(57)【要約】【課題】遊星歯車装置において、起振力を相殺して、ギヤノイズを小さくすることができるものでありながら、ピニオンと噛合う他のギヤの歯数の制限を少なくする。【解決手段】遊星歯車装置は、キャリヤＣＲに回転自在に支持されるピニオンＰ１乃至Ｐ４と、該ピニオンＰ１乃至Ｐ４に噛合するサンギヤＳ及びリングＲと、を有し、ピニオンＰ１乃至Ｐ４と該ピニオンＰ１乃至Ｐ４に噛合する他のギヤとの噛合いにより発生する起振力を相殺するようになっている。ピニオンＰ１乃至Ｐ４及び該ピニオンＰ１乃至Ｐ４と噛合する他のギヤを、はすば歯車により構成し、噛合いに基づく起振力が相殺される噛合タイミングとなるように、ピニオンＰ１乃至Ｐ４の軸方向位置を設定してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤに回転自在に支持されるピニオンと、該ピニオンに噛合するサンギヤ及びリングギヤと、を有し、前記ピニオンと該ピニオンに噛合する他のギヤとの噛合いにより発生する起振力を相殺してなる遊星歯車装置において、
前記ピニオン及び該ピニオンと噛合する前記他のギヤを、はすば歯車により構成し、
前記噛合いに基づく起振力が相殺される噛合タイミングとなるように、前記ピニオンの軸方向位置を設定してなる、
ことを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記ピニオンは、前記キャリヤに等分に配置された複数のピニオンからなり、
前記複数のピニオンの噛合いに基づく各起振力が相殺されるように、前記他のギヤの歯数を設定すると共に、該歯数に対応して複数のピニオンの相対的軸方向位置が異なるように設定してなる、
請求項１記載の遊星歯車装置。
【請求項３】
前記ピニオンは、前記キャリヤに配設された１個の軸に対して回転自在に支持される第１のピニオンと第２のピニオンからなり、
前記第１及び第２のピニオンを、それぞれ前記噛合いに基づく各起振力が互に相殺されるように、相対的軸方向位置を設定してなる、
請求項１記載の遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンギヤ、ピニオンを支持するキャリヤ及びリングギヤからなる遊星歯車装置に係り、詳しくは自動車に搭載される自動変速機を用いて好適な遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、自動車に搭載される自動変速機は、車室内の静粛性への要求が高まるなかで、遊星歯車の騒音低減が重要な課題となっている。該遊星歯車の騒音に関し、キャリヤ上のピニオンがサンギヤ及びリングギヤに噛合を開始する起振力に注目し、複数個のピニオンの歯がサンギヤ等に噛合いを始める位相差と騒音との関係について考察した論文が発表されている（非特許文献１参照）。更に、該論文に基づき、上記各ピニオンの噛合い位相差と騒音との関係を分析した論文並びに特許出願が発表されている（非特許文献２及び３、特許文献１参照）。
【０００３】
上記非特許文献２及び３には、等分割してキャリヤに配置した各ピニオンがサンギヤ及びリングギヤに噛合う位相差を、
（ＺＲ＋ＺＳ）／Ｐｓ＝ｎ      ……式（１）
ＺＳ／Ｐｓ≠ｎ                ……式（２）
（ただし、ＺＲはリングギヤの歯数、ＺＳはサンギヤの歯数、Ｐｓはピニオンの個数、ｎは整数）に設計することにより、遊星歯車全体で各ピニオンの噛合いによる起振力に基づくねじり方向力（回転方向力；モーメント）が、各位相差によって相殺される、ことが説明されている。なお、各ピニオン間での振幅と周期が同じとする。
【０００４】
上記式（１），（２）は、ラジアル方向に変動する力（曲げ振動）の影響が小さいとして無視してあるが、前記各ピニオンの起振力に基づくラジアル方向の力を考慮すると、更に
（ＺＳ±１）／Ｐｓ≠ｎ      ……式（３）
が追加される。
【０００５】
