JP2013053650A - 車両用歯車装置の歯打ち音防止装置 - Google Patents

車両用歯車装置の歯打ち音防止装置 Download PDF

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Abstract

【課題】軸径と歯先径との差が小さな小径側ギヤに対しても設けることが可能な車両用歯車装置の歯打ち音防止装置を提供することにある。
【解決手段】歯打ち音防止装置22は、第1減速歯車Mn1のカウンタ軸20に固設され、その該第1減速歯車Mn1の歯先径よりも小径の小径外周歯28と、第2出力歯車Mvの軸部Mvaにその第2出力歯車Mvの歯部Mvbとの間に隙間Sを隔てて相対回転可能に設けられてその小径外周歯28と噛み合うサブギヤ36と、その第2出力歯車Mvの軸部Mvaに設けられ、そのサブギヤ36の第2出力歯車Mvの軸部Mvaに対する相対回転に対して摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置44とが、含まれるので、サブギヤ36を第2出力歯車Mvの内周肉部に摺接させる必要がなく、軸部Mvaの径と歯先径との差が小さな第2出力歯車Mvに対しても設けることができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両用歯車装置に備えられる歯打ち音防止装置に関し、特に、歯打ち音防止装置を、互いに噛み合う一対の歯車の一方であって軸径と歯先径との差が小さな歯車に設置可能とする構造に関するものである。
車両用動力伝達装置には、互いに噛み合う一対の歯車を有する歯車装置が備えられる。この歯車装置が伝達する動力を発生する動力源が遊動状態である場合など、その歯車装置を通して伝達される動力が零或いはそれに近い場合には、一対の歯車の歯面間に形成される隙間すなわちバックラッシュの範囲で遊動側歯車の相対回転が許容されるので、そのバックラッシュが詰められたときに衝突音すなわち歯打ち音が繰り返し発生し、車両の騒音となる。
これに対して、車両用動力伝達装置内で互いに噛み合う一対の大径側ギヤおよび小径側ギヤを有する歯車装置において、相対的に大径の従動ギヤに対して、その従動ギヤの歯部に圧接しないように隙間を隔て、内周肉部で圧接するように皿バネで押圧したサブギヤを同心に設け、このサブギヤの外周歯部を従動ギヤの歯部とはずらした位相で駆動ギヤと噛み合せることで、駆動ギヤおよび従動ギヤの間の歯打ち音の発生を防止する歯打ち音防止装置を設けることが提案されている。たとえば、特許文献1および特許文献2に記載されたものがそれである。
実開昭58−132253号公報 特開昭63−312565号公報
ところで、車両用動力伝達装置の歯車装置では、一対の歯車のうちの大径側ギヤには軸心方向のスペースが無く、小径側ギヤに特許文献1および特許文献2に記載された歯打ち音防止装置を設けようとする場合に、小径側ギヤの軸径と歯先径との差が歯部の歯丈に近くなると、小径側ギヤおよびサブギヤに相互に摺接させるための内周肉部を形成することができず、歯打ち音防止装置を設けることが困難であった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、軸径と歯先径との差が小さな小径側ギヤに対しても設けることが可能な車両用歯車装置の歯打ち音防止装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、第1発明の要旨とするところは、(a) 互いに噛み合う一対の大径側ギヤおよび小径側ギヤを有する車両用歯車装置に設けられて前記大径側ギヤおよび小径側ギヤの間の歯打ち音を抑制する車両用歯車装置の歯打ち音防止装置であって、(b) 前記大径側ギヤの軸部に固設され、該大径側ギヤの歯先径よりも小径の小径外周歯と、(c) 前記小径側ギヤの軸部に該小径側ギヤの歯部との間に隙間を隔てて相対回転可能に設けられて該小径外周歯と噛み合うサブギヤと、(d) 該小径側ギヤの軸部に設けられ、該サブギヤの該小径側ギヤの軸部に対する相対回転に対して摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置とを、含むことにある。
