車両用変速装置の遊星歯車装置
【課題】キャリヤ（非回転部材）とケースとの連結部で発生する衝撃音を経年的性能低下なく抑制することができる車両用変速機装置の遊星歯車装置を提供する。
【解決手段】キャリヤＣＡ１に嵌め着けられた金属から成る内輪２６およびケース１２の嵌合穴３６に嵌め着けられた金属から成る外輪３８に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面４６および円筒状内周面４８と、それら円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との間の隙間内に転動可能に収容され、キャリヤＣＡ１とケース１２との周方向の一方向および他方向の相対回転に応じて円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する金属から成る複数のローラ５６とを備える。
【解決手段】キャリヤＣＡ１に嵌め着けられた金属から成る内輪２６およびケース１２の嵌合穴３６に嵌め着けられた金属から成る外輪３８に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面４６および円筒状内周面４８と、それら円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との間の隙間内に転動可能に収容され、キャリヤＣＡ１とケース１２との周方向の一方向および他方向の相対回転に応じて円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する金属から成る複数のローラ５６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用変速装置の一部としてケース内に収容される遊星歯車装置において、その構成要素のいずれか１を非回転部材として前記ケースに相対回転不能に連結するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サンギヤと、そのサンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能に支持するキャリヤと、それら複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えて車両用変速装置の一部としてケース内に収容され、前記サンギヤ、キャリヤ、およびリングギヤのいずれか１の構成要素が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたものがそれである。この特許文献１では、リングギヤがケースに相対回転不能に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−７２１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の車両用変速装置の遊星歯車装置では、前記非回転部材とケースとを完全に固定した場合には耐久性や振動性に悪影響を及ぼすことから、スプライン嵌合により互いに径方向および回転方向に所定のガタを有する状態で連結されている。しかしながら、非回転部材とケースとのスプライン歯同士が車両の急発進時や急加減速時などにぶつかり合うことで衝撃音（歯打ち音）が発生するという問題があった。なお、上記所定のガタを少なくすることで衝撃音を小さくするということが考えられるが、上記固定部材およびケースは量産するための所定の寸法交差を有して製作されることから、上記ガタを少なくすることには限界がある。
【０００５】
これに対して、前記特許文献１には、前記非回転部材としてのリングギヤのスプライン歯に弾性部材をコーティングして前記ガタを埋めることにより、前記衝撃音が発生することおよび遊星歯車装置で発生する噛合振動がスプライン嵌合部を通してケースや他の遊星歯車装置の噛み合い部などに伝わることを抑制する技術が記載されている。しかし、上記非回転部材とケースとの間のスプライン嵌合部は常に駆動力を受ける部位であるため、経年による弾性部材の耐久性の低下によって上記衝撃音抑制および噛合振動伝達抑制の効果が消失するという問題があった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、遊星歯車装置の構成要素のいずれか１が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に連結される形式のものにおいて、その非回転部材とケースとの連結部で発生する衝撃音を経年的性能低下なく抑制することができる車両用変速機装置の遊星歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（１）サンギヤと、そのサンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能に支持するキャリヤと、それら複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えて車両用変速装置の一部としてケース内に収容され、前記サンギヤ、キャリヤ、およびリングギヤのいずれか１が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置であって、（２）前記非回転部材の外周面またはそれに嵌め着けられた内軸の外周面および前記ケースの嵌合穴またはそれに嵌め着けられた外輪の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面および円筒状内周面と、（３）前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、前記非回転部材と前記ケースとのいずれの方向の相対回転に応じて前記円筒状外周面と前記円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体とを備えることにある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１にかかる発明の車両用変速装置の遊星歯車装置によれば、前記非回転部材の外周面またはそれに嵌め着けられた内軸の外周面および前