JP6485381B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

この発明は、軸線方向における一方側の歯の捩れ方向と他方側の歯の捩れ方向とが反対方向を向いて形成されているやまば歯車によって構成された動力伝達装置に関するものである。

特許文献１には、ハウジングの外部の第１やまば歯車と、ハウジングの内部の第２やまば歯車との歯車の結合を容易にすることを目的としたやまば歯車の組み立て構造が記載されている。この特許文献１に記載されたやまば歯車は、回転軸の軸線方向に対して歯の捩れ方向が互いに反対向きに形成されたはすば歯車を同軸に組み合わせて構成されている。また、そのやまば歯車がハウジングの内部とハウジングの外部とに設けられている。そして、上記のハウジングの側壁に第１やまば歯車の駆動軸を保持するための組み込み用の孔が形成されている。また、その組み込み用の孔にほぼ隙間なく勘合して上記の駆動軸を保持する軸受が設けられている。

特開２００７−１３２４３６号公報

やまば歯車は、軸線方向に対するスラスト力を相殺することができ、そのスラスト力を低減できるとともに異音を低減することができる。一方、やまば歯車は、例えば軸線方向で組み付ける場合、軸線方向における歯の捩れ角が相反するため組み付けが容易でない。そのような場合、例えば上記の特許文献１に記載されているように、ハウジングの内部の第２やまば歯車を軸線方向に移動させ、ハウジングの外部の第１やまば歯車を半径方向上側に移動させて、上記の組み込み用の孔に第１やまば歯車を差し込んで、半径方向上側に移動させた上記の第１やまば歯車を半径方向下側に移動させる。そして、その移動させた第１やまば歯車と第２やまば歯車とを軸線方向で噛み合わせ、その噛み合わせた状態で上記の軸受を勘合させることにより、第１やまば歯車と第２やまば歯車とを組み付けることができる。

しかしながら、このように組み付ける場合、複数の回転軸を有し、かつやまば歯車で構成された動力伝達装置に適用するには、上記のように半径方向に移動させることが可能なスペースが限られているため、容易に組み付けることができない。したがって、このような不都合を解消しつつ、やまば歯車で構成された動力伝達装置の組み付け性を容易にするための改善の余地が多分にあった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、複数の回転軸を有し、かつやまば歯車で構成され、ならびに容易に組み付けることが可能な動力伝達装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、第１やまば歯車が形成された第１回転軸と、前記第１やまば歯車に噛み合う第２やまば歯車が形成され、かつ前記第１回転軸と平行に配置された第２回転軸と、前記第２回転軸を回転自在に保持する軸受とを備えた動力伝達装置において、前記軸受は、インナーレースとアウターレースとが分離して構成され、前記アウターレースの厚さが前記第１やまば歯車および前記第２やまば歯車の歯丈より厚く構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、第１回転軸に形成された第１やまば歯車と、第２回転軸に形成された第２やまば歯車とを噛み合わせた後に軸受を組み付けるように構成されている。具体的には、第２回転軸を支持する軸受のインナーレースとアウターレースとが分離して構成されている。またそのアウターレースの厚さは、やまば歯車の歯丈より厚く構成されている。これにより、アウターレースの分のクリアランスを半径方向に確保することができるため、第１やまば歯車と第２やまば歯車との軸線方向での位置決めをした後に互いの歯車を噛み合わせることができる。また、その第１やまば歯車と第２やまば歯車とが噛み合った後にアウターレースとインナーレースとを組み付けることができる。したがって、この発明によれば軸線方向で、第１やまば歯車と第２やまば歯車とを組み付けることができる。また、このような簡単な構成により複数の回転軸から構成された動力伝達装置にも適用することができる。

この発明の実施例における動力伝達装置のを示す図であって、特に組み付け状態を説明する図である。 図１に続く動力伝達装置の組み付け状態を説明する図である。 図２に続く動力伝達装置の組み付け状態を説明する図である。 図３に続く動力伝達装置の組み付け状態を説明する図である。 図４に続く動力伝達装置の組み付け状態を説明する図である。 図５に続く動力伝達装置の組み付け状態を説明する図である。 図６に続く動力伝達装置の組み付け状態を説明する図である。 この発明の実施例における動力伝達装置に設けられた各軸の位置を説明するための側面図である。

つぎに、この発明をより具体的に説明する。この発明で対象とする動力伝達装置は、要は、回転軸に対して所定の相反する捩れ角を有するやまば歯車によって動力を伝達するように構成されていればよく、車両や各種の産業機械などに用いられている動力伝達装置であってよい。