第1発明の車両用歯車装置の歯打ち音防止装置によれば、大径側ギヤの軸部に固設され、その大径側ギヤの歯先径よりも小径の小径外周歯と、(c) 前記小径側ギヤの軸部にその小径側ギヤの歯部との間に隙間を隔てて相対回転可能に設けられて該小径外周歯と噛み合うサブギヤと、(d) その小径側ギヤの軸部に設けられ、そのサブギヤの小径側ギヤの軸部に対する相対回転に対して摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置とが、含まれるので、サブギヤを小径側ギヤの内周肉部に摺接させる必要がなく、軸径と歯先径との差が小さな小径側ギヤに対しても設けることができる。
ここで、好適には、前記摩擦抵抗付与装置は、前記小径側ギヤの軸部に固定された摺接リングと、その小径側ギヤの軸部に該摺接リングと所定距離を隔てて装着されたストッパリングと、その摺接リングとストッパリングとの間に設けられた皿バネとを備え、その皿バネは前記サブギヤを該摺接リングに向かって予荷重を付与する。このように簡単に構成された摩擦抵抗付与装置により、前記小径側ギヤに相対回転可能に設けられたサブリングに、前記小径側ギヤの軸部に対する一定の摺動抵抗を付与することができる。
また、好適には、前記小径側ギヤは、その軸部の両端部が軸受を介して回転可能に支持されるとともに、該軸部の一端が車両の駆動源として機能する電動機の出力軸に連結され、該小径側ギヤと噛み合う大径側歯車は、その軸部の両端部が軸受を介して回転可能に支持されるとともに、カウンタ軸およびそれに設けられたカウンタドリブンギヤとして機能し、前記小径外周歯は、該カウンタ軸のカウンタドライブギヤの該カウンタドリブンギヤ側に隣接して設けられたものである。このようにすれば、大径側ギヤおよび小径側ギヤの軸心方向の寸法を増加させることなく、摩擦抵抗付与装置を設けることができる。
本発明の一実施例のハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図1のハイブリッド車両用駆動装置を構成する各回転部材の軸心の位置関係を概略示すギヤ配置図であり、車両左側から見た図である。 図1のハイブリッド車両用駆動装置内の歯車装置に含まれる歯打ち音防止装置の構成を説明する、図1の要部拡大図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、所謂4軸式ハイブリッド用トランスアクスルであって、FF車両に好適に用いられる。この形式のトランスアクスルは、車輪の操舵装置との関係で車幅方向の寸法の制約があり、車幅方向すなわち軸心方向においてコンパクトに構成されることが望まれる。なお、図1では、トランスアクスルハウジングが除去されて示されている。図2は、各回転部材の軸心の位置関係を概略示すギヤ配置図であり、車両左側から見た図である。図3は、歯打ち音防止装置の構成を説明する、図1の要部拡大図である。なお、図1に示すように、アイドル歯車Giと、それに噛み合う第1出力歯車Ev、減速用カウンタドライブギヤMn2、および差動歯車装置16の大径ギヤRGとは、車幅方向すなわち軸心方向において同じ位置に配置されている。
車両用駆動装置10は、第1軸線S1上に配置された第1駆動部12と、第1軸線S1に平行な第3軸線S3上に配置された第2駆動部14とを備えている。第1駆動部12は、3つの回転要素であるサンギヤS、キャリヤCA、リングギヤRを有する遊星歯車装置PGと、サンギヤSに対してダンパ装置Tlを介して連結されたエンジンE/Gと、キャリヤCAに連結された第1モータジェネレータMG1と、リングギヤRに連結された第1出力歯車Evとを備えている。第1駆動部12は、車幅方向の一端側(図1における左側)から第1モータジェネレータMG1、遊星歯車装置PG、第1出力歯車Ev、ダンパ装置Tl、エンジンE/Gの順番で略水平な第1軸線S1上に配置されている。そして、第1出力歯車Evは、その第1軸線S1と平行な第2軸線S2上に配置されたアイドル歯車Giと噛み合わされているとともに、そのアイドル歯車Giは、同じく第1軸線S1と平行な第5軸線S5上に配設されている差動歯車装置16の大径ギヤRGと噛み合わされている。