JPWO2013008307A1 - 車両用動力伝達装置の遊星歯車装置 - Google Patents
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Abstract
キャリヤが周方向の回転不能にケースに嵌めつけられる形式の軸方向寸法を抑制できるものにおいて、そのキャリヤの傾きを抑制することができる車両用動力伝達装置の遊星歯車装置を提供する。第2キャリヤCA2が第1壁部(支持壁)16aに固定される固定位置すなわち支持位置SPが、軸中心線C方向において第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28の歯幅W内に位置していることから、円筒状出力部材26の第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28と噛み合う第1ドリブンギヤ(動力伝達歯車)44からの反力すなわちラジアル荷重が、その第1ドライブギヤ28の歯幅W内に第1壁部 (支持壁) 16aによる支持位置SPが位置している、第2キャリヤCA2により支持されるので、その第2キャリヤCA2の傾きが抑制され、第2キャリヤCA2の傾きに起因して第2ピニオン(ピニオンギヤ)P2の荷重分布が均等となる。
Description
本発明は、車両用動力伝達装置において、キャリヤが相対回転不能にケースに嵌めつけられて固定される形式の遊星歯車装置に係り、特に、そのキャリヤの傾きによる荷重分布の不均等やそれに起因する振動を抑制するための技術に関するものである。
車両用動力伝達装置において、サンギヤおよびリングギヤにそれぞれ噛み合わされたピニオンを回転可能に支持するキャリヤをケース内に収容した状態で備える遊星歯車装置が知られている。例えば、特許文献1乃至3に記載されたものがそれである。上記特許文献1の遊星歯車装置においては、キャリヤがケースに対して嵌め付けられているに過ぎず完全に固定されていないため、円筒状出力部材の外周歯と噛み合うカウンタドライブギヤからの反力によって、円筒状出力部材の内周面に形成されたリングギヤと噛み合うピニオンギヤを回転可能に支持するキャリヤが傾き、そのキャリヤの傾きによってピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生するという欠点があった。
これに対して、特許文献2および3に示されているように、キャリヤをボルトの締結によってケースに固定する構造が提案されている。しかし、特許文献2に記載されたキャリヤ固定構造では、ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオンシャフトのケースを貫通した軸端部にナットが螺合されており、ナットヘッドの寸法分だけ余分に軸方向寸法を必要とするので、軸方向寸法の短縮にならず、軸方向寸法の厳しい動力伝達装置には適用が困難である。また、伝達トルクをボルトの座面の摩擦によってピニオンギヤに生じる反力で支持する構造となっているため、入力トルク変動が常時発生する動力伝達装置においては、座面摩擦の低下が発生してナットの緩みが発生しやすいという、問題があった。
また、特許文献3に記載されたキャリヤ固定構造では、キャリヤのうちピニオンギヤを回転可能に支持するピニオンシャフトの外周側に形成された穴とケースとを共に貫通したボルトの軸端部にナットが螺合されており、ナットヘッドの寸法分だけ余分に軸方向寸法を必要とするので、軸方向寸法の短縮にならず、軸方向寸法の厳しい動力伝達装置には適用が困難である。また、そのボルトの締結によってキャリヤが固定される軸方向位置、すなわちキャリヤがボルトの締結により押圧されるケースの対応面、或いはケースの対抗面に挟まれる摩擦板への押圧面の位置から、キャリヤの荷重点すなわちキャリヤが回転可能に支持するピニオンギヤの噛み合い位置までの長さが、比較的長い為、ボルトに負荷される荷重が大きく、ラジアル荷重が常時入力される動力伝達装置には、全周においてボルトの締結が必要となって、大型化が避けられないなどの問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、キャリヤが周方向の回転不能にケースに嵌めつけられる形式の軸方向寸法を抑制できるものにおいて、そのキャリヤの傾きを抑制することができる車両用動力伝達装置の遊星歯車装置を提供することにある。
本発明者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねるうち、キャリヤが相対回転不能にケースに嵌めつけられる形式の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置において、キャリヤがケースに嵌めつけられて固定されることでそれにより支持される支持位置と、トルク伝達により発生する反力によってカウンタギヤからそのカウンタギヤと円筒状出力部材の外周歯との噛み合い位置との間の軸心方向の寸法すなわちアーム長を短くするほど、ピニオンギヤの荷重分布が改善されて騒音や振動の発生が抑制されるという事実を見いだした。本発明は斯かる知見に基づいて為されたものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、(a)サンギヤおよびリングギヤにそれぞれ噛み合わされたピニオンギヤを回転可能に支持するキャリヤと、該リングギヤが内周面に形成され且つ後段の動力伝達歯車と噛み合う外周出力歯が外周面に形成された円筒状出力部材とを軸中心線まわりに同心に備え、位置固定の支持壁に前記キャリヤが相対回転不能に支持された車両用動力伝達装置の遊星歯車装置であって、(b)前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置していることを特徴とする。
