(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状歯車(3B,3C)であって、
円環状ベース部(3b,3c)と、
前記円環状ベース部(3b,3c)の、内周面または外周面のいずれかの全周上に複数の歯を含むギヤ(3a,3c)と、を備え、
前記円環状ベース部(3b,3c)は、
前記円環状ベース部(3b,3c)の径方向において、いずれの歯の厚さを含まない第１肉厚を有する第１肉厚部(31)と、
前記円環状ベース部(3b,3c)の径方向において、いずれの歯の厚さを含まず前記第１肉厚よりも厚い第２肉厚を有する第２肉厚部(32)と、を含み、
前記第２肉厚部(32)は、複数のスプライン(35)を有し、
前記第１肉厚部(31)および前記第２肉厚部(32)は、前記円環状ベース部(3b,3c)の周方向に沿って交互に配置されている、円環状歯車。
【請求項２】
前記第１肉厚部(31)および前記第２肉厚部(32)は、それぞれ周方向に沿って３箇所設けられている、請求項１に記載の円環状歯車。
【請求項３】
前記複数の歯は、前記円環状ベース部(3b,3c)の前記内周面に設けられた内歯である、請求項１に記載の円環状歯車。
【請求項４】
前記複数のスプライン(35)は、前記第２肉厚部(32)の前記外周面に設けられている、請求項３に記載の円環状歯車。
【請求項５】
前記第１肉厚は、前記第１肉厚部(31)の前記内周面の歯底位置から前記第１肉厚部(31)の前記外周面との間に拡がり、
前記第２肉厚は、前記第２肉厚部(32)の前記内周面の歯底位置から前記第２肉厚部(32)の前記外周面に設けられる前記スプライン(35)の歯底位置との間に拡がる、
請求項４に記載の円環状歯車。
【請求項６】
前記複数の歯は、前記円環状ベース部(3b,3c)の前記外周面に設けられた外歯である、請求項１に記載の円環状歯車。
【請求項７】
前記第２肉厚は、前記第１肉厚の２倍〜３倍である、請求項１に記載の円環状歯車。
【請求項８】
前記複数のスプライン(35)は、前記第２肉厚部(32)の周面に位置する、請求項１に記載の円環状歯車。
【請求項９】
前記第１肉厚部(31)には、前記複数のスプライン(35)は設けられていない、請求項８に記載の円環状歯車。
【請求項１０】
請求項１に記載の円環状歯車を備える、プラネタリギヤユニット。
【請求項１１】
円環状歯車(3C)であって、
円環状ベース部(3b)と、
前記円環状ベース部(3b)の全周上に複数の歯を含むギヤ(3c)と、を備え、
前記円環状ベース部(3b)は、
前記円環状ベース部(3b)の径方向において、いずれの歯の厚さを含まない第１肉厚を有する第１肉厚部(31)と、
前記円環状ベース部(3b)の径方向において、いずれの歯の厚さを含まず前記第１肉厚よりも厚い第２肉厚を有する第２肉厚部(32)と、を含み、
前記第２肉厚部(32)は、複数のスプライン(35)を有し、
前記複数の歯は、前記円環状ベース部(3b)の外周側に設けられた外歯であり、
前記複数のスプライン(35)は、前記第２肉厚部(32)の内周面に設けられている、円環状歯車。
【請求項１２】
前記第１肉厚は、前記第１肉厚部(31)の外周面の歯底位置から前記第１肉厚部(31)の内周面との間に拡がり、
前記第２肉厚は、前記第２肉厚部(32)の外周面の歯底位置から前記第２肉厚部(32)の前記内周面に設けられる前記スプライン(35)の歯底位置との間に拡がる、
請求項１１に記載の円環状歯車。
【請求項１３】
前記第１肉厚部(31)および前記第２肉厚部(32)は、それぞれ３箇所、交互後に設けられている、請求項１１に記載の円環状歯車。
【請求項１４】
前記第２肉厚は、前記第１肉厚の２倍〜３倍である、請求項１１に記載の円環状歯車。
【請求項１５】
請求項１１に記載の円環状歯車を備える、プラネタリギヤユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種動力伝達装置において動力を伝達するための手段として用いられる円環状歯車およびその歯車を備えるプラネタリギヤユニットに関し、特に変速機（トランスミッション）において用いられる歯車として好適な円環状歯車およびその歯車を備えるプラネタリギヤユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達装置の一例として、車両に搭載されるトランスミッションを挙げることができる。トランスミッションにおいては、種々の形式の歯車が組み合わされて動力を伝達しており、プラネタリギヤユニットが多く用いられている。プラネタリギヤを構成する歯車としては、リングギヤ、サンギヤ、および、ピニオンギヤが挙げられ、リングギヤには内歯の円環状歯車が用いられ、サンギヤおよびピニオンギヤには、外歯の円環状歯車が用いられている。