記ケースの嵌合穴またはそれに嵌め着けられた外輪の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面および円筒状内周面と、前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、前記非回転部材と前記ケースとのいずれの方向の相対回転に応じて前記円筒状外周面と前記円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体とを備えることから、トルク伝達時において、非回転部材とケースとの相対回転に応じてそれら又はそれらに嵌め着けられた内軸および外輪に設けられた円筒状外周面および円筒状内周面と転動体との接触圧力が連続的に増加し、それに伴い連続的に増加する円筒状外周面および円筒状内周面と転動体との間の摩擦力が非回転部材に入力されるトルクの増加に伴って連続的に増加する反力トルクとして作用して非回転部材とケースとの相対回転を抑制するので、その相対回転区間で非回転部材とケースとの連結部で衝撃音が発生することを抑制することができる。また、転動体、および円筒状外周面および円筒状内周面が形成される部材が、経年的性質変化が比較的起こりにくい部材例えば鋼などの金属等から成る場合には、非回転部材とケースとの連結部で衝撃音が発生することを経年的性能低下なく抑制することができる。
【０００９】
ここで、好適には、本発明は、前記キャリヤが前記ケースに所定以上の相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置に適用される。そして、上記遊星歯車装置は、外周部に円筒状外周面を有してキャリヤの外周面に嵌め着けられた内軸と、円環状の隙間を挟んでその内軸の円筒状外周面に対向する円筒状内周面を有してケースの嵌合穴に嵌め着けられた外輪と、上記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、キャリヤとケースとの周方向の一方向および他方向の相対回転に応じて円筒状外周面と円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体とを備えて構成される。
【００１０】
また、好適には、前記円筒状外周面と円筒状内周面との少なくとも一方は、それら円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の一方向および他方向に向かうほど小さくなるように形成された複数の第１凹部および第２凹部を有しており、前記複数の転動体は、それら複数の第１凹部および第２凹部に対応する前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容される。
【００１１】
また、好適には、前記複数の第１凹部および第２凹部は、前記円筒状内周面に穿設された前記外輪の軸心と平行な複数本の溝により形成されたものであり、前記複数の転動体は、それら複数の第１凹部および第２凹部と前記円筒状外周面との間の隙間内にそれぞれ配設された円筒状部材である。このようにすれば、転動体と円筒状外周面および円筒状内周面とが線接触となるので、例えば転動体や円筒状外周面および円筒状内周面が摩耗することによってそれらの間に所定以上のガタが形成されることによる経年的性能低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の車両用変速機の遊星歯車装置の一部を示す図であって、図２のI-I視断面図である。
【図２】図１のII-II矢視部断面を含む遊星歯車装置を示す一部断面図である。
【図３】従来の車両用変速装置の遊星歯車装置において、キャリヤとケースとの連結部分を一部を切欠いて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の車両用変速機の遊星歯車装置１０の一部を示す断面図である。なお、図１では、回転中心である軸心Ｃの下半分が省略されている。図２は、図１のII-II矢視部断面を含む遊星歯車装置１０を示す一部断面図である。図１および図２において、この遊星歯車装置１０は、車両用変速機の一部としてケース１２内に収容されている。本実施例では、遊星歯車装置１０は、例えば、軸心Ｃまわりの回転可能に設けられたサンギヤＳ１と、そのサンギヤＳ１に噛み合う複数のピニオンギヤＰ１をそれぞれ複数のピニオンシャフト１４を介して回転可能に支持するキャリヤＣＡ１と、それら複数のピニオンギヤＰ１に噛み合うリングギヤＲ１とを備えて構成されている。上記サンギヤＳ１は、軸心Ｃまわりの回転可能に軸受１６を介してケース１２に支持されるとともに図示しない電動機等のトルクが伝達される回転軸１８の外周部に例えばスプライン嵌合により嵌め着けられている。また、上記キャリヤＣＡ１は、非回転部材としてケース１２に所定以上の相対回転不能に嵌め着けられている。また、上記リングギヤＲ１は、軸受２０を介してケース１２に軸心Ｃまわりの回転可能に支持されている。なお、そのリングギヤＲ１の外周部には、駆動輪側の例えば差動歯車装置等に連結される出力ギヤ２２が一体的に設けられている。
【００１５】
以下では、非回転部材としてのキャリヤＣＡ１とケース１２との連結構造に関して詳しく説明する。
【００１６】
上記キャリヤＣＡ１は、ピニオンギヤＰ１の軸心Ｃ方向の両側に設けられ、そのピニオンギヤＰ１に挿通されたピニオンシャフト１４の両端を支持する一対の円環状のキャリヤ本体部２４、およびそれら一対のキャリヤ本体部２４を相互に一体的に連結する図示しない連結部とを備えて構成されている。
【００１７】
上記一対のキャリヤ本体部２４のうち軸受１６側の一方（以下、キャリヤ本体部２４の一方と記載する）の外周部には、例えば鋼などの金属から成る円筒状の内輪（内軸）２６が例えば圧入により嵌め着けられている。その内輪２６の内周面２８およびキャリヤ本体部２４の一方の外周面３０には、半径方向外側に向けて複数の凹部３２および凸部３４がそれぞれ設けられている。内輪２６およびキャリヤ本体部２４の一方は、それら凸部３２と凹部３４とが嵌め合わされることにより相対回転不能に固定されている。
【００１８】
