができる。なお、軸方向の支持による規制は、一方の支持点で前後両方向に対して行っても、あるいは両側の支持点で別々に、例えば両外側ら挟み込んで行うようにしてもよい。

以上説明した本発明のトランスファ装置の副変速機構によれば、キャリアが軸方向に離れた２箇所の支持点で径方向外向きに支持されるため、径方向の浮動が抑制されて移動量が減少するとともに、軸心に対して傾くこともなくなる。したがって、ピニオンギヤと、サンギヤ及びリングギヤとの噛み合い状態が良好に維持されてギヤノイズが低減され、機械的なストレスも小さく高い安全率が確保できる。さらに、キャリアの支持点で軸方向の支持をも行う態様では、軸方向の移動量も抑制され、ギヤの噛み合い状態は一層良好なものとなる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は、本発明の実施例のトランスファ装置の副変速機構を示す断面図であり、略軸対称構造の中心線ＣＬの上側を示している。実施例の副変速機構１は、サンギヤ３、リングギヤ４、複数のピニオンギヤ５、キャリア６、出力スリーブ７、軸受部材、で構成されている。そして、副変速機構１は、図の左方に配置された入力軸と一体に回転するサンギヤ３を入力側とし、図中右方向に動力を伝達する出力スリーブ７を出力側として、高低の２段階変速を行うものである。入力軸は、図の左方に配置されてハウジング２に軸支され、中心線ＣＬを軸心として回転するようになっている。

サンギヤ３は、略円筒状の部材であり、図の左方で入力軸に結合されて一体に回転するようになっており、図中左側の外周に配置されたボールベアリング３１を介し、ハウシング２によって回転自在に軸支されている。サンギヤ３の図中左側の内周にはパイロットベアリング３２が配置され、内側の別の軸部材３３と相対回転するようになっている。サンギヤ３の中央外周には、はす歯３４が形成されている。サンギヤ３のはす歯３４とボールベアリング３１との間の外周には軸受座３７が設けられている。さらに、サンギヤ３の図中右側の外周側には、一体に回転する高速切替用ピース３５が設けられている。高速切替用ピース３５の中央外周には、後述の出力スリーブ７と係合するための外スプライン溝３６が形成されている。また。高速切替用ピース３５の左側外周は、中央よりも縮径されて軸受座３８が形成されている。

リングギヤ４は、サンギヤ３のはす歯３４の外側に空間を設けて同軸に配置され、ハウジング２に固定取付けされ、内周にはす歯４１が設けられている。

複数のピニオンギヤ５は、サンギヤ３とリングギヤ４との間の空間に配設されている。各ピニオンギヤ５は、はす歯５１と、ピニオン軸５２と、軸受部材５３とで形成されている。各ピニオンギヤ５のはす歯５１は、内周側でサンギヤ３のはす歯３４に噛合し、外周側でリングギヤ４のはす歯４１に噛合するようになっている。ピニオン軸５２は、はす歯５１を軸支している。また、軸受部材５３によって、はす歯５１とピニオン軸５２とが滑らかに相対回転できるようになっている。

キャリア６は、複数のピニオンギヤ５を一体に支持する部材であり、前キャリア部材６１及び後キャリア部材６２で形成されている。前キャリア部材６１は、各ピニオンギヤ５のピニオン軸５２の左端を支持する略環状の部材である。前キャリア部材６１の内周には、後述の軸受部材と接する軸受座６６が形成されている。同様に、後キャリア部材６２は、各ピニオン軸５２の右端を支持する略環状の部材である。後キャリア部材６２の内周には後述の軸受部材と接する軸受座６７が形成されており、さらに図中右側の外周寄りには低速切替用ピース６３が軸方向に延設されている。低速切替用ピース６３の右方内周には、後述の出力スリーブ７と係合するための内スプライン溝が形成されている。

出力スリーブ７は、図中右方向に動力を伝達する略環状の部材であり、軸方向すなわち図中左右に駆動されて、高速と低速を選択するように形成されている。詳述すると、出力スリーブ７が左方向に駆動されると、内周に形成された内スプライン溝７１が高速切替用ピース３５の外スプライン溝３６に係合する。このとき、出力スリーブ７はサンギヤ３と一緒に回転し、高速で駆動される。出力スリーブ７が右方向に駆動されると、外周に形成された外スプライン溝７２が低速切替用ピース６３の内スプライン溝に、図の右方で係合する。このとき、回転動力はサンギヤ３からピニオンギヤ５及びキャリア６を経由して伝達され、出力スリーブ７はサンギヤ３よりも低速で駆動される。