【０００３】
一方、このトランスミッションにて発生する騒音、特にギヤノイズは従来から問題視されており、トランスミッションのケース補強や、車両の遮音強化が行なわれているが、これにより、コストの上昇、重量の増大を招いている。また、上記各種の円環状歯車に対して、ギヤノイズを低減させる観点からの対策は何ら施されていないのが現状である。
【０００４】
なお、本願の出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有しておらず、かつ、本願に先行する出願人自身の特許出願等についても認識していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、プラネタリギヤユニット等に用いられる円環状歯車に起因するギヤノイズの発生にある。したがって、この発明の目的は、コストの上昇、重量の増大を招くことなく、ギヤノイズの発生の低減を可能とする構造を有する円環状歯車およびその歯車を備えるプラネタリギヤユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に基づいた円環状歯車においては、円環状歯車であって、円環状ベース部と、上記円環状ベース部の、内周面または外周面のいずれかの全周上に複数の歯を含むギヤとを備え、上記円環状ベース部は、上記円環状ベース部の径方向において、いずれの歯の厚さを含まない第１肉厚を有する第１肉厚部と、上記円環状ベース部の径方向において、いずれの歯の厚さを含まず上記第１肉厚よりも厚い第２肉厚を有する第２肉厚部とを含み、上記第２肉厚部は、複数のスプラインを有し、上記第１肉厚部および上記第２肉厚部は、上記円環状ベース部の周方向に沿って交互に配置されている。
上記円環状歯車において、上記第１肉厚部および上記第２肉厚部は、それぞれ周方向に沿って３箇所設けられている。また、上記複数の歯は、上記円環状ベース部の上記内周面に設けられた内歯である。また、上記複数のスプラインは、上記第２肉厚部の上記外周面に設けられている。また、上記第１肉厚は、上記第１肉厚部の上記内周面の歯底位置から上記第１肉厚部の上記外周面との間に拡がり、上記第２肉厚は、上記第２肉厚部の上記内周面の歯底位置から上記第２肉厚部の上記外周面に設けられる上記スプラインの歯底位置との間に拡がる。
上記円環状歯車において、上記複数の歯は、上記円環状ベース部の上記外周面に設けられた外歯である。
上記円環状歯車において、上記第２肉厚は、上記第１肉厚の２倍〜３倍である。
上記円環状歯車において、上記複数のスプラインは、上記第２肉厚部の周面に位置する。また、上記第１肉厚部には、上記複数のスプラインは設けられていない。
この発明に基づいた他の円環状歯車においては、円環状歯車であって、円環状ベース部と、上記円環状ベース部の全周上に複数の歯を含むギヤとを備え、上記円環状ベース部は、上記円環状ベース部の径方向において、いずれの歯の厚さを含まない第１肉厚を有する第１肉厚部と、上記円環状ベース部の径方向において、いずれの歯の厚さを含まず上記第１肉厚よりも厚い第２肉厚を有する第２肉厚部とを含み、上記第２肉厚部は、複数のスプラインを有し、上記複数の歯は、上記円環状ベース部の外周側に設けられた外歯であり、上記複数のスプラインは、上記第２肉厚部の内周面に設けられている。
上記円環状歯車において、上記第１肉厚は、上記第１肉厚部の外周面の歯底位置から上記第１肉厚部の内周面との間に拡がり、上記第２肉厚は、上記第２肉厚部の外周面の歯底位置から上記第２肉厚部の上記内周面に設けられる上記スプラインの歯底位置との間に拡がる。
上記円環状歯車において、上記第１肉厚部および上記第２肉厚部は、それぞれ３箇所、交互後に設けられている。
上記円環状歯車において、上記第２肉厚は、上記第１肉厚の２倍〜３倍である。
