JP2020060237A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のやまば歯車を有する構造において回転軸の回転によるアライメント変化を低減すること。【解決手段】第１やまば歯車を有する第１軸と、第１やまば歯車と噛み合う第２やまば歯車、および第３やまば歯車、を有する第２軸と、第３やまば歯車と噛み合う第４やまば歯車を有する第３軸と、を備える動力伝達機構であって、第１やまば歯車は、二つのはすば歯車が軸方向に離れた位置に配置されており、第２やまば歯車は、第２軸とは別体であり、かつ第３やまば歯車よりも大径に形成されており、第３やまば歯車は、第２軸と一体成形されており、第１軸は、第１やまば歯車の二つのはすば歯車の間に、第１やまば歯車が取り付けられた部分よりも大径の円柱部が一体成形されている、または、第１やまば歯車を構成する二つのはすば歯車の間の軸方向中央部分が、軸受を介してセンターサポートに支持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達機構に関する。

特許文献１には、車両に搭載される動力伝達機構として、ファイナルドライブギヤとファイナルドリブンギヤ（デフリングギヤ）とが噛み合うファイナルギヤ対をやまば歯車同士が噛み合うギヤ対により構成した動力伝達機構が開示されている。

特開２０１６−５６８８８号公報

やまば歯車を備える三軸構造の動力伝達機構では、中間軸となる一つの回転軸上に、複数のやまば歯車が設けられる。例えば、図３に示す動力伝達機構１００のように、２軸目には、二つのやまば歯車１２１，１２２が軸方向に並んで配置される。この構成例では、やまば歯車１２１が分離構造の歯車であり、左歯車１２１ａと右歯車１２１ｂとは、やまば歯車１２２を挟んで軸方向に離れた位置に配置される。この場合、１軸目のやまば歯車１１１でも左歯車１１１ａと右歯車１１１ｂとが軸方向に離れた位置に配置されることになる。そのため、１軸目では回転軸の回転によるアライメント変化を受けやすく、やまば歯車１１１とやまば歯車１２１との噛合い部で噛合い効率が悪化する虞がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、複数のやまば歯車を有する構造において回転軸の回転によるアライメント変化を低減することができる動力伝達機構を提供することを目的とする。

本発明は、第１やまば歯車を有する第１軸と、第１やまば歯車と噛み合う第２やまば歯車、および第２やまば歯車と軸方向に並んで配置された第３やまば歯車、を有する第２軸と、第３やまば歯車と噛み合う第４やまば歯車を有する第３軸と、を備える動力伝達機構であって、各やまば歯車はそれぞれ、歯のねじれ方向が異なる二つのはすば歯車により構成され、第１やまば歯車は、二つのはすば歯車が軸方向に離れた位置に配置されており、第２やまば歯車は、第２軸とは別体であり、かつ外径が第３やまば歯車よりも大径に形成されており、第３やまば歯車は、第２軸と一体成形されており、第１軸は、第１やまば歯車を構成する二つのはすば歯車の間に、第１やまば歯車が取り付けられた部分よりも大径の円柱部が一体成形されている、または、第１やまば歯車を構成する二つのはすば歯車の間の軸方向中央部分が、軸受を介してセンターサポートに支持されていることを特徴とする。

本発明によれば、第１やまば歯車を構成する二つのはすば歯車が軸方向に離れた位置に配置される構造であっても、二つのはすば歯車の間に設けられた第１軸の円柱部、またはセンターサポートによる支持構造によって、第１軸の剛性を高めることができる。これにより、第１軸は回転軸の回転によるアライメント変化の影響を受けにくくなり、第１やまば歯車と第２やまば歯車との噛合いを適正化できる。