本発明の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置によれば、前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置していることから、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車の歯幅内に支持壁による支持位置が位置しているキャリヤにより支持されるので、キャリヤの傾きが抑制される。また、そのキャリヤの傾きに起因してピニオンギヤのピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。
ここで、好適には、(c)前記キャリヤは、前記ピニオンギヤを回転可能に支持する支持ピンと、該支持ピンの一端部が嵌め着けられ、前記支持壁に相対回転不能に嵌合されたキャリヤ本体と、該キャリヤ本体から突設された連結部に一体的に連結され、前記支持ピンの他端部が嵌め着けられたキャリヤカバーとを備えたものであり、(d)前記支持壁は、前記軸中心線に平行な方向に突き出して前記キャリヤカバーに当接する支持アーム部を備え、(e)該キャリヤカバーは、固定具により該支持アーム部に固定されていることにある。このようにすれば、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車又はそれと噛み合う前記動力伝達歯車の歯幅内に位置している、キャリヤカバーに固定具により固定された支持壁の支持アーム部により支持されるので、キャリヤの傾きが抑制される。また、そのキャリヤの傾きに起因してピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。
また、好適には、(f)前記固定具は、雄ねじが形成された軸部と該軸部よりも大径の頭部とを備えて該軸部が前記支持アーム部に螺合される締結ボルトであり、(g)前記キャリヤカバーは、該締結ボルトの軸部を貫通させる貫通穴と、該貫通穴の前記キャリヤ本体とは反対側の開口部に該貫通穴よりも大径に形成されて前記締結ボルトの頭部を埋没させる座ぐり穴とを備えたものである。このようにすれば、キャリヤの一部を構成するキャリヤカバーを支持壁の支持アーム部に締結するための締結ボルトが用いられているが、その締結ボルトの頭部はキャリヤ本体に形成された座ぐり穴内に位置しているので、軸方向寸法が増大しない利点がある。
また、好適には、(h)前記キャリヤ本体の外周部には、前記軸中心線に対して対称部位に外周側へ突き出すようにフランジ状にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成され、(i)前記支持壁には、該複数個の係合歯を有するキャリヤ本体の外周形状と同様の形状を有し、該キャリヤ本体を相対回転不能に嵌め入れる嵌合穴が形成されていることを特徴とする。このようにすれば、嵌合穴に相対回転不能に嵌め入れられるキャリヤ本体の外周部には、軸中心線に対して対象部位にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成されている。従来のキャリヤが相対回転不能にケースに嵌めつけられる形式の遊星歯車装置では、キャリヤ本体の外周部には、回転中心線に対して片側に偏心して複数個の係合歯が形成されているため、各係合歯が受ける反力の合力により、キャリヤがトランスアクスルケースの支持壁との接触部位を支点として回動するように動く。また、上記合力の大きさがリングギヤやサンギヤの偏心の影響等で脈動する場合には、キャリヤが、トランスアクスルケースの支持壁との接触部位を支点として各係合歯とそれらを嵌め入れるために嵌合穴の外周部に形成された係合溝との接触部分が相互に擦られるように振動し、その振動においては、上記支点から最も離れている係合歯の振れ量が最大となり、その係合歯とそれを嵌め入れる嵌合穴の外周部に形成された係合溝との接触部分が摩耗してキャリヤとトランスアクスルケースの支持壁との周方向位置が変化することによって、ピニオンとリングギヤおよびサンギヤとの歯当たりが悪化して振動や騒音が発生する場合があった。これに対して、本発明によれば、回転中心線に対して対称部位にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成されていることから、各係合歯が受ける反力の合力は相殺されて小さなものとなるので、上記の不都合が防止される。
また、好適には、(j)前記キャリヤ本体は、前記キャリヤカバーとは反対側へ突き出すボス部を備え、該ボス部の内周面には、前記サンギヤが装着される回転軸の外周面に嵌合してそれを回転可能に支持するための第3軸受が、嵌め着けられていることを特徴とする。このようにすれば、サンギヤが装着される回転軸たとえば電動機のロータを支持するロータ軸を支持する第3軸受がキャリヤ本体の内周面に嵌め着けられているので、遊星歯車装置の軸方向寸法が一層短縮される。