差動歯車装置16は傘歯車式で、デフケースDcの内部に設けられた傘歯車を介して左右の車軸Dshに駆動力を分配し、左右の駆動輪である前輪18が回転駆動される。差動歯車装置16は、傘歯車等を収容する大径部分が大径ギヤRGよりも車両幅方向の一端側(図1における左側)と反対側に位置するように配置されている。第1出力歯車Evの歯数は大径ギヤRGよりも少なく、第1駆動部12の第1出力歯車Evから出力された回転は、それ等の第1出力歯車Evと大径ギヤRGで定まる所定の減速比で減速されて左右の前輪18に伝達される。大径ギヤRGを備える差動歯車装置16は、終減速機として機能している。
第2駆動部14は、第2モータジェネレータMG2と、その第2モータジェネレータMG2によって回転駆動される第2出力歯車Mvとを備えており、第1軸線S1と平行な第3軸線S3上に、車両幅方向の前記一端側(図1における左側)から第2モータジェネレータMG1、第2出力歯車Mvの順番で配置されている。第2出力歯車Mvは、第3軸線S3と平行な第4軸線S4上に配置されたカウンタ軸20に一体的に取り付けられた第1減速歯車Mn1と噛み合わされている。第2出力歯車Mvの歯数は第1減速歯車Mn1よりも少なく、カウンタ軸20は所定の減速比で減速回転させられる。これ等の第2出力歯車Mvと第1減速歯車Mn1との噛合位置は、車両幅方向において前記エンジンE/Gよりも前記一端側(図1における左側)であってダンパ装置Tlとラップする位置に定められている。すなわち、ダンパ装置Tlは、図1には示されないトランスアクスルハウジング内に配置され、エンジンE/Gは、そのトランスアクスルハウジングに設けられたエンジン合せ面(図1におけるエンジンE/Gの左端)に一体的に固設されるが、そのエンジン合せ面までのトランスアクスルハウジング内に第2出力歯車Mvおよび第1減速歯車Mn1が配設される。デフケースDcが大径ギヤRGよりもエンジンE/G側へ突き出すように配置される差動歯車装置16も、そのデフケースDcがエンジン合せ面までのトランスアクスルハウジング内に略収容されるように配設されている。
上記カウンタ軸20には、第1減速歯車Mn1よりも車両幅方向の前記一端側(図1における左側)に、第1減速歯車Mn1よりも歯数が少ない第2減速歯車Mn2が一体的に取り付けられており、第2減速歯車Mn2はアイドル歯車Giと噛み合わされている。これにより、第2駆動部14の駆動力は、第2出力歯車Mvから第1減速歯車Mn1、第2減速歯車Mn2、およびアイドル歯車Giを経て大径ギヤRGに伝達され、差動歯車装置16によって左右の車軸Dshに分配される。第2減速歯車Mn2の歯数は大径ギヤRGよりも少なく、第2駆動部14の第2出力歯車Mvから出力された回転は、第2出力歯車Mvとそれより大径の第1減速歯車Mn1との歯数比で定まる減速と、および第2減速歯車Mn2とリングギヤRとの歯数比で定まる減速との2段階で減速され、第1駆動部12よりも大きな減速比で減速されて差動歯車装置16に伝達される。
上記第1軸線S1〜第5軸線S5の位置関係は、図2から明らかなように、第1駆動部12の第1軸線S1が車両の最も前側に設定され、第2駆動部14の第3軸線S3は車両の最も後側で第1軸線S1の後方斜め上に設定され、差動歯車装置16の第5軸線S5は、車両前後方向において第1軸線S1と第3軸線S3との間であって第1軸線S1の後方斜め下に設定されている。また、アイドルギヤGiが配置された第2軸線S2は、車両前後方向において第1軸線S1と第5軸線S5との間であってそれ等を結ぶ線分の上方位置に設定され、カウンタ軸20が配置された第4軸線S4は、車両前後方向において第2軸線S2と第3軸線S3との間であってそれ等を結ぶ線分の上方位置に設定されている。
このような車両用駆動装置10においては、第1駆動部12の第1出力歯車Evがアイドル歯車Giと噛み合わされているため、第1出力歯車Evの径寸法の設定や各軸配置の自由度を確保しつつ、ダンパ装置Tlの径寸法を大きくすることが可能で、軸方向すなわち車両幅方向の寸法を拡大することなく、NV性能やトルクリミッタのトルク容量を確保することが容易になる。一対の減速歯車を有するカウンタ軸20を用いないため、第1駆動部12側の減速比の設定の自由度が制約されるが、エンジン出力の減速比は比較的小さくて良い(例えば2〜5程度)ため、第1出力歯車Evと大径ギヤRGとの歯数比による減速だけで所定の減速比を確保することができる。