図１は、第１実施形態における動力伝達機構を模式的に示す図である。 図２は、第２実施形態における動力伝達機構を模式的に示す図である。 図３は、従来構造の一例を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における動力伝達機構について具体的に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における動力伝達機構を模式的に示す図である。動力伝達機構１は、互いに平行に配置された三つの回転軸として、第１軸１０、第２軸２０、および第３軸３０を備える三軸構造に構成される。第１軸１０および第３軸３０は、一つのやまば歯車を有する回転軸である。中間軸である第２軸２０は、複数のやまば歯車を有する回転軸である。動力伝達機構１は、軸方向で対称位置に複数の歯車を配置した構造を有するものであり、第２軸２０上に設けられた複数のやまば歯車のうちの一方のやまば歯車が分離構造に構成されている。

詳細には、動力伝達機構１は、第１やまば歯車１１を有する第１軸１０と、第１やまば歯車１１と噛み合う第２やまば歯車２１を有する第２軸２０と、第２軸２０上に第２やまば歯車２１と軸方向に並んで設けられた第３やまば歯車２２と、第３やまば歯車２２と噛み合う第４やまば歯車３１を有する第３軸３０とを備える。第１軸１０と第２軸２０との間は、第１やまば歯車１１と第２やまば歯車２１とによって構成されたギヤ対によって動力伝達可能に連結されている。第２軸２０と第３軸３０との間は、第３やまば歯車２２と第４やまば歯車３１とによって構成されたギヤ対によって動力伝達可能に連結されている。そして、第１軸１０の動力は第２軸２０を介して第３軸３０に伝達される。なお、この説明では、軸方向の配置について、軸方向の一方側を左側、軸方向の他方側を右側と記載する。

第１やまば歯車１１は、第１軸１０に設けられたやまば歯車であり、分離構造の歯車である。この第１やまば歯車１１は、第１軸１０と一体回転する歯車であり、ねじれ方向が互いに逆向きの左歯車１１ａおよび右歯車１１ｂからなる一対のはすば歯車により構成されている。左歯車１１ａは、第１軸１０とは別体に成形された部品であり、内周部にスプラインが設けられている。右歯車１１ｂは、第１軸１０とは別体に成形された部品であり、内周部にスプラインが設けられている。左歯車１１ａは第１軸１０の軸方向左側から圧入されており、右歯車１１ｂは第１軸１０の軸方向右側から圧入されている。第１やまば歯車１１は第１軸１０に対して軸方向に相対移動できないように一体化されている。

さらに、第１軸１０には、軸方向の中央部分に、円柱部１０ａが一体成形されている。円柱部１０ａは、軸方向に所定長さを有する部位であり、第１やまば歯車１１が取り付けられた部分よりも大径である。この円柱部１０ａは第１軸１０の剛性を高める部位として機能する。

また、この円柱部１０ａは、後述する第３やまば歯車２２を歯切り加工する前の構造体、すなわち歯切り加工前部である。つまり、円柱部１０ａは、第３やまば歯車２２の大きさと同程度の大きさ（外径および軸方向長さ）を有する。そして、第１軸１０と第２軸２０とは同一構造の部品を素材にして製造される。第１軸１０は、円柱部１０ａを歯切り加工してやまば歯車（第３やまば歯車２２）を形成することが可能な軸部品である。第２軸２０は、第１軸１０の円柱部１０ａをやまば歯車（第３やまば歯車２２）に歯切り加工した後の軸部品である。

第１軸１０では、円柱部１０ａを挟んだ軸方向対称位置に、左歯車１１ａと右歯車１１ｂとが軸方向に離れて配置されている。左歯車１１ａと右歯車１１ｂとの間に円柱部１０ａが設けられている。つまり、第１軸１０では、円柱部１０ａによって左歯車１１ａと右歯車１１ｂとの間の軸部の剛性が高められている。また、左歯車１１ａの外径と右歯車１１ｂの外径とは、円柱部１０ａの外径よりも大径に形成されている。なお、左歯車１１ａと右歯車１１ｂとは同じ径に形成されている。