ケース１２の内周面の一部には、円筒状の内周面を有する嵌合穴３６が形成されており、その嵌合穴３６には、例えば鋼などの金属から成る円筒状の外輪３８が例えば圧入により嵌め着けられている。その外輪３８の外周面４０および嵌合穴３６には、半径方向外側に向けて複数の凸部４２および凹部４４がそれぞれ設けられている。外輪３８およびケース１２は、それら凸部４２と凹部４４とが嵌め合わされることにより相対回転不能に固定されている。
【００１９】
上記内輪２６の外周部（外周面）および外輪３８の内周部（内周面）には、円環状の隙間を挟んで径方向に対向する円筒状外周面４６および円筒状内周面４８が形成されている。そして、上記円筒状内周面４８は、円筒状外周面４６との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の一方向すなわち図２のＡ方向に向かうほど除々に小さくなるように周方向に所定間隔で複数位置（本実施例では３位置）形成された複数の第１凹部５０と、円筒状外周面４６との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の他方向すなわち図２のＢ方向に向かうほど除々に小さくなるように周方向に所定間隔で複数位置（本実施例では３位置）形成された複数の第２凹部５２とを有している。これら複数の第１凹部５０および第２凹部５２は、円筒状内周面４８に穿設された軸心Ｃと平行な複数本の溝５４により形成されている。
【００２０】
上記複数の第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内には、それら隙間内で転動可能な例えば鋼などの金属から成る円筒状のローラ５６が収容されている。第１凹部５０と円筒状外周面４６との間の隙間内に収容されたローラ５６は、内輪２６と外輪との周方向の一方向の相対回転に応じて第１凹部５０と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制するようになっている。また、第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内に収容されたローラ５６は、内輪２６と外輪との周方向の他方向の相対回転に応じて第２凹部５２と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制するようになっている。
【００２１】
このように構成された遊星歯車装置１０では、前記電動機等から回転軸１８に入力されたトルクが、サンギヤＳ１およびピニオンギヤＰ１を通してリングギヤＲ１に入力されるまでに増幅されて伝達されるようになっている。このとき、キャリヤＣＡ１にも所定のトルクが入力されるが、そのキャリヤＣＡ１およびそれに連結された内輪２６が外輪３８に対して相対回転しようとする場合には、前述のように、ローラ５６が内輪２６の円筒状外周面４６と外輪３８の円筒状内周円４８との間の隙間に食い込むことで内輪２６およびキャリヤＣＡ１のそれ以上の回転を抑制するようになっているため、キャリヤＣＡ１はケース１２に対して所定以上の相対回転不能に固定されるようになっている。すなわち、キャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転に応じてそれらの間に設けられた内輪２６および外輪３８とローラ５６との接触圧力が連続的に増加し、それに伴い連続的に増加する内輪２６および外輪３８とローラ５６との間の摩擦力の接線方向成分が前記キャリヤＣＡおよび内輪２６に入力されるトルクの増加に伴って連続的に増加する反力トルクとして作用するようになっている。このように、内輪２６および外輪３８との間の隙間においてローラ５６が挟まれることで連続的に増加する反力トルクによりキャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転を抑制するようになっているため、後述の図３に示すようなスプライン嵌合によりキャリヤＣＡ１とケース１２とを固定する形式のように歯打ち音等の衝撃音が発生しない。
【００２２】
ここで、キャリヤＣＡ１とケース１２とは、上述のようにローラ５６が内輪２６の円筒状外周面４６と外輪３８の円筒状内周面４８との間の隙間に食い込むまでは僅かに相対回転するようになっており、この所定の相対回転区間で反力トルクが連続的に増加する過程において遊星歯車装置１０で発生する噛合振動がケース１２に伝達されずに吸収されるようになっている。なお、上記ローラ５６が隙間に食い込むまでのキャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転量や第１凹部５０および第２凹部５２の形状は、例えば遊星歯車装置１０で発生する噛合振動がケース１２に伝達されずに効果的に吸収されるように予め実験的に求められて設定される。
【００２３】
因みに、図３は、従来の車両用変速装置の遊星歯車装置におけるキャリヤＣＡ１とケース１２との連結部分を一部を切欠いて示す図である。図３において、従来の遊星歯車装置では、キャリヤＣＡ１とケース１２とは、スプライン嵌合により互いに径方向および回転方向に所定のガタを有する状態で連結されている。上記ガタは、完全に固定される場合に耐久性や振動性に与える悪影響を無くするためのもの、すなわち遊星歯車装置１０で発生する噛合振動をケース１２に伝達される前に吸収するために設けられるものであるが、キャリヤＣＡ１とケース１２とのスプライン歯同士が車両の急発進時や急加減速時などにぶつかり合うことで衝撃音（歯打ち音）が発生するという問題が生じる。
【００２４】
