JP5091692B2 - Transmission with planetary gear mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、遊星歯車機構付き変速機に関するものである。 The present invention relates to a transmission with a planetary gear mechanism.
車両用の変速機(減速機)として、遊星歯車機構付き変速機が利用されている。この変速機は、遊星歯車機構の構成要素であるサンギヤ、キャリア(プラネタリギヤ)およびリングギヤをケース内に配置したものである。これらの構成要素は、1つがケースに固定され、1つが入力側に接続され、1つが出力側に接続されている。 As a vehicle transmission (reduction gear), a transmission with a planetary gear mechanism is used. In this transmission, a sun gear, a carrier (planetary gear), and a ring gear, which are components of a planetary gear mechanism, are arranged in a case. One of these components is fixed to the case, one is connected to the input side, and one is connected to the output side.
リングギヤをケースに固定する場合には、リングギヤを起振源とするギヤ音や振動が、ケースに伝達されるのを抑制する必要がある。その方策として、(1)リングギヤの歯形の狙い値変更、(2)歯面仕上げの向上が考えられる。しかしながら、量産を想定した場合のリングギヤの製造工法であるギヤシェーパによる送り加工は、精度が悪いのが現状であり、(1)リングギヤの歯形の狙い値変更を実現することは困難である。またリングギヤは内接歯車であり、(2)歯面仕上げの向上を実現することも困難である。 When the ring gear is fixed to the case, it is necessary to suppress transmission of gear sound and vibration using the ring gear as a vibration source to the case. As measures for this, (1) changing the target value of the tooth profile of the ring gear and (2) improving the tooth surface finish can be considered. However, feed processing using a gear shaper, which is a ring gear manufacturing method when mass production is assumed, is currently inaccurate and (1) it is difficult to change the target value of the tooth profile of the ring gear. The ring gear is an internal gear, and (2) it is difficult to improve the tooth surface finish.
そこで特許文献1には、変速機のケースに固定すべき要素を有する遊星歯車機構を組み込んだ変速機において、油圧ブレーキのシリンダ部に固定要素を固定することで、変速機ケースへの振動伝達を抑制する技術が記載されている。また特許文献2には、ケース側に固定される遊星歯車機構のひとつの要素とケースとの間に中間部材を介装し、この中間部材がケース側および要素のそれぞれとスプライン結合する技術が記載されている。これにより、遊星歯車機構で発生した歯車同士の噛み合いによる噛み合い起振力は、中間部材の内外周の歯の微小な弾性変形によって減衰され、遊星歯車機構からケースへの振動伝達を抑制することが可能になると記載されている。
しかしながら、特許文献1および2に記載された技術では、振動伝達の抑制効果を上げるため、中間部材の径方向の長さを大きくする必要がある。この場合、遊星歯車機構が大型化するという問題がある。
そこで本発明は、リングギヤからケースへの振動伝達を抑制しつつ、大型化を抑制することが可能な、遊星歯車機構付き変速機の提供を課題とする。
However, in the techniques described in
Therefore, an object of the present invention is to provide a transmission with a planetary gear mechanism that can suppress an increase in size while suppressing vibration transmission from a ring gear to a case.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、遊星歯車機構(例えば、実施形態における遊星歯車機構12)リングギヤ(例えば、実施形態におけるリングギヤ24)がケース(例えば、実施形態におけるケース11)に固定された遊星歯車機構付き変速機(例えば、実施形態における変速機10)であって、前記リングギヤと前記ケースとの間において前記リングギヤおよび前記ケースと同軸状に、前記リングギヤおよび前記ケースから径方向に隙間(例えば、実施形態における隙間42,44)を置いて中間部材(例えば、実施形態における中間部材40)が配置され、前記中間部材は、第1接触部(例えば、実施形態における第1接触部50)において前記リングギヤに当接可能とされるとともに、第2接触部(例えば、実施形態における第2接触部60)において前記ケースに当接可能とされ、前記第1接触部および前記第2接触部は、前記中間部材の周方向において異なる位置に配置され、前記第2接触部では、前記中間部材の外周面に第2凸部(例えば、実施形態における第2凸部62)が形成されるとともに、前記ケースの内周面に第2凹部(例えば、実施形態における第2凹部64)が形成され、前記中間部材の周方向における前記第2凸部の側面(例えば、実施形態における側面62a)と前記第2凹部の側面(例えば、実施形態における側面64a)とが当接可能とされ、前記第2凸部の先端面に、窪み部(例えば、実施形態における窪み部63)が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に係る発明は、前記第1接触部では、前記リングギヤの外周面に第1凸部(例えば、実施形態における第1凸部52)が形成されるとともに、前記中間部材の内周面に第1凹部(例えば、実施形態における第1凹部54)が形成され、前記中間部材の周方向における前記第1凸部の側面(例えば、実施形態における側面52a)と前記第1凹部の側面(例えば、実施形態における側面54a)とが当接可能とされていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first