一方、第2駆動部14側については、一対の第1減速歯車Mn1および第2減速歯車Mn2を有する長手状のカウンタ軸20が設けられるため、減速比の設定の自由度が高くて十分な減速比(例えば8〜15程度)を容易に確保できる。また、その一対の第1減速歯車Mn1および第2減速歯車Mn2のうち車両幅方向において前記一端側(図1における左側)と反対側の減速歯車、すなわち第1減速歯車Mn1は、車両幅方向においてエンジンE/Gよりも一端側(図1における左側)であってダンパ装置Tlとラップする位置で第2出力歯車Mvと噛み合わされているため、軸方向すなち車両幅方向の寸法をできるだけ短く維持しつつ、エンジンE/G側まで突き出して配置される場合に比較して差動歯車装置16とエンジンE/Gとの間の距離(S1とS5との間の軸間距離)が小さく維持され、装置が全体としてコンパクトに構成される。
ところで、上記のように構成された車両用駆動装置10においては、第2モータジェネレータMG2の出力トルクが零であるときに、比較的慣性重量が大きい第2モータジェネレータMG2に連結されてそれとともに回転する第2出力歯車Mvと、それと噛み合って走行中に前輪18と共に連れまわる第1減速歯車Mn1との歯面間にバックラッシュが存在してそのバックラッシュの範囲で相対回転が許容されるので、そのバックラッシュが詰められたたときに衝突音すなわち歯打ち音が繰り返し発生し、車両の騒音となる可能性がある。しかし、本実施例の車両用駆動装置10においては、歯打ち音防止装置22が設けられ、その歯打ち音の発生が抑制されるようになっている。本実施例では、上記第1減速歯車Mn1およびそれが固定されたカウンタ軸20が大径側ギヤに対応し、カウンタ軸20が大径側ギヤの軸部に対応し、上記第2出力歯車Mvが小径側ギヤに対応し、それら第1減速歯車Mn1、カウンタ軸20、および第2出力歯車Mvが、車両用歯車装置に対応している。
図3に詳しく示すように、カウンタ軸20は、その一端部および他端部が一対の軸受24を介してトランスアクスルハウジング26により回転可能に支持されており、カウンタドライブギヤとして機能する第2減速歯車Mn2を一端部に一体に備え、カウンタドリブンギヤとして機能する第1減速歯車Mn1をスプライン嵌合によって相対回転不能に他端部に備えている。そして、カウンタ軸20は、歯先径が第2出力歯車Mvよりは大径であるが第2減速歯車Mn2と同径(同歯数)且つ第1減速歯車Mn1よりも小径の小径外周歯28を、第2減速歯車Mn2と第1減速歯車Mn1との間に一体に備えている。小径外周歯28は、サブギヤ36の間の噛合タイミングが第1減速歯車Mn1と第2出力歯車Mvとの間の噛合タイミングに比較してずれるように第1減速歯車Mn1に対して少ない歯数の第2減速歯車Mn2の歯と一続きに形成され、歯打ち音防止装置22の一部を構成している。
第2出力歯車Mvは、一対の軸受30を介してトランスアクスルハウジング26により回転可能に一端部および他端部が支持された長手状の軸部Mvaと、軸部Mvaの中間部に一体に形成された歯部Mvbと、第2モータジェネレータMG2と連結するためにその軸部Mvaの一端に一体に形成されたスプライン嵌合歯32と、その軸部Mvaの中間部に一体に形成された歯部Mvbとを備えている。そして、第2出力歯車Mvの軸部Mvaのうち、一端部側の軸受30と歯部Mvbとの間には、小径外周歯28と噛み合う外周歯34を有し、歯部Mvbとの間に所定の隙間Sを隔てて相対回転可能に設けられ、歯部Mvbよりも数倍大きな歯先径およびピッチ径を有する板状のサブギヤ36と、サブギヤ36の内周部と摺接するように軸部Mvaに圧入などにより固着された摺接リング38と、摺接リング38との間でサブギヤ36を挟むように所定間隔離れた位置に嵌め着けられたストッパリング40と、ストッパリング40とサブギヤ36との間に与圧状態で介挿されてサブギヤ36を摺接リング38に押圧する皿ばね42とが、設けられている。