即ち、回転方向力のみを考慮して上記式（１），（２）に基づくと、４ピニオンの場合、サンギヤの歯数は、４の倍数だけ避けてサンギヤの歯数を設定し、更に（ＺＲ＋ＺＳ／Ｐｓ）＝ｎになるようにリングギヤの歯数を設定することになり、３ピニオンでも可能となる。
【０００６】
前記式（１），（２），（３）に基づき、回転方向力とラジアル方向力との両方を考慮して、共に相殺するような位相差を設定する場合、４ピニオンであると、サンギヤの歯数は、２６，３０，３４，３８…に限定され、３ピニオンは設定不可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１０９９４号公報
【非特許文献１】Ｗ．Ｅ．Ｐａｌｍｅｒ  ａｎｄ  Ｒ．Ｒ．Ｆｕｅｈｒｅｒ著    ＳＡＥ．７７０５６１（１９７７年４月１８−２０日発行）  「Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎ  Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ」
【非特許文献２】陳  勇  著    「自動車用歯車の信頼性向上技術」セミナー（２００１年７月１０日発表）  「自動車用歯車の低振動・高強度設計」Ｐ１７−Ｐ２４
【非特許文献３】陳  勇  著    ＪＡＴＣＯ技報    ＴｒａｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｒｅｖｉｅｗ  ２００１  Ｎｏ．２  「ＡＴの遊星歯車機構の騒音・振動に関する研究」Ｐ５０−Ｐ５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記式（１），（２）に基づく各ピニオンの位相差による噛合い起振力の相殺、更に式（３）を追加してラジアル方向力をも加味した噛合い起振力の相殺により、遊星歯車装置の騒音の発生を低減することが可能であるが、上記式（１），（２）又は式（１），（２），（３）に基づき各歯数を設定すると、歯数が制限されて、必要とする変速比を設定することが困難な場合を生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、各ピニオンと他のギヤとの噛合いタイミングを自由に変更して、上述した課題を解決した遊星歯車装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、キャリヤ（ＣＲ）に回転自在に支持されるピニオン（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，ＰＡ，ＰＢ）と、該ピニオンに噛合するサンギヤ（Ｓ）及びリングギヤ（Ｒ）と、を有し、前記ピニオンと該ピニオンに噛合する他のギヤとの噛合いにより発生する起振力を相殺してなる遊星歯車装置（１０，２０）において、
前記ピニオン及び該ピニオンと噛合する前記他のギヤを、はすば歯車により構成し、
前記噛合いに基づく起振力が相殺される噛合タイミングとなるように、前記ピニオンの軸方向位置を設定してなる、
ことを特徴とする遊星歯車装置にある。
【００１１】
例えば、図１を参照すると、前記ピニオンは、前記キャリヤ（ＣＲ）に等分に配置された複数のピニオン（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）からなり、
前記複数のピニオンの噛合いに基づく各起振力が相殺されるように、前記他のギヤ（Ｓ及び／又はＲ）の歯数（ＳＡ，ＳＲ）を設定すると共に、該歯数に対応して複数のピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）が異なるように設定してなる。
【００１２】
上記相殺される起振力は、前記式（１），（２）に基づく回転方向力のみ（Ｍ１とＭ２，Ｍ３とＭ４）を対象としてでもよいが、更に高い騒音防止効果を求める場合、前記式（１），（２）及び（３）に基づき、回転方向力とラジアル方向力（Ｆ１とＦ３，Ｆ２とＦ４）を対象とすることが望ましい。
【００１３】