contact portion, a first convex portion (for example, the first convex portion 52 in the embodiment) is formed on the outer peripheral surface of the ring gear, and the inner peripheral surface of the intermediate member. The first concave portion (for example, the first
請求項3に係る発明は、前記中間部材の周方向における前記第1凸部の両側面は、前記中間部材の中心軸および前記第1凸部の中心点を含む平面(例えば、実施形態における平面S)と平行に形成されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 3, both side surfaces of the first convex portion in the circumferential direction of the intermediate member are planes including a central axis of the intermediate member and a central point of the first convex portion (for example, a plane in the embodiment). S) and is formed in parallel.
請求項4に係る発明は、前記第1凸部の側面と前記第1凹部の側面との間、および前記第2凸部の側面と前記第2凹部の側面との間は、すきま嵌めとなるように嵌合されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is a clearance fit between the side surface of the first convex portion and the side surface of the first concave portion, and between the side surface of the second convex portion and the side surface of the second concave portion. It is characterized by being fitted.
請求項5に係る発明は、前記第1凸部の側面と前記第1凹部の側面との間、または前記第2凸部の側面と前記第2凹部の側面との間は、しまり嵌めとなるように圧入されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is an interference fit between the side surface of the first convex portion and the side surface of the first concave portion, or between the side surface of the second convex portion and the side surface of the second concave portion. It is characterized by being press-fitted.
請求項1に係る発明によれば、第1接触部および第2接触部が中間部材の周方向において異なる位置に配置されているので、リングギヤからケースまでの振動伝達距離を確保することが可能になり、振動を減衰させて振動伝達を抑制することができる。このように、中間部材の半径方向に振動伝達距離を確保する代わりに、周方向に振動伝達距離を確保することで、変速機を大型化することなく、振動伝達を抑制することができる。
ケースに凸部を形成する場合には、対応する凹部をリングギヤに形成することになる。
これに対して、請求項1に係る発明によれば、リングギヤに凹部を形成する必要がないので、リングギヤの強度を確保し易くなる。これに伴って、リングギヤの半径方向における厚肉化を防止することが可能になり、変速機の大型化を防止することができる。
また、窪み部により第2凸部が周方向に分割されるので、第2凸部が周方向に撓み易くなる。これにより、中間部材からケースへの振動伝達を効果的に抑制することができる。
According to the first aspect of the invention, since the first contact portion and the second contact portion are arranged at different positions in the circumferential direction of the intermediate member, it is possible to ensure a vibration transmission distance from the ring gear to the case. Therefore, vibration transmission can be suppressed by attenuating vibration. Thus, instead of securing the vibration transmission distance in the radial direction of the intermediate member, securing the vibration transmission distance in the circumferential direction can suppress vibration transmission without increasing the size of the transmission.
When a convex part is formed on the case, a corresponding concave part is formed on the ring gear.