また、好適には、(k)前記キャリヤカバーの外周面には、前記円筒状出力部材の内周面のうち前記外周出力歯に対応する部位に嵌合してそれを回転可能に支持するための第1軸受が嵌め着けられている。このようにすれば、円筒状出力部材の内周面のうち前記外周出力歯に対応する部位に嵌合してそれを回転可能に支持するための第1軸受がキャリヤカバーの外周面に嵌め着けられているので、遊星歯車装置の軸方向寸法が一層短縮される。また、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車又はそれと噛み合う前記動力伝達歯車の歯幅内に位置している、キャリヤが固定される支持壁によりその軸受けを介して直接的に支持される利点がある。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明の一実施例の車両用動力伝達装置10の構成を説明する骨子図である。図1において、車両用動力伝達装置10は、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)形式のハイブリッド車両においてエンジン12と駆動輪14との間に設けられる。上記車両用動力伝達装置10は、トランスアクスルケース16内において、エンジン12の出力軸(クランク軸)にダンパ装置18を介して連結された入力軸20と、その入力軸20と同心に配置されてダンパ装置18側から順に設けられた第1モータジェネレータMG1、動力分配用遊星歯車装置22、減速用遊星歯車装置24、および第2モータジェネレータMG2とを備えている。上記ダンパ装置18、入力軸20、第1モータジェネレータMG1、動力分配用遊星歯車装置22、減速用遊星歯車装置24、および第2モータジェネレータMG2に連結されたポンプ駆動軸25を介して回転駆動されるオイルポンプOPは、共通の軸中心線C上に配置されている。トランスアクスルケース16は、本発明におけるケースに相当するものであり、例えばアルミニウム合金からダイカスト成形される。また、減速用遊星歯車装置24は、本発明の遊星歯車装置に相当するものである。
動力分配用遊星歯車装置22は、第1モータジェネレータMG1の第1ロータ支持軸RS1の軸端にスプタライン嵌合により装着された第1サンギヤS1と、動力分配用遊星歯車装置22および減速用遊星歯車装置24の外周側に配置された円筒状出力部材26の動力分配用遊星歯車装置22側の端部に一体に設けられた第1リングギヤR1と、第1サンギヤS1の外周側および第1リングギヤR1の内周側においてそれら第1サンギヤS1および第1リングギヤR1にそれぞれ噛み合わされた複数の第1ピニオンP1と、入力軸20に連結され、複数の第1ピニオンP1をそれぞれ回転可能且つ軸中心線C方向まわりの公転可能に支持する第1キャリヤCA1とを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置である。この動力分配用遊星歯車装置22は、エンジン12からの動力を第1モータジェネレータMG1と円筒状出力部材26とに機械的に分配する動力分配機構として機能するものであり、円筒状出力部材26の内周側において減速用遊星歯車装置24のダンパ装置18側に隣接して設けられている。
動力分配用遊星歯車装置22により第1モータジェネレータMG1に分配されたエンジン12の動力は、その第1モータジェネレータMG1を発電機として駆動するために用いられる。また、動力分配用遊星歯車装置22により円筒状出力部材26に分配されたエンジン12の動力は、駆動輪14を回転駆動するために用いられる。上記円筒状出力部材26の軸中心線C方向の中間部には、その軸中心線C方向において動力分配用遊星歯車装置22の第1リングギヤR1と減速用遊星歯車装置24の第2リングギヤR2との間に位置して外周出力歯として機能する第1ドライブギヤ28が一体に設けられている。
第1モータジェネレータMG1は、エンジン12により動力分配用遊星歯車装置22を介して駆動されることで発電機として機能させられ、回生により発生した電気エネルギーを例えばバッテリ等の蓄電装置に充電する。また、第1モータジェネレータMG1は、例えばエンジン始動時には動力分配用遊星歯車装置22を介してエンジン12を駆動することで電動機(エンジンスターター)として機能させられる。
上記動力分配用遊星歯車装置22の差動状態は、第1モータジェネレータMG1の回生状態が制御されることにより連続的に変化させられる。そのため、動力分配用遊星歯車装置22および第1モータジェネレータMG1は、その第1モータジェネレータMG1の運転状態を制御して動力分配用遊星歯車装置22の差動状態を連続的に変化させることにより円筒状出力部材26の回転速度を無段階に変化させる電気式変速部を構成している。円筒状出力部材26に形成された第1ドライブギヤ28は、その電気式変速部の出力歯車として機能する。
減速用遊星歯車装置24は、第2モータジェネレータMG2の第2ロータ支持軸RS2の軸端にスプライン嵌合により装着された第2サンギヤS2と、円筒状出力部材26の減速用遊星歯車装置24側の端部に一体に設けられた第2リングギヤR2と、第2サンギヤS2の外周側および第2リングギヤR2の内周側においてそれら第2サンギヤS2および第2リングギヤR2にそれぞれ噛み合わされた複数個(本実施例では4個)の第2ピニオンP2と、トランスアクスルケース16の第1壁部16aに回転不能に嵌めつけられ、複数の第2ピニオンP2をそれぞれ回転可能に支持する第2キャリヤCA2とを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置である。この減速用遊星歯車装置24は、第2モータジェネレータMG2の回転を減速して第2リングギヤR2へ伝達する減速機として機能するものである。なお、第2サンギヤS2、第2リングギヤR2、第2ピニオンP2、および第2キャリヤCA2は、本発明におけるサンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ、およびキャリヤに相当するものである。
第2モータジェネレータMG2は、単独で或いはエンジン12と共に駆動輪14を回転駆動する電動機として機能させられる。また、第2モータジェネレータMG2は、例えば車両の減速走行時等には駆動輪14により駆動されることで発電機として機能させられ、発電により発生した電気エネルギーを例えばバッテリ等の蓄電装置に充電する。