また、例えば、図６，図７を参照すると、前記ピニオンは、前記キャリヤに配設された１個の軸（３）に対して回転自在に支持される第１のピニオン（ＰＡ）と第２のピニオン（ＰＢ）からなり、
前記第１及び第２のピニオンを、それぞれ前記噛合いに基づく各起振力が互に相殺されるように、相対的軸方向位置（Ｌ）を設定してなる。
【００１４】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより、請求項の記載に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明によると、互に噛合するピニオン及び他のギヤをはすば歯車により構成し、ピニオンを軸方向に相対移動することにより上記はすば歯車のねじれ角に基づきその噛合位置を任意に設定することが可能となり、他のギヤの歯数の設定の自由度を増加することができる。
【００１６】
請求項２に係る本発明によると、キャリヤに等分に配置された複数のピニオンの相対的軸方向位置を異なるように設定して、遊星歯車全体でピニオンの噛合いに基づく起振力を相殺し、低騒音化を図ったものでありながら、歯数の自由度を増加して、所望の変速化を得ることができる。
【００１７】
請求項３に係る本発明によると、１個の軸に支持される第１及び第２のピニオンにより、該軸におけるピニオンの噛合いに基づく起振力を相殺して、キャリヤに分割支持されるピニオンの数及び他のギヤの歯数に関係することなく、低騒音化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態の遊星歯車装置を図に基づいて説明する。本遊星歯車装置は、ギヤの噛合いによる起振力を相殺して噛合い騒音を少なくして、例えば、自動車に搭載される自動変速機に用いられる。
【００１９】
図１において、遊星歯車装置１０は、サンギヤＳ、サンギヤＳの外周に噛合っている４つのピニオンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、この４つのピニオンを支持しているキャリヤＣＲ、及び４つのピニオンを取り囲んでピニオンに噛合っているリングギヤＲで構成されている。４つのピニオンは、キャリヤに９０度の等間隔で回転自在に設けられている。これらの全てのギヤは、はすば歯車である。
【００２０】
遊星歯車装置１０は、４つのピニオンと他のギヤとの噛合いに基づく各起振力が相殺されるように、サンギヤＳやリングギヤＲの歯数を設定すると共に、該歯数に対応して４つのピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）が異なるようにしてある。このように、他のギヤ（サンギヤ又はリングギヤ）の歯数に対応して、４つのピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）を異にすることによって、あるピニオンがサンギヤＳに対して噛合いを終わりかけているとき、他のピニオンがサンギヤＳに噛合いを始めるようにして、サンギヤＳに対するピニオン同士の噛合い位相をずらし、起振力を相殺することができる。
【００２１】
図１（ｂ）において、ピニオンの歯直角モジュール：ｍ、ねじれ角：β：ねじれ角としたとき、
πｍ／ｓｉｎβ・・・・式（４）
だけずらすと、サンギヤＳに対するピニオン同士の噛合い位相が３６０度ずれる。この場合には、ピニオンの噛合い位置が１ピッチずれたことになり、ピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）は同じになる。
【００２２】
そこで、
ピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）を、
Ｌ＝（πｍ／ｓｉｎβ）・（１／２）又は（πｍ／ｓｉｎβ）・（３／２）又は（πｍ／ｓｉｎβ）・（５／２）又は（πｍ／ｓｉｎβ）・（ｋ／２）・・・式（５）  （ただし、ｋは奇数）
だけずらすと、各ピニオンの噛合い位置に１８０度の位相差を生じる。