On the other hand, according to the first aspect of the present invention, since it is not necessary to form a recess in the ring gear, it is easy to ensure the strength of the ring gear. Along with this, it is possible to prevent the ring gear from becoming thick in the radial direction, and it is possible to prevent the transmission from becoming large.
Moreover, since the 2nd convex part is divided | segmented into the circumferential direction by the hollow part, the 2nd convex part becomes easy to bend in the circumferential direction. Thereby, vibration transmission from the intermediate member to the case can be effectively suppressed.
請求項2に係る発明によれば、リングギヤに凹部を形成する場合と比べて、リングギヤの強度を確保し易くなる。これに伴って、リングギヤの半径方向における厚肉化を防止することが可能になり、変速機の大型化を防止することができる。
According to the invention which concerns on
請求項3に係る発明のように、第1凸部を矩形歯状に形成することで、リングギヤに作用するトルクを中間部材によって確実に伝達することが可能になり、リングギヤのがたつきを抑制することができる。 As in the invention according to claim 3, by forming the first convex portion in a rectangular tooth shape, the torque acting on the ring gear can be reliably transmitted by the intermediate member, and the rattling of the ring gear is suppressed. can do.
請求項4に係る発明によれば、リングギヤ、中間部材およびケースの組み立て作業を容易に行うことができる。 According to the invention which concerns on Claim 4 , the assembly operation | work of a ring gear, an intermediate member, and a case can be performed easily.
請求項5に係る発明によれば、リングギヤ、中間部材およびケースのがたつきを抑制することができる。 According to the invention which concerns on Claim 5 , shakiness of a ring gear, an intermediate member, and a case can be suppressed.
以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
図1は、車両のレイアウトを示す概略構成図である。この発明にかかる遊星歯車機構付き変速機10は、例えば図1に示す車両3の駆動装置1に用いられる。図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動ユニット6を有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wf側に伝達される。一方で、この駆動ユニット6と別に設けられた駆動装置1の動力が、後輪Wr側に伝達されるようになっている。前輪Wf側の駆動ユニット6の電動機5と、後輪Wr側の駆動装置1の電動機2は、PDU8(パワードライブユニット)を介してバッテリ9に接続されている。そしてバッテリ9から電動機5,2への電力供給と、電動機5,2からバッテリ9へのエネルギー回生が、PDU8を介して行われるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a layout of a vehicle. A
図2は本実施形態に係る遊星歯車機構付き変速機の説明図であり、図1および図3のY−Y線における断面図である。図2に示すように、本実施形態に係る遊星歯車機構付き変速機10は、遊星歯車機構12の構成要素であるサンギヤ21、プラネタリギヤ22およびリングギヤ24が、ケース11の内部に配置されて構成されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the transmission with a planetary gear mechanism according to the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along line YY in FIGS. 1 and 3. As shown in FIG. 2, the