円筒状出力部材26は、軸中心線C上において相互に隣接して設けられた動力分配用遊星歯車装置22および減速用遊星歯車装置24の外周側に配設された円筒状の部材であり、その円筒状出力部材26の軸中心線C方向の中間部内側およびエンジン12側端部の外側にそれぞれ配置された第1軸受30および第2軸受32を介して減速用遊星歯車装置24およびトランスアクスルケース16により軸中心線C方向まわりの回転可能に支持されている。上記第1軸受30は、第1壁部16aに固定された減速用遊星歯車装置24の第2キャリヤCA2の外周側に嵌めつけられている。また、上記第2軸受32は、動力分配用遊星歯車装置22の外周側においてトランスアクスルケース16の内壁面から内周側に延設された第2壁部16bに嵌めつけられている。円筒状出力部材26の軸中心線C方向の両端部の内周側には、第1リングギヤR1および第2リングギヤR2がそれぞれ一体に設けられており、また、円筒状出力部材26の軸中心線C方向の中間部の外周側には、第1ドライブギヤ28およびパーキングロックギヤ34がそれぞれ一体に設けられている。円筒状出力部材26は、第1リングギヤR1、第2リングギヤR2、第1ドライブギヤ28、およびパーキングロックギヤ34が一体に設けられた複合ギヤ部材である。
車両用動力伝達装置10は、さらに、円筒状出力部材26に連結された減速歯車装置36と、その減速歯車装置36から伝達された動力を、左右一対の車軸38にそれらの回転差を許容しつつ分配する差動歯車装置40とを備えている。減速歯車装置36は、円筒状出力部材26からの出力を減速しつつ差動歯車装置40へ伝達するものであり、入力軸20に平行に設けられたカウンタ軸42に一体に設けられて第1ドライブギヤ28と噛み合わされた第1ドリブンギヤ44と、第1ドリブンギヤ44よりも小径であってカウンタ軸42に一体に設けられた第2ドライブギヤ46と、差動歯車装置40のデフケース48の外周側に固定されて第2ドライブギヤ46に噛み合わされた大径リングギヤ50とを有して構成されている。
減速用遊星歯車装置24において、第2キャリヤCA2は、第2モータジェネレータMG2側の端部がトランスアクスルケース16の第1壁部 (支持壁) 16aに貫通して形成された後述の嵌合穴16c内に相対回転不能な状態に嵌め入れられるとともに、第1モータジェネレータMG1側の端部は、第1壁部 (支持壁) 16aから軸中心線C方向に平行な方向へ突設された支持アーム部16dの先端に固定されて支持されるとともに、第3軸受52を介して円筒状出力部材26を回転可能に支持している。図2は、第2キャリヤCA2の装着状態を説明する図1のII-II矢視図であって、第1軸受30、第2サンギヤS2、第2ロータ支持軸RS2、ポンプ駆動軸25を除去し、専ら、キャリヤCA2、第2ピニオンP2、およびトランスアクスル16の第1壁部16aの一部を示している。図3は、図2のIII-III矢視断面を示す図である。以下、図2および図3を参照して第2キャリヤCA2の支持構造を詳細に説明する。
第2キャリヤCA2は、第2ピニオンP2を回転可能に支持するキャリヤピン54の両端部をそれぞれ支持するキャリヤ本体56とキャリヤカバー58とを備え、それらキャリヤ本体56とキャリヤカバー58とは、溶接、或いは焼結合金による型成形などにより、相互に一体的に構成されている。
上記キャリヤ本体56は、第2モータジェネレータMG2側へ突き出し、第2ロータ軸RS2の一端部を支持する第3軸受52が内周側に嵌めつけられた円筒状のボス部56aと、そのボス部56aの第2ピニオンP2側の端部から径方向外側へ延設され、周方向に複数本(本実施例では4本)配設されたキャリヤピン54の第2モータジェネレータMG2側の端部をそれぞれ支持する円板状のプレート部56bと、プレート部56bの外周部から径方向外側に突き出すように平坦なスプライン歯状に形成され、軸中心線C方向に対して対称に位置する各7個の2群の係合歯56cと、プレート部56bにおいてそれら2群の係合歯56cの間に位置するように形成された一対の切欠き部56dと、周方向において一対の切欠き部56dの間に位置するようにプレート部56bから突設されてキャリヤカバー58に到達する連結部56eとを有している。
キャリヤカバー58は、キャリヤ本体56のプレート部56bから突設された連結部の先端に一体的に固定され、キャリヤピン54の第1モータジェネレータMG1側の端部をそれぞれ支持する円板状のプレート部58bと、そのプレート部58bのうちキャリヤ本体56の切欠き部56dに対応する位置に貫通して形成された締結穴58cと、その締結穴58cの第1モータジェネレータMG1側に開口する開口縁部に形成された所定深さの座ぐり穴58dとを有している。
トランスアクスルケース16の第1壁部 (支持壁) 16aには、それを貫通して形成された嵌合穴16cの外周縁から外周側へ突き出す係合溝16eが形成されている。この係合溝16eは、キャリヤ本体56のプレート部56bの外周にに形成された各7個の2群の係合歯56cを嵌め入れ可能となるように、それら係合歯56cと同様の外形状であってそれら係合歯56cの厚み寸法と同様の深さ形成されている。それらの係合溝16eに、キャリヤ本体56のプレート部56bの外周に形成された各7個の2群の係合歯56cが嵌め入れられることで、第2キャリヤCA2が相対回転不能に、第1壁部 (支持壁) 16aに且つ軸中心線C方向と同心に位置決めされた状態で嵌めつけられるようになっている。