歯打ち音防止装置22は、カウンタ軸20の小径外周歯28と、それと噛み合う板状のサブギヤ36、摺接リング38、ストッパリング40、および皿ばね42とから構成される。また、上記摺接リング38、ストッパリング40、および皿ばね42が、サブギヤ36の軸部Mvaに対する相対回転に対して摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置44として機能している。
上記のように、一対の互いに噛み合う第1減速歯車Mn1と第2出力歯車Mvとを備えるとともに歯打ち音防止装置22を備える車両用歯車装置10では、第2出力歯車Mvがトルクが出力されない遊動状態で第1減速歯車Mn1が回転駆動されるとともに、その回転に変動が発生すると、第1減速歯車Mn1および第2出力歯車Mvの間で歯打ち音が発生する。しかし、大径の第1減速歯車Mn1と噛み合う第2出力歯車Mvとの噛合タイミングに対して、小径外周歯28とそれに噛み合うサブギヤ36との間の噛合タイミングがずれている。このため、小径外周歯28とサブギヤ36とのガタが詰まったあと、サブギヤ36の摺接リング38との摩擦抵抗付与装置44が遊動状態の第2出力歯車Mvに対して摺動抵抗が付与され、摺接リング38と一体回転する第2出力歯車Mvの回転速度が落ち、第1減速歯車Mn1と第2出力歯車Mvとの歯車間のガタが詰まるときの衝突が緩和され、歯打ち音の発生が好適に防止される。
上述のように、本実施例の車両用駆動装置10によれば、歯打ち音防止装置22は、第1減速歯車( 大径側ギヤ) Mn1のカウンタ軸20( 大径側ギヤの軸部) に固設され、その該第1減速歯車Mn1の歯先径よりも小径の小径外周歯28と、第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvの軸部Mvaにその第2出力歯車Mvの歯部Mvbとの間に隙間Sを隔てて相対回転可能に設けられてその小径外周歯28と噛み合うサブギヤ36と、その第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvの軸部Mvaに設けられ、そのサブギヤ36の第2出力歯車Mvの軸部Mvaに対する相対回転に対して摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置44とが、含まれるので、サブギヤ36を第2出力歯車Mvの内周肉部に摺接させる必要がなく、軸部Mvaの径( 軸径) と歯先径との差が小さな第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvに対しても設けることができる。
また、本実施例の車両用駆動装置10によれば、摩擦抵抗付与装置44は、第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvの軸部Mvaに固定された摺接リング38と、その軸部Mvaに摺接リング38と所定距離を隔てて装着されたストッパリング40と、その摺接リング38とストッパリング40との間に設けられた皿バネ42とを備え、皿バネ42はサブギヤ36を摺接リング38に向かって予荷重を付与する。このため、簡単な構成された摩擦抵抗付与装置44により、第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvに相対回転可能に設けられたサブギヤ36に、その第2出力歯車Mvの軸部Mvaに対する一定の摺動抵抗を付与することができる。
また、本実施例の車両用駆動装置10によれば、第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvは、その軸部Mvaの両端部が軸受30を介して回転可能に支持されるとともに、その軸部Mvaの一端が車両の駆動源として機能する第2モータジェネレータ( 電動機) MG2に連結され、その第2出力歯車Mvと噛み合う第1減速歯車( 大径側ギヤ) Mn1は、軸部Mvaの両端部が軸受30を介して回転可能に支持されるとともに、カウンタ軸20およびそれに設けられたカウンタドリブンギヤとして機能している。このため、第1減速歯車( 大径側ギヤ) Mn1および第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvの軸心方向の寸法を増加させることなく、摩擦抵抗付与装置44を設けることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、カウンタ軸20には、サブギヤ36が噛み合う小径外周歯28が第2減速歯車Mn2の歯と一続きに形成されていたが、小径歯車28は第2減速歯車Mn2と異なる歯先径或いは歯数となるように構成されてもよい。