【００２３】
すなわち、ピニオンＰ…を４等分に配置した場合、ピニオンの相対軸方向位置（Ｌ）は、（πｍ／ｓｉｎβ）の０．５倍、１．５倍、２．５倍・・・のいずれかであり、基本的には、サンギヤＳに対するピニオン同士の噛合い位相が、４個のピニオンの内の対向する１対のピニオン同士で互に１８０度ずれた位置になり、起振力を相殺することができる。なお、ねじれ角の向きによっては、（Ｌ）のプラスマイナスが逆になる。
【００２４】
図２乃至図４は、各ピニオンを相対的軸方向位置（Ｌ）に移動させた場合の具体例である。図２乃至図４において、ピニオンの配置は４等分であり、各ピニオンの（噛合い）幅は同一であり、ｎは整数である。また、図２乃至図４には、サンギヤＳの歯数を示してあるが、リングギヤとピニオンとの噛合い位相で考えた場合、ピニオンが等分配置のときはリングギヤの歯数（ＺＲ）＋サンギヤの歯数（ＺＳ）＝４ｎであることから、図２は、リングギヤ歯数＝４ｎ（・・・５２、５６、６０、６４・・・）、図３は、リングギヤ歯数＝４ｎ＋１（・・・４９、５３、５７、６１・・・）、図４は、リングギヤ歯数＝４ｎ−１（・・・５１、５５、５９、６３・・・）とすれば同様となる。
【００２５】
図２は、サンギヤＳの歯数ＺＳが４ｎ（ｎは４以上の整数）の場合（１６，２０，２４，２８，３２…）、ピニオンＰ２，Ｐ３を、ピニオンＰ１，Ｐ４に対して、噛合い位相を１８０度ずらしてある。この結果、図２（ａ）、図１において、ピニオンＰ１とピニオンＰ２との回転方向力（Ｍ１とＭ２）を相殺し、ピニオンＰ３とピニオンＰ４との回転方向力（Ｍ３とＭ４）を相殺することができる。また、ピニオンＰ１とピニオンＰ３とのラジアル方向力（Ｆ１とＦ３）を相殺し、ピニオンＰ２とピニオンＰ４とのラジアル方向力（Ｆ２とＦ４）を相殺することができる。図２（ｂ）に示す場合も、同様にして、回転方向力とラジアル方向力とを相殺することができる。
【００２６】
同様にして、図３に示すピニオンＰ３，Ｐ４は、ピニオンＰ１，Ｐ２に対して、噛合い位相を１８０度ずらしてある。これによって、ピニオンＰ３，Ｐ４と、ピニオンＰ１，Ｐ２とは、互いに回転方向力を相殺し、ラジアル方向力を相殺する。図３に示す、噛合い位相のときには、サンギヤＳの歯数を、４ｎ−１＝（１５，１９，２３，２７，３１・・・）のいずれからか選択することができる。
【００２７】
さらに、図４に示すピニオンＰ３，Ｐ４は、ピニオンＰ１，Ｐ２に対して、噛合い位相を１８０度ずらしてある。これによって、ピニオンＰ３，Ｐ４と、ピニオンＰ１，Ｐ２とは、互いに回転方向力を相殺し、ラジアル方向力を相殺する。但し、図４は、図３と比較して、ピニオン４の位相が、位相基準のピニオンＰ１に対して、位相が９０度進んでいる点において異なっている。図４に示す、噛合い位相のときには、サンギヤＳの歯数を、４ｎ＋１＝（１７，２１，２５，２９，３３・・・）のいずれからか選択することができる。
【００２８】
図２乃至図４において、ピニオンの位相をずらすための具体的な構造を図５に示す。図５に示す、ピニオンＰ１，Ｐ２（図１）は、２枚の側板４，５からなるキャリヤＣＲに装着された支持軸３にニードルベアリング９を介して回転自在に支持されている。なお、２個のピニオンＰ１，Ｐ２を代表して示してあるが、位相の異なる他のピニオンも同様であって、図５に示す各構造は、図１乃至図４のいずれのピニオンＰ１乃至Ｐ４にも適用できる。
【００２９】
図５（ａ）に示すピニオンＰ１は、片側側面にボスＰ１ａが突設してあり、ボスＰ１ａの向きを反対にして（ピニオンＰ２、ボスＰ２ａ）、位相をずらされている。なお、ボスＰ１ａの突出量は、式（５）のピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）に相当する量である。ピニオンＰ１，Ｐ２の両側に設けたワッシャ６の枚数は同数である。
【００３０】