上記第1壁部 (支持壁) 16aから突設された軸中心線C方向に平行な方向へ突設された支持アーム部16dは、キャリヤ本体56のプレート部56bに形成された切欠き部56dを通過してキャリヤカバー58まで到達している。支持アーム部16dのキャリヤカバー58に当接する先端面60には、雌ねじ穴62が形成されており、その雌ねじ穴62内に、キャリヤカバー58のプレート部58bに形成された締結穴58cを通した締結ボルト64が螺合されることで、第2キャリヤCA2が支持されている。第2キャリヤCA2は、位置固定のトランスアクスルケース16の第1壁部 (支持壁) 16aにより、支持アーム部16dの先端面60に当接するキャリヤカバー58の裏面で支持されている。締結ボルト64は、雄ねじが形成された軸部64aと軸部64aよりも大径且つ座ぐり穴58dの深さよりも短い寸法の頭部64bとから構成されている。
円筒状出力部材26は、位置固定の第2キャリヤCA2のキャリヤカバー58の外周に嵌め着けられた第1軸受30と、トランスアクスルケース16の第2壁部16bに嵌め着けられた第2軸受32とを介して回転可能に支持されており、その第1軸受30の外側に、外周出力歯車として機能する第1ドライブギヤ28を備えている。そして、図3に詳しく示すように、軸中心線C方向において、キャリヤカバー58の裏面である第2キャリヤCA2の支持位置SPと、第1軸受30の位置BPとが、第1ドライブギヤ28の歯幅W内に位置させられている。好適には、第1ドライブギヤ28と第1ドリブンギヤ44との噛合い幅内に位置させられている。これにより、第2キャリヤCA2の支持位置SPすなわち固定位置から、第1ドリブンギヤ44からのラジアル荷重を受ける第1ドライブギヤ28までのアーム長が可及的に短縮されている。
上述のように、本実施例の減速用遊星歯車装置24の第2キャリヤCA2によれば、その第2キャリヤCA2が第1壁部(支持壁)16aに固定される固定位置すなわち支持位置SPが、軸中心線C方向において第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28の歯幅W内に位置していることから、円筒状出力部材26の第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28と噛み合う第1ドリブンギヤ(動力伝達歯車)44からの反力すなわちラジアル荷重が、その第1ドライブギヤ28の歯幅W内に第1壁部 (支持壁) 16aによる支持位置SPが位置している、第2キャリヤCA2により支持されるので、その第2キャリヤCA2の傾きが抑制される。また、その第2キャリヤCA2の傾きに起因して第2ピニオン(ピニオンギヤ)P2の荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。
また、本実施例によれば、第2キャリヤCA2は、第2ピニオン(ピニオンギヤ)P2を回転可能に支持するキャリヤピン(支持ピン)54と、そのキャリヤピン54の一端部が嵌め着けられ、第1壁部(支持壁)16aに相対回転不能に嵌合されたキャリヤ本体56と、そのキャリヤ本体56から突設された連結部56eに一体的に連結され、キャリヤピン54の他端部が嵌め着けられたキャリヤカバー58とを備えたものであり、第1壁部(支持壁)16aは、軸中心線C方向に平行な方向に突き出してキャリヤカバー58に当接する支持アーム部16dを備え、キャリヤカバー58は、固定具(締結ボルト64)により支持アーム部16dに固定されている。このため、円筒状出力部材26の第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28と噛み合う第1ドリブンギヤ(動力伝達歯車)44からの反力すなわちラジアル荷重が、その第1ドライブギヤ28の歯幅W内に位置している、キャリヤカバー58の裏面に当接する支持アーム部16dの先端面60により支持されるので、第2キャリヤCA2の傾きが抑制される。また、その第2キャリヤCA2の傾きに起因して第2ピニオン(ピニオンギヤ)P2の荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。
また、本実施例によれば、上記固定具は、雄ねじが形成された軸部64aとその軸部64aよりも大径の頭部64bとを備えてその軸部64aが支持アーム部16dに螺合される締結ボルト64であり、キャリヤカバー58は、その締結ボルト64の軸部64aを貫通させる締結穴58cと、その締結穴58cのキャリヤ本体56とは反対側の開口部にその締結穴58cよりも大径に形成されて締結ボルト64の頭部64bを埋没させる座ぐり穴58dとを備えたものである。このため、第1壁部 (支持壁) 16aから突き出す支持アーム部16dの先端面60に螺合してキャリヤカバー58を締結するための締結ボルト64が用いられているが、その締結ボルト64の頭部64bはキャリヤカバー58に形成された座ぐり穴58d内に位置しているので、軸方向寸法が増大しない利点がある。
また、本実施例によれば、キャリヤ本体56の外周部には、軸中心線C方向に対して対称部位に外周側へ突き出すようにフランジ状にそれぞれ形成された複数個の係合歯56cが形成され、第1壁部 (支持壁) 16aには、それら複数個の係合歯56cを有するキャリヤ本体56のプレート部56bの外周形状と同様の形状を有し、そのキャリヤ本体56を相対回転不能に嵌め入れる係合溝 16eが嵌合穴16cの外周に形成されている。このように、嵌合穴16cおよび係合溝16eに相対回転不能に嵌め入れられるキャリヤ本体56の外周部には、軸中心線C方向に対して対称部位にそれぞれ形成された複数個の係合歯56cが形成されているため、各係合歯56cが受ける反力の合力は相殺されて小さなものとなるので、キャリヤ本体56の振動等が一層抑制される。