また、摩擦抵抗付与装置44は、第2出力歯車( 小径側ギヤ) Mvの軸部Mvaに固定された摺接リング38と、その軸部Mvaに摺接リング38と所定距離を隔てて装着されたストッパリング40と、その摺接リング38とストッパリング40との間に設けられた皿バネ42とから構成されていたが、皿バネ42に代えて波板バネ、コイルバネなどの他の弾性部材が用いられてもよいし、摺接リング38とサブギヤ36との間に摩擦板が設けられてもよい。摩擦抵抗付与装置44は、種々の他の形式により構成され得る。
また、前述の実施例では、ハイブリッド車両のトランスアクスル内の歯車装置について説明されていたが、本発明は他の車両用動力伝達装置における歯車装置に対しても適用され得る。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両用駆動装置
20:カウンタ軸( 車両用歯車装置)
Mv:第2出力歯車( 小径側ギヤ、車両用歯車装置)
Mn1:第1減速歯車( 大径側ギヤ、車両用歯車装置)
22:歯打ち音防止装置
28:小径外周歯
26、30:軸受
36:サブギヤ
38:摺接リング
40:ストッパリング
42:皿ばね
44:摩擦抵抗付与装置

Claims (3)

  1. 互いに噛み合う一対の大径側ギヤおよび小径側ギヤを有する車両用歯車装置に設けられて前記大径側ギヤおよび小径側ギヤの間の歯打ち音を抑制する車両用歯車装置の歯打ち音防止装置であって、
    前記大径側ギヤの軸部に固設され、該大径側ギヤの歯先径よりも小径の小径外周歯と、
    前記小径側ギヤの軸部に該小径側ギヤの歯部との間に隙間を隔てて相対回転可能に設けられて該小径外周歯と噛み合うサブギヤと、
    該小径側ギヤの軸部に設けられ、該サブギヤの該小径側ギヤの軸部に対する相対回転に対して摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置と
    を、含むことを特徴とする車両用歯車装置の歯打ち音防止装置。
  2. 前記摩擦抵抗付与装置は、前記小径側ギヤの軸部に固定された摺接リングと、該小径側ギヤの軸部に該摺接リングと所定距離を隔てて装着されたストッパリングと、該摺接リングとストッパリングとの間に設けられた皿バネとを備え、該皿バネは前記サブギヤを該摺接リングに向かって予荷重を付与することを特徴とする請求項1の車両用歯車装置の歯打ち音防止装置。
  3. 前記小径側ギヤは、その軸部の両端部が軸受を介して回転可能に支持されるとともに、該軸部の一端が車両の駆動源として機能する電動機の出力軸に連結され、
    該小径側ギヤと噛み合う大径側歯車は、その軸部の両端部が軸受を介して回転可能に支持されるとともに、カウンタ軸およびそれに設けられたカウンタドリブンギヤとして機能し、
    前記小径外周歯は、該カウンタ軸のカウンタドライブギヤの該カウンタドリブンギヤ側に隣接して設けられていることを特徴とする請求項1または2の車両用歯車装置の歯打ち音防止装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105179644A (zh) * 2015-09-17 2015-12-23 常州凌凯特电子科技有限公司 夹持型齿轮

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CN105179644A (zh) * 2015-09-17 2015-12-23 常州凌凯特电子科技有限公司 夹持型齿轮

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