(57)【要約】【課題】  ショックや騒音を抑制しつつ回転部材を固定する。【解決手段】  ケース２の内部に収容されたキャリア１と前記ケース２もしくは前記ケース２との一方に他方に向けて突出した歯５が形成されるとともに、その歯５を遊嵌させる凹部６が前記キャリア１とケース２との他方に形成された回転止め構造において、前記歯５と前記凹部６の内面との互いに対向する面の少なくとも一方の面に、前記キャリア１が前記ケース２もしくは固定部材に対して相対的に回転することに伴って、前記歯５が前記凹部６に対して相対回転することによって、前記歯５と前記凹部６とのクリアランスが次第に減少して前記キャリア１の半径方向に対して傾斜した角度で接触する傾斜係合部１２が形成されていることを特徴としている。【選択図】  図１
2005344919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内部に収容された回転部材と前記ケースもしくは前記ケースに一体の固定部材との一方に他方に向けて突出した歯が形成されるとともに、その歯を遊嵌させる凹部が前記回転部材とケースもしくは固定部材との他方に形成された回転止め構造において、
前記歯と前記凹部の内面との互いに対向する面の少なくとも一方の面に、前記回転部材が前記ケースもしくは固定部材に対して相対的に回転することに伴って、前記歯が前記凹部に対して相対回転することによって、前記歯と前記凹部とのクリアランスが次第に減少して前記回転部材の半径方向に対して傾斜した角度で接触する傾斜係合部が形成されていることを特徴とする回転止め構造。
【請求項２】
前記歯と前記凹部の内面とが前記傾斜係合部によって接触した後に、前記回転部材の接線方向で対向して当接するストッパ部が、前記歯と前記凹部の内面とに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転止め構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転部材の回転を止める回転止め構造、特に、遊星歯車機構を構成する回転部材の回転を止める回転止め構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転部材を固定した動力伝達機構の一例として、遊星歯車機構の回転要素を固定して、各種動力伝達装置に使用する場合がある。例えば、キャリヤを固定し、サンギヤを入力要素とし、リングギヤを出力要素として、ハイブリッド車に適用した例がある。このように、遊星歯車機構を構成する回転要素の一部の回転を止める場合、回転要素とケースとにスプラインを形成し、そのスプラインを係合させることにより、回転要素の回転を止める構成が知られている。
【０００３】
しかし、スプラインを用いて回転を止める場合、回転要素側のスプラインとケース側のスプラインとの間にはガタがあるために、振動やノイズ等が発生する場合がある。このような振動やノイズ等を抑制するために、特許文献１には第１および第２の軸のスプライン嵌合部において、嵌合部の対向部分に互いに反発する磁石を固着するように構成した発明が記載されている。また、特許文献２には、所定範囲の間で相対回転可能な第１の部位と第２の部位が設けられ、その第１の部位と第２の部位との間に回転方向にばねが設けられた発明が記載されている。さらに、特許文献３には、スプラインが樹脂でコーティングされているように構成した発明が記載されている。
【特許文献１】実開平６ー８４０２４号公報
【特許文献２】実開昭６０ー１２６７５６号公報
【特許文献３】特開２００１−３３６５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発明によれば、スプライン嵌合部が互いに反発しあいながら係合するので、振動等の発生を抑制することができる。また、特許文献２の発明によれば、第１の部位と第２の部位とでばねを挟んでいる。したがって、円周方向の振動がばねで吸収されるので、振動等の発生を抑制することができる。さらに、特許文献３の発明によれば、スプラインが樹脂でコーティングされているので、振動などの発生を抑制することができる。
【０００５】
しかし、上記特許文献１から３の各発明では、ばねや磁石などの部品点数が増加したり、コーティング加工等の加工工程が増加するなどの問題点がある。
【０００６】