図８に示す例は、この発明をハイブリッド車のトランスアクスルに適用した例を示しており、特に２モータタイプのハイブリッド車における動力伝達装置１のハウジングのケーシング側の開口部を示す図である。図８における左右方向が車両の前後方向であって、右側が車両の前方側であり、左側が車両の後方側である。このケース２の内部で車両の前後方向での後方側の下側コーナー部にデファレンシャル３が配置れ、そのデファレンシャル３の回転軸４に取り付けられているデフリングギヤ５が、その回転中心軸線を車両の左右方向（図８では紙面に垂直な方向）に向けて配置されている。このデフリングギヤ５は、駆動トルクを左右の車軸もしくは車輪（それぞれ図示せず）に分配して伝達するための終減速機にトルクを入力するためのギヤである。

このデフリングギヤ５の斜め上方（車両の前方側への斜め上方）にカウンタ軸６が配置され、そのカウンタ軸６に取り付けられているデフドライブピニオンギヤ７がデフリングギヤ５に噛み合っている。また、カウンタ軸６にはデフドライブピニオンギヤ７より大径のカウンタドリブンギヤ８が取り付けられており、このカウンタドリブンギヤ８にはカウンタドライブギヤ９および出力ギヤ（図示せず）が噛み合っている。この出力ギヤはハイブリッドシステムによる動力をカウンタドリブンギヤ８に出力するためのものであり、例えばモータ・ジェネレータ（図示せず）の出力軸に取り付けられている。このモータ・ジェネレータは、２モータタイプのハイブリッドシステムを構成しているモータの一つであり、定常走行時には図示しない他のモータ・ジェネレータから電力を供給されてモータとして機能する。

これを具体的に説明すると、２モータタイプのハイブリッドシステムは、内燃機関と第１モータ・ジェネレータとが遊星歯車機構などの三要素の差動機構における入力要素と反力要素とに連結されており、出力要素から駆動輪に動力を出力するように構成されている。したがって、内燃機関が出力した動力は、遊星歯車機構によって構成される動力分割機構により第１モータ・ジェネレータと出力側とに分配され、第１モータ・ジェネレータの回転数を変えることにより内燃機関の回転数を変えることができる。その場合、第１モータ・ジェネレータを発電機として機能させることになり、その際に発電された電力が、第２のモータである上記のモータ・ジェネレータに供給される。

したがって、内燃機関および第１モータ・ジェネレータは、それぞれ、動力分割機構、カウンタギヤ７，８、およびデファレンシャル３を介して、駆動軸と互いに動力伝達可能に連結される。一方、第２モータ・ジェネレータは、カウンタギヤ７，８およびデファレンシャル３を介して、駆動軸と互いに動力伝達可能に連結されるとともに、カウンタギヤ７，８を介して、動力分割機構の出力要素に対しても互いに動力伝達可能に連結される。

また、このように構成された動力伝達装置１における各回転軸における各歯車対は、軸線方向における歯の捩れ角が相反するやまば歯車により構成されている。具体的には、回転軸に一体化された一方の歯車片と、その回転軸と一体に回転するように嵌合する他方の歯車片とにより構成されている。これら各歯車片には、回転軸の軸線方向に所定の長さを有する外歯が形成されている。これら各歯は、やまば歯車がトルクを伝達している際に、常時、噛み合うように形成されている。より具体的には、従来知られているはすば歯車と同様に、回転軸の軸線方向に対して歯の長手方向が捩れて形成されている。また、回転軸の軸線方向に対する各歯の捩れ方向が反対に形成されている。つまり、一方の歯車片と他方の歯車片とを組み合わせたときには、やまば歯車の歯の形状は、山形になる。

したがって、上記のようなやまば歯車によって構成された歯車対は、軸線方向に対するスラスト力を抑制もしくは回避することができる。一方、上述したように、やまば歯車により構成された歯車対は、軸線方向で組み付ける際の組み付け性が煩雑化する。すなわち、軸線方向にスライドさせて組み付けることが困難である。そのため、この発明における実施例では、図１から図７に示すように、その組み付け性を考慮して構成されている。

図１はその一例として、カウンタギヤ軸６およびカウンタギヤ７，８を含むカウンタギヤユニットと、デフリングギヤ５およびデファレンシャル３の回転軸４を含むデファレンシャルギヤユニットとの関係を示す図である。具体的には、カウンタ軸６と、カウンタ軸６に形成されたカウンタギヤ７，８と、デファレンシャル３の回転軸４と、デフリングギヤ５と、ケース２と、ケース２とカウンタ軸６を回転自在に支持する軸受（以下、単に第１軸受と記す）１１と、デファレンシャル３を回転自在に支持する軸受１２とが設けられている。なお、カウンタ軸６がこの発明の実施例における「第１回転軸」に相当し、デファレンシャル３の回転軸４がこの発明の実施例における「第２回転軸」に相当し、デファレンシャル３を回転自在に支持する軸受（以下、単に第２軸受と記す）１２がこの発明の実施例における「軸受」に相当する。