図3は、図2のZ−Z線における断面図である。図3に示すように、遊星歯車機構付き変速機10は、円筒軸16の一端側外周に一体に設けられたサンギヤ21と、このサンギヤ21に噛合される複数のプラネタリギヤ22と、これらのプラネタリギヤ22を支持するプラネタリキャリア23と、プラネタリギヤ22の外周側に噛合されるリングギヤ24とを備えている。そして、電動機(不図示)の駆動力がサンギヤ21に入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア23を通して出力されるようになっている。
3 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG. As shown in FIG. 3, the planetary gear mechanism-equipped
プラネタリギヤ22は、サンギヤ21に直接噛合される大径の第1ギヤ26と、この第1ギヤ26よりも小径の第2ギヤ27とを有し、これらの第1ギヤ26および第2ギヤ27が同軸に、かつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。リングギヤ24は、第1ギヤ26の軸方向側面に対向する位置に固定設置され、リングギヤ24の内周面が小径の第2ギヤ27に噛合されている。この実施形態の場合、リングギヤ24の最大半径は、第1ギヤ26の車軸10B中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。
The
一方、差動装置13は、内面側に回転可能なピニオン30が突設されたディファレンシャルケース31と、このディファレンシャルケース31内においてピニオン30に噛合される一対のサイドギヤ32a,32bを備え、これらの各サイドギヤ32a,32bが左右の車軸10A,10Bに夫々結合されている。ディファレンシャルケース31には、遊星歯車機構12のプラネタリキャリア23が一体に結合されている。なお、ディファレンシャルケース31はケース11内に回転可能に支持されている。
そして、車両の発進時に電動機(不図示)が始動されると、電動機の駆動力が遊星歯車機構12によって設定減速比に減速され、さらに差動装置13を介して左右の車軸10A,10Bに伝達されるようになっている。
On the other hand, the
When the electric motor (not shown) is started when the vehicle starts, the driving force of the electric motor is reduced to the set reduction ratio by the
(中間部材)
図2に戻り、リングギヤ24とケース11との間において、リングギヤ24およびケース11と同軸状に、中間部材40が配置されている。中間部材40は、焼入れされた鉄合金材料等により、略リング状に形成されている。中間部材40は、リングギヤ24から半径方向に隙間42を置いて配置され、ケース11から半径方向に隙間44を置いて配置されている。なお中間部材40は、軸方向について一様に形成されている。
(Intermediate member)
Returning to FIG. 2, the
中間部材40は、第1接触部50においてリングギヤ24に当接可能とされ、第2接触部60においてケース11に当接可能とされている。第1接触部50および第2接触部60は、中間部材40の周方向において異なる位置に、具体的には所定角度ごとに交互に配置されている。第1接触部50および第2接触部60を除いた領域では、リングギヤ24およびケース11から半径方向に隙間42,44を置いて中間部材40が配置されている。
The
図4は、図2の部分拡大図である。図4に示すように、第1接触部50では、リングギヤ24の外周面から半径方向外側に向かって第1凸部52が形成されている。リングギヤ24の周方向における第1凸部52の両側面52aは、中間部材40の中心軸および第1凸部52の中心点を含む平面Sと、略平行に配置されている。すなわち、第1凸部52は矩形歯状に形成されている。第1凸部52は、リングギヤ24の周方向において所定角度ごとに複数(本実施形態では8個)形成されている。
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. As shown in FIG. 4, in the
第1接触部50では、上述した第1凸部52と対向するように、中間部材40の内周面から半径方向外側に向かって第1凹部54が形成されている。中間部材40の周方向における第1凸部52の両側面52aと第1凹部54の両側面54aとは、相互に当接可能とされている。一方、第1凸部52の先端面52bと第1凹部54の底面54bとの間には、隙間42bが設けられている。
In the
なお、本実施形態の中間部材40は薄肉に形成されているので、中間部材40の外周面には第1凹部54に対応する凸部56が形成されている。この凸部56に対応して、ケース11の内周面には凹部58が形成されている。凸部56と凹部58との間には、中間部材40とケース11との間に設けられた隙間44が延設されている。
Since the