また、本実施例によれば、キャリヤ本体56は、キャリヤカバー58とは反対側へ突き出すボス部56aを備え、そのボス部56aの内周面には、第2サンギヤS2が装着される第2ロータ支持軸(回転軸)RS2の外周面に嵌合してそれを回転可能に支持するための第3軸受52が、嵌め着けられている。このため、第2サンギヤS2が装着される第2ロータ支持軸(回転軸)RS2を支持する第3軸受52がキャリヤ本体56の内周面に嵌め着けられているので、減速用遊星歯車装置(遊星歯車装置)24の軸方向寸法が一層短縮される。
また、本実施例によれば、キャリヤカバー58の外周面には、円筒状出力部材26の内周面のうち第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28に対応する部位に嵌合してそれを回転可能に支持するための第1軸受30が嵌め着けられている。このように、円筒状出力部材26の内周面のうち第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28に対応する部位に嵌合してそれを回転可能に支持するための第1軸受30がキャリヤカバー58の外周面に嵌め着けられているので、減速用遊星歯車装置(遊星歯車装置)24の軸方向寸法が一層短縮される。また、円筒状出力部材26の第1ドライブギヤ(外周出力歯車)28と噛み合う第1ドリブンギヤ(動力伝達歯車)44からの反力すなわちラジアル荷重が、その第1ドライブギヤ28の歯幅W内に位置している、第2キャリヤCA2を支持する支持アーム部16dの先端部によりその第1軸受30を介して直接的に支持される利点がある。
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
例えば、前述の減速用遊星歯車装置24の第2キャリヤCA2は、4本のキャリヤピン54に回転可能に支持された4個の第2ピニオンP2を備え、2本の締結ボルト64によって第1壁部(支持壁)16aに支持され、キャリヤ本体56は2本の連結部56eを介して相互に連結されていたが、第2ピニオンP2の個数、締結ボルト64の本数、連結部56eの本数はいずれの一例であり、それらの個数或いは本数は変更され得るものである。
また、前述の実施例において、係合歯56cおよびそれを嵌め入れる係合溝16eの数は、軸中心線C方向に対して対称の部位に7個ずつ形成されていたが、必ずしも7個でなくてもよく、たとえば2個乃至8個程度のいずれでであってもよい。
また、前述の実施例において、円筒状出力部材26は、キャリヤカバー38の外周面と円筒状出力部材26の軸中心線C方向の中間位置の内周面との間に嵌め入れられた第1軸受30と、動力分配用遊星歯車装置22側の外周面に嵌め着けられた第2軸受32とによって回転可能に支持されていたが、第1軸受30は、円筒状出力部材26の減速用遊星歯車装置24側の外周面と第1壁部16aとの間に設けられてもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両用動力伝達装置
16:トランスアクスルケース(ケース)
16a:第1壁部(支持壁)
16c:嵌合穴
16d:支持アーム部
16e:係合溝
24:減速用遊星歯車装置(遊星歯車装置)
26:円筒状出力部材
28:第1ドライブギヤ(外周出力歯)
30:第1軸受
44:第1ドリブンギヤ(動力伝達歯車)
52:第3軸受
54:キャリヤピン(支持ピン)
56:キャリヤ本体
56a:ボス部
56b:プレート部
56c:係合歯
56e:連結部
58:キャリヤカバー
58c:締結穴
58d:座ぐり穴
60:先端面
64:締結ボルト (固定具)
64a:軸部
64b:頭部
C:軸中心線
CA2:第2キャリヤ(キャリヤ)
MG1:第1モータジェネレータ
RS1:第1ロータ軸
MG2:第2モータジェネレータ
RS2:第2ロータ軸
P2:第2ピニオン(ピニオンギヤ)
R2:第2リングギヤ(リングギヤ)
S2:第2サンギヤ(サンギヤ)
16:トランスアクスルケース(ケース)
16a:第1壁部(支持壁)
16c:嵌合穴
16d:支持アーム部
16e:係合溝
24:減速用遊星歯車装置(遊星歯車装置)
26:円筒状出力部材
28:第1ドライブギヤ(外周出力歯)
30:第1軸受
44:第1ドリブンギヤ(動力伝達歯車)
52:第3軸受
54:キャリヤピン(支持ピン)
56:キャリヤ本体
56a:ボス部
56b:プレート部
56c:係合歯
56e:連結部
58:キャリヤカバー
58c:締結穴
58d:座ぐり穴
60:先端面
64:締結ボルト (固定具)
64a:軸部
64b:頭部
C:軸中心線
CA2:第2キャリヤ(キャリヤ)
MG1:第1モータジェネレータ
RS1:第1ロータ軸
MG2:第2モータジェネレータ
RS2:第2ロータ軸
P2:第2ピニオン(ピニオンギヤ)
R2:第2リングギヤ(リングギヤ)
S2:第2サンギヤ(サンギヤ)
【0003】
により支持される支持位置と、トルク伝達により発生する反力によってカウンタギヤからそのカウンタギヤと円筒状出力部材の外周歯との噛み合い位置との間の軸心方向の寸法すなわちアーム長を短くするほど、ピニオンギヤの荷重分布が改善されて騒音や振動の発生が抑制されるという事実を見いだした。本発明は斯かる知見に基づいて為されたものである。
[0008]