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、部品点数や加工工程の増加を抑制し、また、ノイズや振動の発生を抑制しつつ回転部材の回転を止めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、ケースと回転部材との固定部位の形状を固定時のショックを緩和するように構成したものである。より具体的には、請求項１の発明は、ケースの内部に収容された回転部材と前記ケースもしくは前記ケースに一体の固定部材との一方に他方に向けて突出した歯が形成されるとともに、その歯を遊嵌させる凹部が前記回転部材とケースもしくは固定部材との他方に形成された回転止め構造において、前記歯と前記凹部の内面との互いに対向する面の少なくとも一方の面に、前記回転部材が前記ケースもしくは固定部材に対して相対的に回転することに伴って、前記歯が前記凹部に対して相対回転することによって、前記歯と前記凹部とのクリアランスが次第に減少して前記回転部材の半径方向に対して傾斜した角度で接触する傾斜係合部が形成されていることを特徴とする構造である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記歯と前記凹部の内面とが前記傾斜係合部によって接触した後に、前記回転部材の接線方向で対向して当接するストッパ部が、前記歯と前記凹部の内面とに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、回転部材の回転に伴って、歯が回転し、歯が中立位置から移動するに伴って、凹部の内面とのクリアランスが少しずつ減少し、かつ回転部材の半径方向に対して傾斜した角度で接触するように構成されている。つまり、歯と凹部の内面との接触具合が急激でなく連続的に変化する。したがって歯と凹部内壁との接触が滑らかにおこなわれるため、騒音やショックの発生を低減することができる。
【００１０】
そして、請求項２の発明によれば、歯が傾斜係合部に接触したのちに、歯がストッパ部に当接する。つまり、ストッパ部に歯が当接する前に歯と傾斜係合部が接触し、荷重が分散されることによりストッパ部当接時の荷重を減少させることができ、ショックの発生を抑制することができる。また、大きな荷重が作用した場合の半径方向の変形を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の具体例の構成を説明する。この発明は遊星歯車機構のキャリヤをケースに固定する構造に適用でき、その構造の模式図を図２に示してある。遊星歯車機構の構成要素である円盤状のキャリヤ１がケース２内に設けられている。このキャリヤ１の中心にはキャリヤ１を貫通する貫通孔３が設けられている。そして、その貫通孔３と同じ中心で貫通孔３の外側の円上に、紙面と垂直にピニオンギヤを保持するピニオンピン４が円周方向で等間隔に複数設けられている。そして、キャリヤ１の外周部側面には複数の歯５が外径方向で外側に突出して設けられ、ケース２の内周部に複数設けられた凹部６に遊嵌している。
【００１２】
凹部６と歯５の遊嵌状態の詳細図を図１に示す。凹部６はその底部に相当する部分（キャリヤに対しては半径方向で外側の部分）に断面円弧状に形成された凹円弧部７と、歯５が当接することでキャリヤ１の回転が阻止される凹ストッパ部８とによって構成されている。また、歯５は凹部６に形成された凹円弧部７より小さな半径で凸円弧状に形成された凸円弧部９と、凹ストッパ部８に当接することで、それ以上のキャリヤ１の回転が阻止される凸ストッパ部１０とによって構成されている。そして、各ストッパ部８，１０はキャリヤ１の回転方向（接線方向）に向いた平面として形成されている。
【００１３】
なお、凹ストッパ部１０は凹円弧部７を挟んで左右両側に形成されている。同様に凸ストッパ部１０は凸円弧部９を挟んで左右両側に形成されている。そして、歯５が中立位置にある場合、すなわち凹ストッパ部８と凸ストッパ部１０との距離が左右で等しい場合、歯５の頂部と凹部６の底の部分との間にはクリアランス１１が存在するように構成されている。そして、キャリヤ１の回転に伴ってこのクリアランス１１が減少し、ついには歯５と凹部６とが当接する。この凸円弧部９と凹円弧部７とが当接する凸円弧部９の頂部および凹円弧部７内の底の部位を傾斜係合部１２と呼び、この傾斜係合部１２が凹円弧部７においてはキャリヤ１と中心を同じくする円における半径方向から角度を持った位置になるように構成されている。
【００１４】