一方、第2接触部60では、中間部材40の外周面から半径方向外側に向かって第2凸部62が形成されている。中間部材40の周方向における第2凸部62の両側面62aは、その法線が半径方向外側に向く傾斜面とされている。すなわち、第2凸部62は台形歯状に形成されている。第2凸部62は、中間部材40の周方向において所定角度ごとに複数(本実施形態では8個)形成されている。
なお、第2凸部62の先端面62bの周方向中央部から半径方向内側に向かって、窪み部63が形成されている。この窪み部63により、第2凸部62は周方向に二分割されている。
On the other hand, in the
In addition, the recessed
第2接触部60では、上述した第2凸部62と対向するように、ケース11の内周面から半径方向外側に向かって第2凹部64が形成されている。中間部材40の周方向における第2凸部62の両側面62aと第2凹部64の両側面64aとは、相互に当接可能とされている。一方、第2凸部62の先端面62bと第2凹部64の底面64bとの間には、隙間44bが設けられている。
In the
第1凸部52の側面52aと第1凹部54の側面54aとの間、および第2凸部62の側面62aと第2凹部64の側面64aとの間は、すきま嵌めとなるように嵌合されていてもよく、しまり嵌めとなるように圧入されていてもよい。すきま嵌めとなるように嵌合する場合には、リングギヤ24、中間部材40およびケース11の組み立て作業を容易に行うことができる。この場合には、リングギヤ24に駆動トルク(または逆方向の回生トルク)が作用することで、第1凸部52の側面52aと第1凹部54の側面54aとが当接するとともに、第2凸部62の側面62aと第2凹部64の側面64aとが当接することになる。一方、しまり嵌めとなるように圧入された場合には、リングギヤの周方向のがたつきを抑制することが可能になり、車両発進時のショックや音の発生を低減することができる。
Fitting between the
(作用)
次に、上述した遊星歯車機構付き変速機の作用につき、図4を用いて説明する。
リングギヤ24で発生したギヤ音等の振動は、中間部材40を介してケース11に伝達される。リングギヤ24と中間部材40との間には隙間42が設けられ、両者は第1接触部50のみで当接可能とされているので、第1接触部50においてリングギヤ24から中間部材40に振動が伝達される。第1接触部50では、リングギヤ24の第1凸部52の側面52aと、中間部材40の第1凹部54の側面54aとが当接して、周方向に振動が伝達される。ここで、第1凸部52はリングギヤ24の外周面から突出形成されているので、微小ながら周方向に撓み変形して振動を減衰させることが可能である。したがって、リングギヤ24から中間部材40への振動伝達を抑制することができる。
(Function)
Next, the operation of the above-described transmission with a planetary gear mechanism will be described with reference to FIG.
Vibrations such as gear noise generated in the
また、中間部材40とケース11との間には隙間44が設けられ、両者は第2接触部60のみで当接可能とされているので、第2接触部60において中間部材40からケース11に振動が伝達される。第2接触部60では、中間部材40の第2凸部62の側面62aと、ケース11の第2凹部64の側面64aとが当接して、周方向に振動が伝達される。ここで、第2凸部62は中間部材40から突出形成されているので、微小ながら周方向に撓み変形して振動を減衰させることが可能である。したがって、中間部材40からケース11への振動伝達を効果的に抑制することができる。
なお第2凸部62の先端面に形成された窪み部63により、第2凸部62が周方向に二分割されているので、第2凸部62は周方向に撓み易くなっている。これにより、中間部材40からケース11への振動伝達を効果的に抑制することができる。
Further, a
In addition, since the 2nd
そして、第1接触部50および第2接触部60は、中間部材40の周方向において異なる位置に配置されている。これにより、リングギヤ24からケース11までの振動伝達距離を確保することが可能になり、振動を減衰させることができる。特に本実施形態では、第1接触部50と第2接触部60との間において中間部材40が薄肉に形成されているので、中間部材40が自在に変形して振動を効果的に減衰させることができる。しかも、中間部材の半径方向に振動伝達距離を確保する代わりに、周方向に振動伝達距離を確保しているので、ケース11の外形の大型化を防止することができるのである。
なお、車両の防振性能の違い等により遊星歯車機構付き変速機に求められる静粛性が異なる場合には、ケースを共用化しておきリングギヤおよびプレートを変更することで、安価に対応することが可能である。
The
If the quietness required for a transmission with a planetary gear mechanism differs due to differences in the vibration isolation performance of the vehicle, etc., it is possible to cope with low cost by sharing the case and changing the ring gear and plate. It is.