第２やまば歯車２１は、第２軸２０上に配置された一つ目のやまば歯車であり、分離構造の歯車である。第２やまば歯車２１は第１やまば歯車１１と噛み合う。図１に示すように、第２やまば歯車２１は第３やまば歯車２２を挟んで軸方向対称の位置に配置された一対のはすば歯車（左歯車２１ａ，右歯車２１ｂ）により構成される。左歯車２１ａと右歯車２１ｂとは、ねじれ方向が互いに逆向きの一対のはすば歯車により構成される。第２やまば歯車２１は第２軸２０に対して軸方向に相対移動できないように一体化されている。

左歯車２１ａは、第２軸２０とは別体に成形された部品であり、第３やまば歯車２２に対して軸方向左側に配置される。右歯車２１ｂは、第２軸２０とは別体に成形された部品であり、第３やまば歯車２２に対して軸方向右側に配置される。左歯車２１ａは第２軸２０の軸方向左側から圧入され、右歯車２１ｂは第２軸２０の軸方向右側から圧入される。第２軸２０上には、軸方向左側から右側に向けて、第２やまば歯車２１の左歯車２１ａ、第３やまば歯車２２の左歯車２２ａ、第３やまば歯車２２の右歯車２２ｂ、第２やまば歯車２１の右歯車２１ｂの順に並ぶ。そして、第２やまば歯車２１は第３やまば歯車２２よりも大径に形成されている。

第１やまば歯車１１と第２やまば歯車２１との噛合い部は、円柱部１０ａおよび第３やまば歯車２２を挟むようにして軸方向に離れた位置で、左歯車同士１１ａ，２１ａが噛み合い、かつ右歯車同士１１ｂ，２１ｂが噛み合う。

第３やまば歯車２２は、第２軸２０上に配置された二つ目のやまば歯車であり、第２軸２０と一体成形された歯車である。この第３やまば歯車２２は、第２軸２０の軸方向中央部に設けられ、ねじれ方向が互いに逆向きの左歯車２２ａおよび右歯車２２ｂからなる一対のはすば歯車により構成される。左歯車２２ａと右歯車２２ｂとは軸方向に隣接して配置される。さらに、第３やまば歯車２２は第２やまば歯車２１よりも小径の歯車である。なお、左歯車２２ａと右歯車２２ｂとは同じ径に形成されている。

第４やまば歯車３１は、第３やまば歯車２２と噛み合うやまば歯車であり、デフリングギヤである。第３軸３０上にはデファレンシャル機構３２が設けられている。第４やまば歯車３１では左歯車３１ａと右歯車３１ｂとが軸方向に隣接して配置される。左歯車３１ａと右歯車３１ｂとは、ねじれ方向が互いに逆向きの一対のはすば歯車であり、いずれも同じ径に形成されている。

第３やまば歯車２２と第４やまば歯車３１との噛合い部は、第２軸２０の軸方向中央位置で、左歯車同士２２ａ，３１ａが噛み合い、かつ右歯車同士２２ｂ，３１ｂが噛み合う。

図１に示す動力伝達機構１は、車両に搭載されるものであり、ファイナルギヤ対をやまば歯車により構成したものである。そのため、第４やまば歯車３１の左歯車３１ａおよび右歯車３１ｂはデフケース３２ａと一体回転するデフリングギヤである。また、第３軸３０は左右の車軸となる。そして、動力伝達機構１の全体構成としては、第１軸１０は入力軸、第１やまば歯車１１は出力ギヤ、第２軸２０はカウンタ軸、第２やまば歯車２１はカウンタドリブンギヤ、第３やまば歯車２２はカウンタドライブギヤ（ドライブピニオンギヤ）、第３やまば歯車２２と第４やまば歯車３１とからなるギヤ対はファイナルギヤ対、第４やまば歯車３１はデフケース３２ａと一体化されたデフリングギヤとなる。