すなわち、本発明の要旨とするところは、(a)サンギヤおよびリングギヤにそれぞれ噛み合わされたピニオンギヤを回転可能に支持するキャリヤと、該リングギヤが内周面に形成され且つ後段の動力伝達歯車と噛み合う外周出力歯が外周面に形成された円筒状出力部材とを軸中心線まわりに同心に備え、位置固定の支持壁に前記キャリヤが相対回転不能に支持された車両用動力伝達装置の遊星歯車装置であって、(b)前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置しており、(c)前記キャリヤは、前記ピニオンギヤを回転可能に支持する支持ピンと、該支持ピンの一端部が嵌め着けられ、前記支持壁に相対回転不能に嵌合されたキャリヤ本体と、該キャリヤ本体から突設された連結部に一体的に連結され、前記支持ピンの他端部が嵌め着けられたキャリヤカバーとを備えたものであり、(d)前記支持壁は、前記軸中心線に平行な方向に突き出して前記キャリヤカバーに当接する支持アーム部を備え、(e)該キャリヤカバーは、固定具により該支持アーム部に固定されていることを特徴とする。
発明の効果
[0009]
本発明の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置によれば、前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置していることから、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車の歯幅内に支持壁による支持位置が位置しているキャリヤにより支持されるので、キャリヤの傾きが抑制される。また、そのキャリヤの傾きに起因してピニオンギヤのピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。さらに、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車又はそれと噛み合う前記動力伝達歯車の歯幅内に位置している、キャリヤカバーに固定具により固定された支持壁の支持アーム部により支持されるので、キャリヤの傾きが抑制される。また、そのキャリヤの傾きに起因してピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。
[0010]
により支持される支持位置と、トルク伝達により発生する反力によってカウンタギヤからそのカウンタギヤと円筒状出力部材の外周歯との噛み合い位置との間の軸心方向の寸法すなわちアーム長を短くするほど、ピニオンギヤの荷重分布が改善されて騒音や振動の発生が抑制されるという事実を見いだした。本発明は斯かる知見に基づいて為されたものである。
[0008]
すなわち、本発明の要旨とするところは、(a)サンギヤおよびリングギヤにそれぞれ噛み合わされたピニオンギヤを回転可能に支持するキャリヤと、該リングギヤが内周面に形成され且つ後段の動力伝達歯車と噛み合う外周出力歯が外周面に形成された円筒状出力部材とを軸中心線まわりに同心に備え、位置固定の支持壁に前記キャリヤが相対回転不能に支持された車両用動力伝達装置の遊星歯車装置であって、(b)前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置しており、(c)前記キャリヤは、前記ピニオンギヤを回転可能に支持する支持ピンと、該支持ピンの一端部が嵌め着けられ、前記支持壁に相対回転不能に嵌合されたキャリヤ本体と、該キャリヤ本体から突設された連結部に一体的に連結され、前記支持ピンの他端部が嵌め着けられたキャリヤカバーとを備えたものであり、(d)前記支持壁は、前記軸中心線に平行な方向に突き出して前記キャリヤカバーに当接する支持アーム部を備え、(e)該キャリヤカバーは、固定具により該支持アーム部に固定されていることを特徴とする。
発明の効果
[0009]
本発明の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置によれば、前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置していることから、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車の歯幅内に支持壁による支持位置が位置しているキャリヤにより支持されるので、キャリヤの傾きが抑制される。また、そのキャリヤの傾きに起因してピニオンギヤのピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。さらに、円筒状出力部材の外周出力歯と噛み合う動力伝達歯車からの反力すなわちラジアル荷重が、その外周出力歯車又はそれと噛み合う前記動力伝達歯車の歯幅内に位置している、キャリヤカバーに固定具により固定された支持壁の支持アーム部により支持されるので、キャリヤの傾きが抑制される。また、そのキャリヤの傾きに起因してピニオンギヤの荷重分布が不均等となり、振動や騒音が発生することが、好適に解消される。
[0010]
【0004】
[0011]
また、好適には、(f)前記固定具は、雄ねじが形成された軸部と該軸部よりも大径の頭部とを備えて該軸部が前記支持アーム部に螺合される締結ボルトであり、(g)前記キャリヤカバーは、該締結ボルトの軸部を貫通させる貫通穴と、該貫通穴の前記キャリヤ本体とは反対側の開口部に該貫通穴よりも大径に形成されて前記締結ボルトの頭部を埋没させる座ぐり穴とを備えたものである。このようにすれば、キャリヤの一部を構成するキャリヤカバーを支持壁の支持アーム部に締結するための締結ボルトが用いられているが、その締結ボルトの頭部はキャリヤ本体に形成された座ぐり穴内に位置しているので、軸方向寸法が増大しない利点がある。
[0012]