上記の第１軸受１１および第２軸受１２は従来知られている軸受と同様の構成であり、インナーレースと、アウターレースと、インナーレースとアウターレースとの間に設けられた転動体（玉やころ）と、その転動体を保持する保持器とから構成されている。上記のカウンタ軸６と、デファレンシャル３の回転軸４との他方の端部は、第１軸受１１を介してケース２に保持されている。さらに、カウンタ軸６やデファレンシャル３の回転軸４を支持する第１軸受１１および第２軸受１２のアウターレースがケース２に嵌合されるように構成されている。そして、第１軸受１１および第２軸受１２におけるインナーレースは、カウンタ軸６やデファレンシャル３の回転軸４に嵌合されるように構成されている。なお、この図１から図７に示す例ではインナーレースとアウターレースとの間に設けられているころ（転動体）はアウターレースに組み付けられている。

さらに、カウンタ軸６やデファレンシャル３を支持する軸受のうちのデファレンシャルを支持する軸受、すなわち第２軸受１２のインナーレース１２ａとアウターレース１２ｂとが分離されて構成されている。そして、そのアウターレース１２ｂの厚さ、言い換えればアウターレース１２ｂの半径方向における厚さｈ_１は、やまば歯車で構成されたデフドライブピニオンギヤ７とデフリングギヤ５との噛み合い代（歯丈）ｈ_２より厚く形成されている。したがって、この動力伝達装置１は、カウンタ軸６に形成されたやまば歯車からなるデフドライブピニオンギヤ７と、デファレンシャル３に形成されたやまば歯車からなるデフリングギヤ５とを噛み合わせた後に第２軸受１２のインナーレース１２ａとアウターレース１２ｂとを組み付けることができる。つまり、アウターレース１２ｂ分のクリアランス１３を半径方向にで確保できるため、そのクリアランス１３の分、デファレンシャル３を移動させて各回転軸４，６に形成されたやまば歯車５，７を軸線方向で噛む高さに位置決めすることができる。なお、カウンタ軸６に形成されたデフドライブピニオンギヤ７のやまば歯車がこの発明の実施例における「第１やまば歯車」に相当し、回転軸４に形成されたデフリングギヤ５のやまば歯車がこの発明の実施例における「第２やまば歯車」に相当する。

このように構成されたカウンタギヤ７，８、および、デファレンシャルギヤ３、ならびに軸受１１，１２は、以下に示す順に組み付けることにより容易に組み付けることができる。

先ず、図１に示すように、カウンタ軸６はケース２に第１軸受１１を介して組み付けられた状態である。また、デファレンシャル３は上記のクリアランス１３の分、半径方向（図１右側）にずれた状態、ならびに軸線方向（図１上側）にずれた状態を示している。

ついで、図１の状態から図２に示すように、ケース２とカウンタ軸６との間にデファレンシャル３を挿入する。つまり、図１のようにずれた状態から、デファレンシャル３を軸線方向の位置決めをするように、互いのやまば歯車構成されたデフリングギヤ５とデフドライブピニオンギヤ７との高さを合わせる。またこの際に、未だギヤ同士は噛み合っていない。

ついで、上記のようにデファレンシャル３を挿入することにより、デフドライブピニオンギヤ７とデフリングギヤ５とが軸線方向で同じ高さに位置決めされたので、図３に示すようにデファレンシャル３を半径方向に移動させ、デフドライブピニオンギヤ７とデフリングギヤ５とを噛み合わせる。

ついで、図４に示すようにケース２の外側から、第２軸受１２のアウターレース１２ｂとインナーレース１２ａとを組み付ける。つまり、デファレンシャル３の出力側の回転軸４ａに勘合されているインナーレース１２ａとケース２との間にアウターレース１２ｂを挿入して組み付ける。言い換えれば、クリアランス１３にアウターレース１２ｂを挿入する。

ついで、図５に示すようにカウンタ軸６を第１軸受１１を介してハウジング１４に組み付ける。そして、そのハウジング１４とデファレンシャル３の入力側の回転軸４ｂとの間にアウターレース１２ｂを挿入する（図６）。つまり、カウンタ軸６とデファレンシャル３の回転軸４との一方の端部（図７上側）は、第１軸受１１および第２軸受１２を介してハウジング１４に保持される。同様に、カウンタ軸６とデファレンシャル３の回転軸４との他方の端部（図７下側）は、第１軸受１１および第２軸受１２を介してケース２に保持される。