このように構成された動力伝達機構１は、トランスアクスルケース５０の内部に収容されている。トランスアクスルケース５０は、第１ケース部材５１と、第２ケース部材５２と、第３ケース部材５３とから構成される。そして、第１軸１０と第２軸２０と第３軸３０とはそれぞれ、転がり軸受を介してトランスアクスルケース５０に対して回転自在に支持されている。

第１軸１０の軸方向両側には、第１軸受６１と第２軸受６２とが取り付けられている。第１軸受６１は第１ケース部材５１に取り付けられている。第２軸受６２は第２ケース部材５２に取り付けられている。第１軸１０は、第１軸受６１および第２軸受６２を介して第１ケース部材５１および第２ケース部材５２に支持されている。

同様に、第２軸２０は、第３軸受６３および第４軸受６４を介して第１ケース部材５１および第２ケース部材５２に支持されている。第３軸３０は、第５軸受６５および第６軸受６６を介して第１ケース部材５１および第２ケース部材５２に支持されている。第３軸受６３と第５軸受６５とは第１ケース部材５１に取り付けられている。第４軸受６４と第６軸受６６とは第２ケース部材５２に取り付けられている。なお、各軸受６１〜６６は、内輪が回転軸に取り付けられ、外輪がケース部材に取り付けられた転がり軸受により構成される。

さらに、第１軸１０には、モータ７のロータ軸７ａが連結されている。第１軸１０とロータ軸７ａとは同一の回転中心軸線上に配置されており、一体回転するように連結されている。モータ７は、ロータ軸７ａと、ロータ７ｂと、ステータ７ｃとを有する。ロータ軸７ａは、第２ケース部材５２に設けられた第７軸受６７と、第３ケース部材５３に設けられた第８軸受６８とを介して第２ケース部材５２および第３ケース部材５３に支持されている。このモータ７から出力された動力は第１軸１０に入力される。そして、第１軸１０から第１やまば歯車１１、第２やまば歯車２１、第３やまば歯車２２、第４やまば歯車３１を介して車軸である第３軸３０に動力が伝達される。

以上説明した通り、第１実施形態によれば、第１軸１０の軸方向中央部分に、歯切り加工前部である円柱部１０ａが設けられていることによって、第１軸１０の剛性を高めることができる。これにより、第１やまば歯車１１の左歯車１１ａと右歯車１１ｂとが軸方向に離れた位置に配置される構造であっても、その間に円柱部１０ａが設けられているため、第１軸１０の剛性が高くなる。そのため、第１軸１０は回転軸の回転によるアライメント変化の影響を受けにくくなり、第１やまば歯車１１と第２やまば歯車２１との噛合い部での噛合いを適正化することができる。このように噛合いの適正化が図れるため、ミスアライメントを低減でき、ユニット性能が向上する。

また、第２軸２０について、分離構造の第２やまば歯車２１を大径ギヤ、一体成形の第３やまば歯車２２を小径ギヤとしたことによって、小径ギヤを転造、削り出し加工で製作するため、加工がしやすく、削り代の低減が可能になる。つまり、相対的に小径の第３やまば歯車２２を一体成形品とすることで、歯面加工等が容易になり、歯車の加工時間を短縮でき、加工費を削減できる。これにより、製造コストを低コスト化できる。さらに、大径ギヤの第２やまば歯車２１の内周部にスプライン加工が可能になるため、ユニットの径方向への小型化を図ることができる。

さらに、第１軸１０への第１やまば歯車１１の取り付けの位置決め精度が向上し、かつ部品点数を削減できる。これにより、噛合いの適正化と低コスト化とが図れる。ここで、第１実施形態でのユニットの組付け方法について説明する。組付け時、まず、三軸構造の第１軸１０と第２軸２０と第３軸３０とを組み合わせる。次に、第１ケース部材５１に三軸一体で組み付ける。そして、第２ケース部材５２を組み付ける。その後、モータ７を組み付けてから、第３ケース部材５３を組み付ける。