また、好適には、(h)前記キャリヤ本体の外周部には、前記軸中心線に対して対称部位に外周側へ突き出すようにフランジ状にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成され、(i)前記支持壁には、該複数個の係合歯を有するキャリヤ本体の外周形状と同様の形状を有し、該キャリヤ本体を相対回転不能に嵌め入れる嵌合穴が形成されていることを特徴とする。このようにすれば、嵌合穴に相対回転不能に嵌め入れられるキャリヤ本体の外周部には、軸中心線に対して対象部位にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成されている。従来のキャリヤが相対回転不能にケースに嵌めつけられる形式の遊星歯車装置では、キャリヤ本体の外周部には、回転中心線に対して片側に偏心して複数個の係合歯が形成されているため、各係合歯が受ける反力の合力により、キャリヤがトランスアクスルケースの支持壁との接触部位を支点として回動するように動く。また、上記合力の大きさがリングギヤやサンギヤ
[0011]
また、好適には、(f)前記固定具は、雄ねじが形成された軸部と該軸部よりも大径の頭部とを備えて該軸部が前記支持アーム部に螺合される締結ボルトであり、(g)前記キャリヤカバーは、該締結ボルトの軸部を貫通させる貫通穴と、該貫通穴の前記キャリヤ本体とは反対側の開口部に該貫通穴よりも大径に形成されて前記締結ボルトの頭部を埋没させる座ぐり穴とを備えたものである。このようにすれば、キャリヤの一部を構成するキャリヤカバーを支持壁の支持アーム部に締結するための締結ボルトが用いられているが、その締結ボルトの頭部はキャリヤ本体に形成された座ぐり穴内に位置しているので、軸方向寸法が増大しない利点がある。
[0012]
また、好適には、(h)前記キャリヤ本体の外周部には、前記軸中心線に対して対称部位に外周側へ突き出すようにフランジ状にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成され、(i)前記支持壁には、該複数個の係合歯を有するキャリヤ本体の外周形状と同様の形状を有し、該キャリヤ本体を相対回転不能に嵌め入れる嵌合穴が形成されていることを特徴とする。このようにすれば、嵌合穴に相対回転不能に嵌め入れられるキャリヤ本体の外周部には、軸中心線に対して対象部位にそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成されている。従来のキャリヤが相対回転不能にケースに嵌めつけられる形式の遊星歯車装置では、キャリヤ本体の外周部には、回転中心線に対して片側に偏心して複数個の係合歯が形成されているため、各係合歯が受ける反力の合力により、キャリヤがトランスアクスルケースの支持壁との接触部位を支点として回動するように動く。また、上記合力の大きさがリングギヤやサンギヤ
Claims (6)
- サンギヤおよびリングギヤにそれぞれ噛み合わされたピニオンギヤを回転可能に支持するキャリヤと、該リングギヤが内周面に形成され且つ後段の動力伝達歯車と噛み合う外周出力歯が外周面に形成された円筒状出力部材とを軸中心線まわりに同心に備え、位置固定の支持壁に前記キャリヤが相対回転不能に支持された車両用動力伝達装置の遊星歯車装置であって、
前記キャリヤの前記支持壁との固定位置が、軸中心線方向において前記外周出力歯車の歯幅内に位置していることを特徴とする車両用動力伝達装置の遊星歯車装置。 - 前記キャリヤは、前記ピニオンギヤを回転可能に支持する支持ピンと、該支持ピンの一端部が嵌め着けられ、前記支持壁に相対回転不能に嵌合されたキャリヤ本体と、該キャリヤ本体から突設された連結部に一体的に連結され、前記支持ピンの他端部が嵌め着けられたキャリヤカバーとを備えたものであり、
前記支持壁は、前記軸中心線に平行な方向に突き出して前記キャリヤカバーに当接する支持アーム部を備え、
前記キャリヤカバーは、固定具により該支持アーム部に固定されていることを特徴とする請求項1の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置。 - 前記固定具は、雄ねじが形成された軸部と該軸部よりも大径の頭部とを備えて該軸部が前記支持アーム部に螺合される締結ボルトであり、
前記キャリヤカバーは、該締結ボルトの軸部を貫通させる貫通穴と、該貫通穴の前記キャリヤ本体とは反対側の開口部に該貫通穴よりも大径に形成されて前記締結ボルトの頭部を埋没させる座ぐり穴とを備えたものであるこを特徴とする請求項2の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置。 - 前記キャリヤ本体の外周部には、前記軸中心線に対して対称部位において外周側へフランジ状に突き出すようにそれぞれ形成された複数個の係合歯が形成され、
前記支持壁には、該複数個の係合歯を有する前記キャリヤ本体の外周形状と同様の形状を有し、該キャリヤ本体を相対回転不能に嵌め入れる嵌合穴が、形成されていることを特徴とする請求項2または3の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置。 - 前記キャリヤ本体には、前記キャリヤカバーとは反対側へ突き出すボス部が形成されており、
該ボス部の内周面には、前記サンギヤが装着される回転軸の外周面に嵌合してそれを回転可能に支持するための第3軸受が、嵌め着けられていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置。 - 前記キャリヤカバーの外周面には、前記円筒状出力部材の内周面のうち前記外周出力歯に対応する部位に嵌合してそれを回転可能に支持するための第1軸受が嵌め着けられていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1の車両用動力伝達装置の遊星歯車装置。
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