図５（ｂ）に示すピニオンＰ１，Ｐ２は、ピニオンＰ１，Ｐ２の両側に設けたワッシャ６の枚数を異にして、位相をずらされている。ワッシャ６の１枚の厚みは、式（５）のピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）に相当する厚さである。
【００３１】
図５（ｃ）に示すピニオンＰ１，Ｐ２は、キャリヤＣＲの一方の側板４に形成された凹部４ａと、他方の側板５に突設したボス５ａとで、位相をずらされている。凹部４ａの深さとボス５ａの突出量は、式（５）のピニオンの相対的軸方向位置（Ｌ）に相当する量である。ピニオンＰ１，２の両側に設けたワッシャ６の枚数は同数である。
【００３２】
なお、以上説明した遊星歯車装置１０は、図２乃至図４に示すピニオンの噛合い位相と、サンギヤの歯数との関係を求めておいて、サンギヤの歯数からピニオンの噛合い位相を図２乃至図４のいずれかを選択して設定してもよい。
【００３３】
また、以上の遊星歯車装置１０は、ピニオンが４つであったが、前記式（１）及び（２）又は前記（１），（２）及び（３）を満たすものであれば、ピニオンの数は４個に限定されない。
【００３４】
以上、説明したように、本遊星歯車装置１０は、遊星歯車装置全体で起振力を相殺することができ、サンギヤＳ、リングギヤＲの歯数を適宜選択して、所望の変速化を得ることができる。また、図５に示す構造にすると、ピニオンの位相を簡単な構造に容易に変えることができる。
【００３５】
図６、図７に示す遊星歯車装置２０は、他の実施形態の遊星歯車装置である。
【００３６】
この遊星歯車装置２０における各ピニオンＰ２１乃至Ｐ２３もはすば歯車であるが、図７に示すように、同形の第１及び第２のピニオンＰＡ，ＰＢで構成されている。これら２個のピニオンＰＡ，ＰＢは、キャリヤＣＲの側板４，５に設けられた１個の支持軸３にニードルベアリング９を介して回転自在に設けられている。２個のピニオンＰＡ，ＰＢは、ワッシャ６の介在位置及びその個数を適宜調整することにより、２個を相対的な軸方向位置（Ｌ）に設定して、サンギヤＳ（又はリングギヤＲ）に対するピニオン同士の噛合い位相をずらしてある。これによって、ピニオンＰＡ，ＰＢは、他のギヤの歯数及びピニオンの数（Ｐｓ）に関係なく、１本の支持軸３上で噛合いに起因する起振力に相殺することができる。なお、ワッシャ６の代わりにボスを設けてもよい。
【００３７】
したがって、図６、図７に示す遊星歯車装置２０も、１本の支持軸で起振力を相殺することができ、ピニオンの数（Ｐｓ）が例えば３個であっても、また他のギヤの歯数が限定されることなく、所望の変速化を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態における遊星歯車装置の概略図である。
【図２】図１の遊星歯車装置において、ピニオンを相対的軸方向位置にずらした図である。
【図３】図１の遊星歯車装置において、ピニオンを相対的軸方向位置にずらした他の例の図である。
【図４】図１の遊星歯車装置において、ピニオンを相対的軸方向位置にずらしたさらに他の例の図である。
【図５】ピニオンを相対的軸方向位置にずらすための、具体的な図である。
【図６】本発明の他の実施形態における遊星歯車装置の概略図である。
【図７】図６におけるピニオンの軸方向に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｐ１乃至Ｐ４      ピニオン
Ｐ１１，Ｐ１２    ピニオン
ＰＡ      ピニオン（第１のピニオン）
ＰＢ      ピニオン（第２のオニオン）
Ｓ      サンギヤ（他のギヤ）
ＣＲ，ＣＲ１      キャリヤ
Ｒ      リングギヤ（他のギヤ）
３      支持軸（軸）
４      側板
５      側板
６      ワッシャ
１０，２０    遊星歯車装置
【図１】
2008261388.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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