上述のように、本実施例の車両用変速装置の遊星歯車装置１０によれば、非回転部材としてのキャリヤＣＡ１の外周部に嵌め着けられた内輪（内軸）２６の外周面およびケース１２の嵌合穴３６に嵌め着けられた外輪３８の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面４６および円筒状内周面４８と、それら円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との間の隙間内に転動可能に収容され、キャリヤＣＡ１とケース１２との周方向の一方向および他方向の相対回転に応じて円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数のローラ（転動体）５６とを備えることから、トルク伝達時において、キャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転に応じてそれらの間に設けられた内輪２６および外輪３８とローラ５６との接触圧力が連続的に増加し、それに伴い連続的に増加する内輪２６および外輪３８とローラ５６との間の摩擦力の接線方向成分が前記キャリヤＣＡ１および内輪２６に入力されるトルクの増加に伴って連続的に増加する反力トルクとして作用してキャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転を抑制するので、その相対回転区間でキャリヤＣＡ１とケース１２との連結部で衝撃音が発生することを抑制することができる。また、ローラ５６、内輪２６、および外輪３８が、経年的性質変化が比較的起こりにくい部材例えば鋼などの金属から成るので、キャリヤＣＡ１とケース１２との連結部で衝撃音が発生することを経年的性能低下なく抑制することができる。
【００２５】
また、本実施例の車両用変速装置の遊星歯車装置１０によれば、円筒状内周面４８は、円筒状外周面４６との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の一方向および他方向に向かうほど小さくなるように形成された複数の第１凹部５０および第２凹部５２を有しており、複数のローラ５６は、それら複数の第１凹部５０および第２凹部５２に対応する円筒状内周面４８と円筒状外周面４６との間の隙間内に転動可能に収容されることから、トルク伝達時において、キャリヤＣＡ１とケース１２との一方向および他方向の相対回転に応じてそれらの間に設けられた内輪２６および外輪３８とローラ５６との接触力が増加し、それに伴い増加する内輪２６および外輪３８とローラ５６との間の摩擦力の接線方向成分が前記キャリヤＣＡおよび内輪２６に入力される一方向および他方向のトルクに抗う反力トルクとして作用するようになっているので、キャリヤＣＡ１とケース１２との連結部で衝撃音が発生することを抑制することができる。
【００２６】
また、本実施例の車両用変速装置の遊星歯車装置１０によれば、複数の第１凹部５０および第２凹部５２は、円筒状内周面４８に穿設された軸心Ｃと平行な複数本の溝５４により形成されたものであり、複数のローラ５６は、それら複数の第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内にそれぞれ配設された円筒状部材であることから、ローラ５６と円筒状外周面４６および円筒状内周面４８とが線接触となるので、例えばローラ５６や円筒状外周面４６および円筒状内周面４８が摩耗することによってそれらの間に所定以上のガタが形成されることによる経年的性能低下を抑制することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
たとえば、前述の実施例において、遊星歯車装置１０は、キャリヤＣＡ１が非回転部材としてケース１２に連結される形式のものであったが、これに限らず、サンギヤＳ１或いはリングギヤＲ１がケース１２に連結される形式のものであってもよい。その際、その連結部には、内輪２６、外輪３８、および複数のローラ５６を備える連結装置が用いられてもよい。
【００２９】
また、前述の実施例において、円筒状外周面４６および円筒状内周面４８は、キャリヤＣＡ１の外周部に嵌め着けられた内輪２６の外周面およびケース１２に嵌め着けられた外輪３８の内周面に形成されていたが、これに限らない。例えば、円筒状外周面４６は、キャリヤＣＡ１の外周部に形成されてもよいし、また、円筒状内周面４８は、ケースの嵌合穴３６に形成されてもよい。そのため、内輪２６および外輪３８は、必ずしも設けられなくてもよい。
【００３０】
また、前述の実施例において、第１凹部５０および第２凹部５２は、円筒状内周面４８に備えられていたが、これに限らず、円筒状外周面４６および円筒状内周面４８のどちらか一方または両方に備えられてもよい。
【００３１】
また、前述の実施例において、ローラ５６は、円筒状部材から成るものであったが、これに限らず、例えば、球状部材や楕円筒状部材などの転動体であってもよい。
【００３２】
また、前述の実施例では、円筒状内周面４８に形成された第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内に複数のローラ５６が収容され、内輪２６と外輪３８との相対回転時にそれら複数のローラ５６が第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことで、それ以上の相対回転を抑制するようになっていたが、これに限られない。例えば、上記第１凹部５０および第２凹部５２は形成されず、円筒状内周面４８と円筒状外周面４６との間の隙間に非真円形状例えば楕円形状や角が丸い多角形状、或いはそれらが組合わされた形状の断面を有する複数の筒状部材（転動体）が収容され、内輪２６と外輪３８との相対回転時にそれら複数の筒状部材が円筒状内周面４８と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことで、それ以上の相対回転を抑制するよう構成されてもよい。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 遊星歯車装置
１２ ケース
２６ 内輪（内軸）
３６ 嵌合穴
３８ 外輪
４６ 円筒状外周面
４８ 円筒状内周面
５０ 第１凹部
５２ 第２凹部
５６ ローラ（転動体）
ＣＡ１ キャリヤ
Ｐ１ ピニオンギヤ
Ｒ１ リングギヤ