次にこの発明の具体例における作用を説明する。なお、これ以降「半径方向」および「接線方向」とはキャリヤ１と中心を同じくする円における半径方向および接線方向を指すものとする。キャリヤ１に対して何らトルクが加わっていない場合、図１（ａ）に示すように、歯２は中立位置に保たれており、凹ストッパ部８と凸ストッパ部１０とは左右とも当接していない。そして、キャリヤ１にトルクが加わりキャリヤ１が回転し、それに伴って歯５が移動すると、歯５の頂部と凹部６との間のクリアランス１１が減少し、図１（ｂ）のように凹ストッパ部８に凸ストッパ部１０が当接する前に、傾斜係合部１２同士が接触する。凹円弧部７内の傾斜係合部１１はキャリヤ１の半径方向から角度を持った位置になっているので、接触時の荷重が半径方向と接線方向とに分散される。この時、凹円弧部７内の傾斜係合部１２はわずかながら弾性変形をおこし、半径方向の荷重が吸収される。そして、さらにキャリヤ１が回転すると係合度合が増大し、図１（ｂ）に示すように、ついには凸ストッパ部１０と凹ストッパ部８とが当接する。
【００１５】
凸ストッパ部１０と凹ストッパ部８との当接時には凹円弧部７内の傾斜係合部１２の弾性変形により荷重の多くが半径方向に吸収される。したがって、凸ストッパ部１０と凹ストッパ部８との当接当初における各ストッパ部８，１０への接線方向の荷重は発生していないので、荷重を小さくすることができる。また、ストッパ部８，１０を設けることにより、大きい荷重が加わった場合の半径方向の変形を抑制することができる。
【００１６】
ここで、図３に歯５の変位量θと凹部６に加わる接線方向荷重Ｆとの関係を示す。歯５が凹部６のいずれにも接触していない場合、すなわちクリアランス１１がある場合には、接線方向の荷重Ｆは発生しない（図３のＡ点に相当）。そして、キャリヤ１の回転に伴い歯５の位置が移動すると、クリアランス１１が減少する。さらに歯５が回転すると、歯５の頂部と凹部６の底の部分との傾斜係合部１２同士が接触し接線方向の荷重Ｆが発生する（図３のＡ点からＢ点に相当）。傾斜係合部１２はわずかながら弾性変形を起こすので、荷重が徐々に増加していく。そしてキャリヤ１の回転が更に進み、ストッパ部８，１０が当接する（図３のＢ点に相当）。その後、ストッパ部８，１０に接線方向の荷重Ｆが加わり（図３のＢ点からＣ点に相当）、荷重が増大する（図３のＣ点以降）。
【００１７】
各ストッパ部８，１０の当接開始時点では接線方向の荷重Ｆは傾斜係合部１２に加わる荷重がほとんどである。その後トルクの増大にともなって、各ストッパ部８，１０に加わる荷重が増大する。したがって、各ストッパ部８，１０の当接に伴って直接的に各ストッパ部８，１０の荷重は増大せず、各ストッパ部８，１０の当接後しばらくしてから各ストッパ部８，１０の荷重が増大する。したがって、各ストッパ部８，１０の当接時の衝撃を小さくすることができる。
【００１８】
上記実施例では、凹部６を円弧状に形成したが、キャリヤ１の半径方向に対して傾斜した角度であれば他の形状を用いても良い。図４は歯５と凹部６に他の形状を用いた場合の詳細図である。図４における凹部６はキャリヤ１の半径方向に対して角度をもって形成されている第１傾斜部１３と第１傾斜部１３より大きな角度をもって形成されている第２傾斜部１４と第２傾斜部１４より小さい角度をもって形成されている第３傾斜部１５とから構成されている。また、歯５はキャリヤ１の半径方向に対して第２傾斜部１４と同じ角度をもって形成されている凸傾斜部１６を備えている。
【００１９】
本実施例においても、前記実施例と同様に、キャリヤ１の回転に伴って歯５の変位量が増大し各ストッパ部８，１０に当接する前に第２傾斜部内１４の傾斜係合部１２によって荷重が吸収される。したがって、各ストッパ部８，１０の当接時点では各ストッパ部８，１０に直接的に荷重が加わらず、当接後しばらくしてから各ストッパ部８，１０の荷重が増大する。したがって、各ストッパ部８，１０の当接時の衝撃を小さくすることができる。
【００２０】
なお、凹部６と、この凹部６の半径方向に対して左右対称とした凹部６とを円周方向に交互に配置することにより正トルクが加わった場合だけでなく、負トルクが加わった場合にも、上述した例と同様に作用を生じさせることができる。
【００２１】
また、上記実施例では、遊星歯車機構におけるキャリヤ１を固定する場合について述べたが、上記実施例以外の回転部材についてもこの発明を適用することができる。要は、ケース２の内部に収容された回転部材にケース２もしくはケース２と一体の固定部材に向けて突出した歯５が形成されるとともに、その歯５を遊嵌させる凹部６が前記ケースもしくは固定部材に形成されていればよい。また、ケース２側に歯を設け、キャリヤ１側に凹部６を設けてもよい。