（第２実施形態）
第２実施形態の動力伝達機構１では、第１軸１０の軸方向中央部がトランスアクスルケース５に支持されている支持構造を有する。なお、第２実施形態の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。

図２は、第２実施形態における動力伝達機構を模式的に示す図である。図２に示すように、第２実施形態では、第１軸１０は、軸方向中央部分が第９軸受６９を介してセンターサポート８１に支持されている。第２実施形態の第１軸１０には、円柱部１０ａが設けられていない。

センターサポート８１は、トランスアクスルケース５０の内部で隔壁を形成する固定部材であり、第１ケース部材５１と第２ケース部材５２との間に配置されている。ユニットの組付け状態において、第１やまば歯車１１の左歯車１１ａと右歯車１１ｂとに挟まれる軸方向位置にセンターサポート８１が設けられている。

第９軸受６９は、第１軸１０の軸方向中央部分に取り付けられた転がり軸受であり、センターサポート８１に対して第１軸１０を回転自在に支持する。ユニットの組付け状態において、第１やまば歯車１１の左歯車１１ａと右歯車１１ｂとの間に第９軸受６９が配置されている。そして、第９軸受６９によって第１軸１０が支持されている軸方向位置は、第２軸２０と第３軸との間でやまば歯車が噛み合う位置と重なる位置となる。このように、第３やまば歯車２２と第４やまば歯車３１との噛合う軸方向位置で、センターサポート８１により第１軸１０を支持できるため、ミスアライメントを低減できる。

また、第２実施形態でのユニットの組付け方法は、まず、センターサポート８１と第１軸１０とを組み合わせる。そのうえで、三軸構造の第１軸１０と第２軸２０と第３軸３０と組み合わせる。次に、第１ケース部材５１に三軸一体で組み付ける。そして、第２ケース部材５２を組み付ける。その後、モータ７を組み付けてから、第３ケース部材５３を組み付ける。

以上説明した通り、第２実施形態によれば、第１やまば歯車１１に挟まれる第１軸１０の軸方向中央部分が、センターサポート８１に支持された支持構造を有するので、第１軸１０の負荷によるアライメント変化を低減することが可能である。

１ 動力伝達機構
１０ 第１軸
１０ａ 円柱部
１１ 第１やまば歯車
１１ａ 左歯車
１１ｂ 右歯車
２０ 第２軸
２１ 第２やまば歯車
２１ａ 左歯車
２１ｂ 右歯車
２２ 第３やまば歯車
２２ａ 左歯車
２２ｂ 右歯車
３０ 第３軸
３１ 第４やまば歯車
３１ａ 左歯車
３１ｂ 右歯車
６９ 第９軸受
８１ センターサポート

Claims (1)

1. 第１やまば歯車を有する第１軸と、
   前記第１やまば歯車と噛み合う第２やまば歯車、および前記第２やまば歯車と軸方向に並んで配置された第３やまば歯車、を有する第２軸と、
   前記第３やまば歯車と噛み合う第４やまば歯車を有する第３軸と、
   を備える動力伝達機構であって、
   各やまば歯車はそれぞれ、歯のねじれ方向が異なる二つのはすば歯車により構成され、
   前記第１やまば歯車は、前記二つのはすば歯車が軸方向に離れた位置に配置されており、
   前記第２やまば歯車は、前記第２軸とは別体であり、かつ外径が前記第３やまば歯車よりも大径に形成されており、
   前記第３やまば歯車は、前記第２軸と一体成形されており、
   前記第１軸は、
   前記第１やまば歯車を構成する前記二つのはすば歯車の間に、前記第１やまば歯車が取り付けられた部分よりも大径の円柱部が一体成形されている、
   または、
   前記第１やまば歯車を構成する前記二つのはすば歯車の間の軸方向中央部分が、軸受を介してセンターサポートに支持されている
   ことを特徴とする動力伝達機構。

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