Ｓ１ サンギヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用変速装置の一部としてケース内に収容される遊星歯車装置において、その構成要素のいずれか１を非回転部材として前記ケースに相対回転不能に連結するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サンギヤと、そのサンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能に支持するキャリヤと、それら複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えて車両用変速装置の一部としてケース内に収容され、前記サンギヤ、キャリヤ、およびリングギヤのいずれか１の構成要素が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたものがそれである。この特許文献１では、リングギヤがケースに相対回転不能に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−７２１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の車両用変速装置の遊星歯車装置では、前記非回転部材とケースとを完全に固定した場合には耐久性や振動性に悪影響を及ぼすことから、スプライン嵌合により互いに径方向および回転方向に所定のガタを有する状態で連結されている。しかしながら、非回転部材とケースとのスプライン歯同士が車両の急発進時や急加減速時などにぶつかり合うことで衝撃音（歯打ち音）が発生するという問題があった。なお、上記所定のガタを少なくすることで衝撃音を小さくするということが考えられるが、上記固定部材およびケースは量産するための所定の寸法交差を有して製作されることから、上記ガタを少なくすることには限界がある。
【０００５】
これに対して、前記特許文献１には、前記非回転部材としてのリングギヤのスプライン歯に弾性部材をコーティングして前記ガタを埋めることにより、前記衝撃音が発生することおよび遊星歯車装置で発生する噛合振動がスプライン嵌合部を通してケースや他の遊星歯車装置の噛み合い部などに伝わることを抑制する技術が記載されている。しかし、上記非回転部材とケースとの間のスプライン嵌合部は常に駆動力を受ける部位であるため、経年による弾性部材の耐久性の低下によって上記衝撃音抑制および噛合振動伝達抑制の効果が消失するという問題があった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、遊星歯車装置の構成要素のいずれか１が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に連結される形式のものにおいて、その非回転部材とケースとの連結部で発生する衝撃音を経年的性能低下なく抑制することができる車両用変速機装置の遊星歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（１）サンギヤと、そのサンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能に支持するキャリヤと、それら複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えて車両用変速装置の一部としてケース内に収容され、前記サンギヤ、キャリヤ、およびリングギヤのいずれか１が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置であって、（２）前記非回転部材の外周面またはそれに嵌め着けられた内軸の外周面および前記ケースの嵌合穴またはそれに嵌め着けられた外輪の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面および円筒状内周面と、（３）前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、前記非回転部材と前記ケースとのいずれの方向の相対回転に応じて前記円筒状外周面と前記円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体とを備えることにある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１にかかる発明の車両用変速装置の遊星歯車装置によれば、前記非回転部材の外周面またはそれに嵌め着けられた内軸の外周面および前記ケースの嵌合穴またはそれに嵌め着けられた外輪の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面および円筒状内周面と、前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、前記非回転部材と前記ケースとのいずれの方向の相対回転に応じて前記円筒状外周面と前記円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体とを備えることから、トルク伝達時において、非回転部材とケースとの相対回転に応じてそれら又はそれらに嵌め着けられた内軸および外輪に設けられた円筒状外周面および円筒状内周面と転動体との接触圧力が連続的に増加し、それに伴い連続的に増加する円筒状外周面および円筒状内周面と転動体との間の摩擦力が非回転部材に入力されるトルクの増加に伴って連続的に増加する反力トルクとして作用して非回転部材とケースとの相対回転を抑制するので、その相対回転区間で非回転部材とケースとの連結部で衝撃音が発生することを抑制することができる。また、転動体、および円筒状外周面および円筒状内周面が形成される部材が、経年的性質変化が比較的起こりにくい部材例えば鋼などの金属等から成る場合には、非回転部材とケースとの連結部で衝撃音が発生することを経年的性能低下なく抑制することができる。
【０００９】
ここで、好適には、本発明は、前記キャリヤが前記ケースに所定以上の相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置に適用される。そして、上記遊星歯車装置は、外周部に円筒状外周面を有してキャリヤの外周面に嵌め着けられた内軸と、円環状の隙間を挟んでその内軸の円筒状外周面に対向する円筒状内周面を有してケースの嵌合穴に嵌め着けられた外輪と、上記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、キャリヤとケースとの周方向の一方向および他方向の相対回転に応じて円筒状外周面と円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体とを備えて構成される。
【００１０】