【００２２】
さらに、この発明は、図５に示すギヤトレインに適用することができる。図５はキャリヤを固定した遊星歯車機構を使用したＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド車の動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【００２３】
エンジン１０１と第１のモータ・ジェネレータ１０２と、第２のモータ・ジェネレータ１０３とが配置されている。第１のモータ・ジェネレータ１０２および第２のモータ・ジェネレータ１０３は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。第１のモータ・ジェネレータ１０２および第２のモータ・ジェネレータ１０３としては、例えば、交流同期型のモータ・ジェネレータを用いることができる。第１のモータ・ジェネレータ１０２および第２のモータ・ジェネレータ１０３に電力を供給する電力供給装置としては、バッテリ、キャパシタなどの蓄電装置、あるいは公知の燃料電池などを用いることができる。
【００２４】
エンジン１０１と第１のモータ・ジェネレータ１０２と第２のモータ・ジェネレータ１０３とは動力分割機構１１４を介して連結されている。動力分割機構１１４は第１遊星歯車機構１１２と第２遊星歯車機構１１３とから構成されている。
【００２５】
第１遊星歯車機構１１２はサンギヤ１０６と、サンギヤ１０６と同心円状に配置されたリングギヤ１０５と、サンギヤ１０６およびリングギヤ１０５に噛合するピニオンギヤを保持したキャリヤ１１２とを有している。そして、サンギヤ１０６と第２モータ・ジェネレータ１０３のロータとが連結されている。また、キャリヤ１１２がケーシング１１１に固定されている。なお、リングギヤ１０５は、第２遊星歯車機構１１３と共通の環状部材（言い換えれば円筒部材）の内周側に形成されており、この環状部材の外周側にはカウンタドライブギヤ１１０が形成されている。
【００２６】
第２遊星歯車機構１１３はサンギヤ１０９と、サンギヤ１０９と同心円状に配置されたリングギヤ１０８と、サンギヤ１０９およびリングギヤ１０８に噛合するピニオンギヤを保持したキャリヤ１０７とを有している。そして、サンギヤ１０９と第１モータ・ジェネレータ１０２のロータとが連結されている。また、キャリヤ１０７がエンジン１０１に連結されている。なお、リングギヤ１０８は、第１遊星歯車機構１１２と共通の環状部材（言い換えれば円筒部材）の内周側に形成されており、この環状部材の外周側にはカウンタドライブギヤ１１０が形成されている。
【００２７】
そして、上記実施例におけるキャリヤ１を、上記ギヤトレインにおけるキャリヤ１０４の回り止め構造として本発明を適用することができる。
【００２８】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、キャリヤ１が請求項１における「回転部材」に相当し、歯５が請求項１における「固定部材に向けて突出した歯」に相当する。また。凹部６が請求項１における「歯を遊嵌させる凹部」に相当し、ストッパ部８，１０が請求項３における「凹ストッパ部」もしくは「凸ストッパ部」に相当する。また傾斜係合部１２が請求項１における「傾斜係合部」に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明が適用される遊星歯車機構のキャリヤをケースに固定する構造を模式的に示す図である。
【図２】凹部が円弧状の場合の凹部と歯との遊嵌状態を示す図である。
【図３】凹部が他の形状の場合の凹部と歯との遊嵌状態を示す図である。
【図４】歯の変位量と凹部に加わる荷重との関係を示す線図である。
【図５】この発明を適用可能なギヤトレインを示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…キャリヤ、  ５…歯、  ６…凹部、  ８…凹ストッパ部、  １０…凸ストッパ部、  １２…傾斜係合部。
【図１】
2005344919.tif 000003
【図２】
2005344919.tif 000004
【図３】
2005344919.tif 000005
【図４】
2005344919.tif 000006
【図５】
2005344919.tif 000007