また第1接触部50では、リングギヤ24に第1凸部52を形成し中間部材40に第1凹部54を形成したので、リングギヤに凹部を形成する場合と比べて、リングギヤ24の強度を確保し易くなる。これに伴って、リングギヤ24の半径方向における厚肉化を防止することが可能になり、ケース11の大型化を防止することができる。
また第2接触部60において、本実施形態とは逆にケースに凸部を形成し中間部材に凹部を形成する場合には、リングギヤにも対応する凹部を形成することになる。これに対して本実施形態では、中間部材40に第2凸部62を形成しケース11に第2凹部64を形成したので、リングギヤに凹部を形成する必要がなく、リングギヤ24の強度を確保し易くなる。これに伴って、リングギヤ24の半径方向における厚肉化を防止することが可能になり、ケース11の大型化を防止することができる。
In the
Further, in the
なお本実施形態では、中間部材40の第1凹部54にリングギヤ24の第1凸部が嵌合されているので、中間部材40の周方向には隙間がほとんど存在しない。これにより、中間部材40にトルクが入力された場合でも、中間部材40の大幅な変形を防止することが可能になり、リングギヤ24をケース11に対して確実に固定することができる。
In the present embodiment, since the first convex portion of the
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、本発明に係る遊星歯車機構付き変速機は、図1に示す駆動システム以外の駆動システムを採用する車両に適用することも可能である。
また図4に示すように、上記実施形態では第1凸部52を矩形歯状に形成し、第2凸部62を台形歯状に形成したが、これら以外の形状に形成してもよい。
また図2に示すように、上記実施形態では第1接触部50および第2接触部60を中間部材の周方向において等間隔に配置したが、不等間隔で配置してもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, the transmission with a planetary gear mechanism according to the present invention can be applied to a vehicle that employs a drive system other than the drive system shown in FIG.
Moreover, as shown in FIG. 4, although the 1st convex part 52 was formed in the rectangular tooth shape and the 2nd
Moreover, as shown in FIG. 2, in the said embodiment, although the
図5は、中間部材の変形例の説明図である。図5に示すように、軸方向において中間部材40を分割形成してもよい。具体的には、複数の分割片41aを樹脂接着剤41b等により積層して、中間部材40を形成すればよい。この場合には、中間部材40の製造コストを低減することができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a modified example of the intermediate member. As shown in FIG. 5, the
S…平面 10…変速機 11…ケース 12…遊星歯車機構 24…リングギヤ 40…中間部材 42…隙間 44…隙間 50…第1接触部 52…第1凸部 52a…側面 54…第1凹部 54a…側面 60…第2接触部 62…第2凸部 62a…側面 63…窪み部 64…第2凹部 64a…側面
S ...
Claims (5)
前記リングギヤと前記ケースとの間において前記リングギヤおよび前記ケースと同軸状に、前記リングギヤおよび前記ケースから径方向に隙間を置いて中間部材が配置され、
前記中間部材は、第1接触部において前記リングギヤに当接可能とされるとともに、第2接触部において前記ケースに当接可能とされ、
前記第1接触部および前記第2接触部は、前記中間部材の周方向において異なる位置に配置され、
前記第2接触部では、前記中間部材の外周面に第2凸部が形成されるとともに、前記ケースの内周面に第2凹部が形成され、前記中間部材の周方向における前記第2凸部の側面と前記第2凹部の側面とが当接可能とされ、
前記第2凸部の先端面に、窪み部が形成されていることを特徴とする遊星歯車機構付き変速機。 A planetary gear mechanism-equipped transmission in which a ring gear of a planetary gear mechanism is fixed to a case,
An intermediate member is disposed between the ring gear and the case coaxially with the ring gear and the case, with a gap in the radial direction from the ring gear and the case,
The intermediate member can be brought into contact with the ring gear at the first contact portion, and can be brought into contact with the case at the second contact portion,
The first contact portion and the second contact portion are arranged at different positions in the circumferential direction of the intermediate member ,
In the second contact portion, a second convex portion is formed on the outer peripheral surface of the intermediate member, and a second concave portion is formed on the inner peripheral surface of the case. The second convex portion in the circumferential direction of the intermediate member And the side surface of the second recess can be contacted,
A transmission with a planetary gear mechanism , wherein a recess is formed on a tip surface of the second convex portion .
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