また、好適には、前記円筒状外周面と円筒状内周面との少なくとも一方は、それら円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の一方向および他方向に向かうほど小さくなるように形成された複数の第１凹部および第２凹部を有しており、前記複数の転動体は、それら複数の第１凹部および第２凹部に対応する前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容される。
【００１１】
また、好適には、前記複数の第１凹部および第２凹部は、前記円筒状内周面に穿設された前記外輪の軸心と平行な複数本の溝により形成されたものであり、前記複数の転動体は、それら複数の第１凹部および第２凹部と前記円筒状外周面との間の隙間内にそれぞれ配設された円筒状部材である。このようにすれば、転動体と円筒状外周面および円筒状内周面とが線接触となるので、例えば転動体や円筒状外周面および円筒状内周面が摩耗することによってそれらの間に所定以上のガタが形成されることによる経年的性能低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の車両用変速機の遊星歯車装置の一部を示す図であって、図２のI-I視断面図である。
【図２】図１のII-II矢視部断面を含む遊星歯車装置を示す一部断面図である。
【図３】従来の車両用変速装置の遊星歯車装置において、キャリヤとケースとの連結部分を一部を切欠いて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の車両用変速機の遊星歯車装置１０の一部を示す断面図である。なお、図１では、回転中心である軸心Ｃの下半分が省略されている。図２は、図１のII-II矢視部断面を含む遊星歯車装置１０を示す一部断面図である。図１および図２において、この遊星歯車装置１０は、車両用変速機の一部としてケース１２内に収容されている。本実施例では、遊星歯車装置１０は、例えば、軸心Ｃまわりの回転可能に設けられたサンギヤＳ１と、そのサンギヤＳ１に噛み合う複数のピニオンギヤＰ１をそれぞれ複数のピニオンシャフト１４を介して回転可能に支持するキャリヤＣＡ１と、それら複数のピニオンギヤＰ１に噛み合うリングギヤＲ１とを備えて構成されている。上記サンギヤＳ１は、軸心Ｃまわりの回転可能に軸受１６を介してケース１２に支持されるとともに図示しない電動機等のトルクが伝達される回転軸１８の外周部に例えばスプライン嵌合により嵌め着けられている。また、上記キャリヤＣＡ１は、非回転部材としてケース１２に所定以上の相対回転不能に嵌め着けられている。また、上記リングギヤＲ１は、軸受２０を介してケース１２に軸心Ｃまわりの回転可能に支持されている。なお、そのリングギヤＲ１の外周部には、駆動輪側の例えば差動歯車装置等に連結される出力ギヤ２２が一体的に設けられている。
【００１５】
以下では、非回転部材としてのキャリヤＣＡ１とケース１２との連結構造に関して詳しく説明する。
【００１６】
上記キャリヤＣＡ１は、ピニオンギヤＰ１の軸心Ｃ方向の両側に設けられ、そのピニオンギヤＰ１に挿通されたピニオンシャフト１４の両端を支持する一対の円環状のキャリヤ本体部２４、およびそれら一対のキャリヤ本体部２４を相互に一体的に連結する図示しない連結部とを備えて構成されている。
【００１７】
上記一対のキャリヤ本体部２４のうち軸受１６側の一方（以下、キャリヤ本体部２４の一方と記載する）の外周部には、例えば鋼などの金属から成る円筒状の内輪（内軸）２６が例えば圧入により嵌め着けられている。その内輪２６の内周面２８およびキャリヤ本体部２４の一方の外周面３０には、半径方向外側に向けて複数の凹部３２および凸部３４がそれぞれ設けられている。内輪２６およびキャリヤ本体部２４の一方は、それら凸部３２と凹部３４とが嵌め合わされることにより相対回転不能に固定されている。
【００１８】
ケース１２の内周面の一部には、円筒状の内周面を有する嵌合穴３６が形成されており、その嵌合穴３６には、例えば鋼などの金属から成る円筒状の外輪３８が例えば圧入により嵌め着けられている。その外輪３８の外周面４０および嵌合穴３６には、半径方向外側に向けて複数の凸部４２および凹部４４がそれぞれ設けられている。外輪３８およびケース１２は、それら凸部４２と凹部４４とが嵌め合わされることにより相対回転不能に固定されている。
【００１９】
上記内輪２６の外周部（外周面）および外輪３８の内周部（内周面）には、円環状の隙間を挟んで径方向に対向する円筒状外周面４６および円筒状内周面４８が形成されている。そして、上記円筒状内周面４８は、円筒状外周面４６との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の一方向すなわち図２のＡ方向に向かうほど除々に小さくなるように周方向に所定間隔で複数位置（本実施例では３位置）形成された複数の第１凹部５０と、円筒状外周面４６との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の他方向すなわち図２のＢ方向に向かうほど除々に小さくなるように周方向に所定間隔で複数位置（本実施例では３位置）形成された複数の第２凹部５２とを有している。これら複数の第１凹部５０および第２凹部５２は、円筒状内周面４８に穿設された軸心Ｃと平行な複数本の溝５４により形成されている。
【００２０】
上記複数の第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内には、それら隙間内で転動可能な例えば鋼などの金属から成る円筒状のローラ５６が収容されている。第１凹部５０と円筒状外周面４６との間の隙間内に収容されたローラ５６は、内輪２６と外輪との周方向の一方向の相対回転に応じて第１凹部５０と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制するようになっている。また、第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内に収容されたローラ５６は、内輪２６と外輪との周方向の他方向の相対回転に応じて第２凹部５２と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制するようになっている。