軸受部材は、キャリヤ６を相対回転自在に支持する部材であり、前側軸受８１、後側軸受８２、２つのスラスト軸受８３、８４、が設けられている。前側軸受８１は、前キャリア部材６１の内周の軸受座６６と、サンギヤ３の外周の軸受座３７と、の間に嵌挿されており、前キャリア部材６１を径方向に支持している。後側軸受８２は、後キャリア部材６２の内周の軸受座６７と、高速切替用ピース３５の外周の軸受座３８との間に嵌挿されており、後キャリア部材６２を径方向に支持している。前側軸受８１及び後側軸受８２は、本実施例では滑り軸受を採用しているが、ころ軸受などの転がり軸受とすることもできる。

また、一方のスラスト軸受８３は、ボールベアリング３１と前キャリア部材６１との間に配設されている。他方のスラスト軸受８４は、前キャリア部材６１とサンギヤ３のはす歯３４との間に配設されている。２つのスラスト軸受８３、８４には、スラストニードルベアリングが用いられ、前キャリア部材６１は軸方向に支持されている。したがって、キャリア６及びピニオンギヤ５は、軸方向の変位が規制されている。

次に、上述のように構成された実施例の副変速機構１の作用について、図２の従来構成例と比較しながら説明する。図２は、既に特許文献１に開示されている従来の副変速機構９を説明する図である。図示されるように、従来の副変速機構９では、キャリア６には位置決め板９１が嵌合されており、位置決め板９１はスラストワッシャ９２とサンギヤ３との間で支持されている。したがって、位置決め板９１及びキャリア６は、軸方向の変位は規制されているが、径方向には浮動するようになっている。また、キャリア６が軸方向の１箇所で支持されているため、軸心となっている中心線ＣＬに対して傾きやすくなっている。したがって、ピニオンギヤ５の噛み合い状態が安定せず、大きなギヤノイズが発生する原因となっていた。

一方、図１の実施例の副変速機構１では、キャリア６は、前側軸受８１と後側軸受８２とにより、軸方向に離れた２箇所で径方向に支持されている。したがって、キャリア６及びピニオンギヤ５は、径方向の浮動を規制され、また中心線ＣＬに対する傾きも規制されて、安定した噛み合い状態が維持されるため、ギヤノイズは抑制される。

本発明の実施例のトランスファ装置の副変速機構を示す断面図であり、略軸対称構造の中心線の上側を示している。 従来の副変速機構を説明する図である。

符号の説明

１：トランスファ装置の副変速機構
２：ハウジング
３：サンギヤ
３１：ボールベアリング ３２：パイロットベアリング
３４：はす歯 ３５：高速切替用ピース
４：リングギヤ ４１：はす歯
５：ピニオンギヤ
５１：はす歯 ５２：ピニオン軸
５３：軸受部材
６：キャリア
６１：前キャリア部材 ６２：後キャリア部材
６３：低速切替用ピース
７：出力スリーブ
８１：前側軸受 ８２：後側軸受
８３、８４：スラスト軸受
９：従来の副変速機構
ＣＬ：中心線（軸心）

Claims (4)

1. 回転駆動されるサンギヤと、該サンギヤの外側に同軸に配置されハウシングに固定されたリングギヤと、該サンギヤ及び該リングギヤに噛合する複数のピニオンギヤと、複数の該ピニオンギヤを一体に支持するキャリアと、該サンギヤまたは該キャリアの一方に選択的に係合される出力スリーブと、を有するプラネタリギヤを用いたトランスファ装置の副変速機構であって、
   前記キャリアは軸方向に離れた２箇所の支持点で径方向外向きに支持され、かつ、前記サンギヤに結合し前記出力スリーブに係脱する高速切替用ピースの外周上に一方の該支持点が設けられたことを特徴とするトランスファ装置の副変速機構。
2. 前記キャリアの２箇所の前記支持点は、前記サンギヤの前後を挟んで配置される請求項１に記載のトランスファ装置の副変速機構。
3. 前記キャリアの前記支持点は、滑り軸受または転がり軸受である請求項１または２のいずれかに記載のトランスファ装置の副変速機構。
4. 前記キャリアは、前記支持点の少なくとも一方で軸方向に支持されている請求項１〜３のいずれかに記載のトランスファ装置の副変速機構。

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