このように、カウンタ軸６に形成されたやまば歯車からなるデフドライブピニオンギヤ７と、デファレンシャル３に形成されたやまば歯車からなるデフリングギヤ５とを噛み合わせた後に、デファレンシャル３を支持する第２軸受１２のアウターレース１２ｂを組み付けることにより、軸線方向でやまば歯車が形成された回転軸を組み付けることができる。つまり、上記のアウターレース１２ｂの厚さｈ_１は上記の各やまば歯車５，７の歯丈ｈ_２より厚く形成されているため、アウターレース１２ｂの分のクリアランス１３を半径方向につくることができ、その結果、カウンタ軸６のやまば歯車７とデファレンシャル３のやまば歯車５とを軸線方向で位置決めした後に互いの歯車を噛み合わせることができる。また、その後に第２軸受１２のアウターレース１２ｂとインナーレース１２ａとを組み付けることができる。そのため、この発明によれば軸線方向で、やまば歯車が形成された回転軸を組み付けることができる。

また、このような簡単な構成により、複数の回転軸から構成された動力伝達装置１にも適用することができる。例えば、上述した図８のような３軸の回転軸を有し、かつ、やまば歯車により構成された動力伝達装置にも適用することができる。

そして、この３軸を有する動力伝達装置１では、少なくとも２つ以上の歯車軸と噛み合う軸に上述したアウターレース１２ｂとインナーレース１２ａとが分離された軸受の構造を適用することが好ましい。複数の歯車と噛み合う軸に行うことにより、組み付け工数、ならびに、ケース２の加工等を少なくすることができるためである。

したがって、図８に示す例では２つ以上の歯車対と噛み合うカウンタ軸６を例にとって、組み付け方を説明する。先ず、カウンタドライブギヤ９が形成されている変速軸１０を組み付け、カウンタドリブンギヤ８ならびにデフドライブピニオンギヤ７が形成されたカウンタ軸６を半径方向にずらす。そして、デファレンシャルギヤ５が形成された回転軸４を組み付ける。そして、半径方向にずらしたカウンタ軸６を変速軸１１とデファレンシャル３の回転軸４との双方の歯車に噛むように組み付ける。

また、例えば、カウンタ軸６に形成されたカウンタドリブンギヤ８が図８の軸線方向で右側（紙面奥側）に配置されている構成の場合には、他の組み付け方が可能である。上記の例では、カウンタ軸６を半径方向にずらして組み付けたが、この例では先に、カウンタ軸６とデファレンシャル３の回転軸４とを噛み合わせて、その状態を維持しながらで半径方向にずらす。ついで、そのずらした状態から正規の位置に戻しながらカウンタ軸６と変速軸１０とを組み付ける。つまり、種々の組み付けが考えられるが、カウンタ軸６を半径方向にずらして組み付ければよい。なお、やまば歯車の軸線方向での組み付け方は、上述した組み付け方と同様である。すなわち、分離されたアウターレース１２ｂが組み付けられるクリアランス１３の分、回転軸をずらして、その軸線方向での位置決めをした後にやまば歯車を噛み合わせる。

以上、複数の実施例に基づいて説明したが、この発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。例えば、上述した実施例では、デフドライブピニオンギヤ７とデフリングギヤ５との双方のギヤ対がやまば歯車によって構成されて例を示したが、少なくとも一方の歯車対がやまば歯車であればよい。また、上述した例では、アウターレース１２ｂにころ（転動体）が一体となった例を示したが、例えばころがインナーレース１２ａと一体となって組み付けられるように構成されていてもよい。そのような場合であっても、歯丈より厚いアウターレース１２ｂの分のクリアランス１３が確保できれば軸線方向から組み付けることが可能である。

さらに、上述した例では、カウンタ軸およびカウンタギヤ７，８を含むカウンタギヤユニットとデファレンシャル３および回転軸４を含むデファレンシャルギヤユニットとの関係を示したが、この例に限定されない。つまり、他のギヤ対同士に適用してもよい。そして、上述した例では、ハイブリッド車両を例として説明したが、上述したように、この発明で対象とする動力伝達装置１は、要は、やまば歯車によって動力を伝達するように構成されていればよく、車両や各種の産業機械などに用いられている動力伝達装置でよい。したがって、他の車両の例で言えば、自動変速機（ＡＴ）や無段変速機（ＣＶＴ）などによって構成された車両でもよい。

１…動力伝達装置、 ３…デファレンシャル、 ４…回転軸、 ５…デフリングギヤ、 ６…カウンタ軸、 ７…デフドライブピニオンギヤ、 １２…第２軸受、 １２ａ…インナーレース、 １２ｂ…アウターレース、 １３…クリアランス、 ｈ_１…アウターレースの厚さ、 ｈ_２…歯丈の厚さ。

Claims (1)

1. 第１やまば歯車が形成された第１回転軸と、前記第１やまば歯車に噛み合う第２やまば歯車が形成され、かつ前記第１回転軸と平行に配置された第２回転軸と、前記第２回転軸を回転自在に保持する軸受とを備えた動力伝達装置において、
   前記軸受は、インナーレースとアウターレースとが分離して構成され、
   前記アウターレースの厚さが前記第１やまば歯車および前記第２やまば歯車の歯丈より厚く構成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。

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