【００２１】
このように構成された遊星歯車装置１０では、前記電動機等から回転軸１８に入力されたトルクが、サンギヤＳ１およびピニオンギヤＰ１を通してリングギヤＲ１に入力されるまでに増幅されて伝達されるようになっている。このとき、キャリヤＣＡ１にも所定のトルクが入力されるが、そのキャリヤＣＡ１およびそれに連結された内輪２６が外輪３８に対して相対回転しようとする場合には、前述のように、ローラ５６が内輪２６の円筒状外周面４６と外輪３８の円筒状内周円４８との間の隙間に食い込むことで内輪２６およびキャリヤＣＡ１のそれ以上の回転を抑制するようになっているため、キャリヤＣＡ１はケース１２に対して所定以上の相対回転不能に固定されるようになっている。すなわち、キャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転に応じてそれらの間に設けられた内輪２６および外輪３８とローラ５６との接触圧力が連続的に増加し、それに伴い連続的に増加する内輪２６および外輪３８とローラ５６との間の摩擦力の接線方向成分が前記キャリヤＣＡおよび内輪２６に入力されるトルクの増加に伴って連続的に増加する反力トルクとして作用するようになっている。このように、内輪２６および外輪３８との間の隙間においてローラ５６が挟まれることで連続的に増加する反力トルクによりキャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転を抑制するようになっているため、後述の図３に示すようなスプライン嵌合によりキャリヤＣＡ１とケース１２とを固定する形式のように歯打ち音等の衝撃音が発生しない。
【００２２】
ここで、キャリヤＣＡ１とケース１２とは、上述のようにローラ５６が内輪２６の円筒状外周面４６と外輪３８の円筒状内周面４８との間の隙間に食い込むまでは僅かに相対回転するようになっており、この所定の相対回転区間で反力トルクが連続的に増加する過程において遊星歯車装置１０で発生する噛合振動がケース１２に伝達されずに吸収されるようになっている。なお、上記ローラ５６が隙間に食い込むまでのキャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転量や第１凹部５０および第２凹部５２の形状は、例えば遊星歯車装置１０で発生する噛合振動がケース１２に伝達されずに効果的に吸収されるように予め実験的に求められて設定される。
【００２３】
因みに、図３は、従来の車両用変速装置の遊星歯車装置におけるキャリヤＣＡ１とケース１２との連結部分を一部を切欠いて示す図である。図３において、従来の遊星歯車装置では、キャリヤＣＡ１とケース１２とは、スプライン嵌合により互いに径方向および回転方向に所定のガタを有する状態で連結されている。上記ガタは、完全に固定される場合に耐久性や振動性に与える悪影響を無くするためのもの、すなわち遊星歯車装置１０で発生する噛合振動をケース１２に伝達される前に吸収するために設けられるものであるが、キャリヤＣＡ１とケース１２とのスプライン歯同士が車両の急発進時や急加減速時などにぶつかり合うことで衝撃音（歯打ち音）が発生するという問題が生じる。
【００２４】
上述のように、本実施例の車両用変速装置の遊星歯車装置１０によれば、非回転部材としてのキャリヤＣＡ１の外周部に嵌め着けられた内輪（内軸）２６の外周面およびケース１２の嵌合穴３６に嵌め着けられた外輪３８の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面４６および円筒状内周面４８と、それら円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との間の隙間内に転動可能に収容され、キャリヤＣＡ１とケース１２との周方向の一方向および他方向の相対回転に応じて円筒状外周面４６と円筒状内周面４８との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数のローラ（転動体）５６とを備えることから、トルク伝達時において、キャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転に応じてそれらの間に設けられた内輪２６および外輪３８とローラ５６との接触圧力が連続的に増加し、それに伴い連続的に増加する内輪２６および外輪３８とローラ５６との間の摩擦力の接線方向成分が前記キャリヤＣＡ１および内輪２６に入力されるトルクの増加に伴って連続的に増加する反力トルクとして作用してキャリヤＣＡ１とケース１２との相対回転を抑制するので、その相対回転区間でキャリヤＣＡ１とケース１２との連結部で衝撃音が発生することを抑制することができる。また、ローラ５６、内輪２６、および外輪３８が、経年的性質変化が比較的起こりにくい部材例えば鋼などの金属から成るので、キャリヤＣＡ１とケース１２との連結部で衝撃音が発生することを経年的性能低下なく抑制することができる。
【００２５】
また、本実施例の車両用変速装置の遊星歯車装置１０によれば、円筒状内周面４８は、円筒状外周面４６との間の隙間の半径方向の間隔が周方向の一方向および他方向に向かうほど小さくなるように形成された複数の第１凹部５０および第２凹部５２を有しており、複数のローラ５６は、それら複数の第１凹部５０および第２凹部５２に対応する円筒状内周面４８と円筒状外周面４６との間の隙間内に転動可能に収容されることから、トルク伝達時において、キャリヤＣＡ１とケース１２との一方向および他方向の相対回転に応じてそれらの間に設けられた内輪２６および外輪３８とローラ５６との接触力が増加し、それに伴い増加する内輪２６および外輪３８とローラ５６との間の摩擦力の接線方向成分が前記キャリヤＣＡおよび内輪２６に入力される一方向および他方向のトルクに抗う反力トルクとして作用するようになっているので、キャリヤＣＡ１とケース１２との連結部で衝撃音が発生することを抑制することができる。
【００２６】
また、本実施例の車両用変速装置の遊星歯車装置１０によれば、複数の第１凹部５０および第２凹部５２は、円筒状内周面４８に穿設された軸心Ｃと平行な複数本の溝５４により形成されたものであり、複数のローラ５６は、それら複数の第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内にそれぞれ配設された円筒状部材であることから、ローラ５６と円筒状外周面４６および円筒状内周面４８とが線接触となるので、例えばローラ５６や円筒状外周面４６および円筒状内周面４８が摩耗することによってそれらの間に所定以上のガタが形成されることによる経年的性能低下を抑制することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
たとえば、前述の実施例において、遊星歯車装置１０は、キャリヤＣＡ１が非回転部材としてケース１２に連結される形式のものであったが、これに限らず、サンギヤＳ１或いはリングギヤＲ１がケース１２に連結される形式のものであってもよい。その際、その連結部には、内輪２６、外輪３８、および複数のローラ５６を備える連結装置が用いられてもよい。
【００２９】
また、前述の実施例において、円筒状外周面４６および円筒状内周面４８は、キャリヤＣＡ１の外周部に嵌め着けられた内輪２６の外周面およびケース１２に嵌め着けられた外輪３８の内周面に形成されていたが、これに限らない。例えば、円筒状外周面４６は、キャリヤＣＡ１の外周部に形成されてもよいし、また、円筒状内周面４８は、ケースの嵌合穴３６に形成されてもよい。そのため、内輪２６および外輪３８は、必ずしも設けられなくてもよい。
【００３０】
また、前述の実施例において、第１凹部５０および第２凹部５２は、円筒状内周面４８に備えられていたが、これに限らず、円筒状外周面４６および円筒状内周面４８のどちらか一方または両方に備えられてもよい。
【００３１】
また、前述の実施例において、ローラ５６は、円筒状部材から成るものであったが、これに限らず、例えば、球状部材や楕円筒状部材などの転動体であってもよい。
【００３２】
また、前述の実施例では、円筒状内周面４８に形成された第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との間の隙間内に複数のローラ５６が収容され、内輪２６と外輪３８との相対回転時にそれら複数のローラ５６が第１凹部５０および第２凹部５２と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことで、それ以上の相対回転を抑制するようになっていたが、これに限られない。例えば、上記第１凹部５０および第２凹部５２は形成されず、円筒状内周面４８と円筒状外周面４６との間の隙間に非真円形状例えば楕円形状や角が丸い多角形状、或いはそれらが組合わされた形状の断面を有する複数の筒状部材（転動体）が収容され、内輪２６と外輪３８との相対回転時にそれら複数の筒状部材が円筒状内周面４８と円筒状外周面４６との隙間に食い込むことで、それ以上の相対回転を抑制するよう構成されてもよい。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 遊星歯車装置
１２ ケース
２６ 内輪（内軸）
３６ 嵌合穴
３８ 外輪
４６ 円筒状外周面
４８ 円筒状内周面
５０ 第１凹部
５２ 第２凹部
５６ ローラ（転動体）
ＣＡ１ キャリヤ
Ｐ１ ピニオンギヤ
Ｒ１ リングギヤ
Ｓ１ サンギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤと、該サンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能に支持するキャリヤと、該複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えて車両用変速装置の一部としてケース内に収容され、該サンギヤ、キャリヤ、およびリングギヤのいずれか１が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置であって、
前記非回転部材の外周面またはそれに嵌め着けられた内軸の外周面および前記ケースの嵌合穴またはそれに嵌め着けられた外輪の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面および円筒状内周面と、
前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、前記非回転部材と前記ケースとのいずれの方向の相対回転に応じて前記円筒状外周面と前記円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体と
を、備えることを特徴とする車両用変速装置の遊星歯車装置。
【請求項１】
サンギヤと、該サンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能に支持するキャリヤと、該複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えて車両用変速装置の一部としてケース内に収容され、該サンギヤ、キャリヤ、およびリングギヤのいずれか１が非回転部材として前記ケースに相対回転不能に嵌め着けられた車両用変速装置の遊星歯車装置であって、
前記非回転部材の外周面またはそれに嵌め着けられた内軸の外周面および前記ケースの嵌合穴またはそれに嵌め着けられた外輪の内周面に設けられ、円環状の隙間を挟んで相対向する円筒状外周面および円筒状内周面と、
前記円筒状外周面と円筒状内周面との間の隙間内に転動可能に収容され、前記非回転部材と前記ケースとのいずれの方向の相対回転に応じて前記円筒状外周面と前記円筒状内周面との隙間に食い込むことでそれ以上の相対回転を抑制する複数の転動体と
を、備えることを特徴とする車両用変速装置の遊星歯車装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２１６５９２（Ｐ２０１０−２１６５９２Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５２４３（Ｐ２００９−６５２４３）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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