この発明に基づいたプラネタリギヤユニットは、上記円環状歯車を備えるプラネタリギヤユニットである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成からなる円環状歯車によれば、歯車のかみ合い位置が時間とともに移動する過程で、ベース部の厚い位置である第２肉厚部でかみ合う時には、かみ合っている歯の支持剛性が大きくなる。また、ベース部の第２肉厚部より薄い位置である第１肉厚部でかみ合う時には、かみ合っている歯の支持剛性は小さくなる。これにより、振動系の剛性が変動することとなり、ギヤノイズの発生の要因である共振の成長が抑制されることとなる。その結果、ギヤノイズの発生の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明に基づいた実施の形態における円環状歯車の構造について、図を参照しながら説明する。まず、この発明に基づいた実施の形態における円環状歯車の構造について、図１から図３を参照して説明する。なお、図１は、この発明に基づいた本実施の形態における円環状歯車が採用されるプラネタリギヤユニットの構造を示す斜視図であり、図２は、本実施の形態における円環状歯車の構造を示す側面図であり、図３は、本実施の形態における円環状歯車において共振の成長が抑制されることを説明するための図である。
【０００９】
まず、図１を参照して、このプラネタリギヤユニットは、シャフト１の外側にサンギヤ２が配置され、さらにサンギヤ２の外側にリングギヤ３が配置され、サンギヤ２とリングギヤ３との間に、ピニオンギヤ４が配設されている。サンギヤ２は円環状を有し、外周面に、ピニオンギヤ４とかみ合う外歯歯車２ａが形成されている。また、リングギヤ３は円環状を有し、内周面にピニオンギヤ４とかみ合う内歯歯車３ａが形成されている。
【００１０】
ここで、図２を参照して、リングギヤ３の詳細構造について説明する。このリングギヤ３は、所定の均一な幅を有する円環状のベース部３ｂの内側全周に歯車３ａが設けられる円環状歯車である。このベース部３ｂは、第１の肉厚さを有する第１肉厚部３１と、この第１の肉厚さよりも厚い第２の肉厚さを有する第２肉厚部３２とを有している。なお、肉厚さは、歯底位置からベース部３ｂの外周面に至るまでの厚さを意味するものとする。本実施の形態おける第１の肉厚さは４ｍｍ〜５ｍｍであり、第２の肉厚さは８ｍｍ〜１５ｍｍである。第１の肉厚さをＬとした場合、第２の肉厚さは、Ｌ×２〜３倍に設定される。
【００１１】
さらに、このリングギヤ３においては、第１肉厚部３１および第２肉厚部３２は、それぞれ３箇所設けられるとともに、それぞれ交互に配置されている。また、第２肉厚部３２は、相互に等しい間隔で配置されている。
【００１２】
このように、本実施の形態におけるリングギヤ３によれば、内歯歯車３ａとピニオンギヤ４とのかみ合い位置が時間とともに移動する過程で、ベース部３ｂの厚い位置である第２肉厚部３２でかみ合う時には、かみ合っている歯の支持剛性が大きくなる。また、ベース部３ｂの第２肉厚部３２より薄い位置である第１肉厚部３１でかみ合う時には、かみ合っている歯の支持剛性は小さくなる。これにより、振動系の剛性が変動することとなり、ギヤノイズの発生の要因である共振の成長が抑制されることとなる。
【００１３】
図３（Ａ）に示すように共振をモデル化し、バネ定数Ｋ、質量Ｍの個体に外乱を加えた場合、通常は図３（Ｂ）に示すＬ１に示すように、（２π）-1×（Ｋ／Ｍ）1/2の共振のピークが発生することが知られている。しかし、本実施の形態におけるリングギヤ３の構成によれば、第１肉厚部３１および第２肉厚部３２でのかみ合わせ時にＫが変化することから、（２π）-1×（Ｋ／Ｍ）1/2の共振ピークの発生が抑制され、振動はＬ２に示すようになだらかなものとなる。その結果、ギヤノイズの発生の低減を図ることを可能としている。
【００１４】
また、円環状歯車においては、楕円状に変形する振動モードが発生する場合が多いが、第１肉厚部３１および第２肉厚部３２をそれぞれ３箇所交互に配置することで、楕円状に変形する振動モードの発生を抑制することも可能としている。
【００１５】
このように、振動モードの発生を抑制することができる結果、歯車騒音の低減が図られ、変速機からの騒音低減を目的としたケース補強が不要となる。さらに、遮音材低減が可能となることから、ドライバビリティの向上を図ることも可能となる。
【００１６】
（他の実施形態）
上記実施の形態においては、内歯歯車３ａが形成されるリングギヤ３を一例にして説明したが、他の形態として、たとえば、図４に示すように、ベース部３ｂの外周側に外歯歯車３ｃが形成される円環状歯車３Ａの採用も可能である。この場合、第１肉厚部３１および第２肉厚部３２は、ベース部３ｂの内側において、３箇所設けられるとともに、それぞれ交互に配置されて、第２肉厚部３２は、相互に等しい間隔で配置されることとなる。
【００１７】
さらに他の形態としては、図５に示す、円環状歯車３Ｂが挙げられる。基本的構成は、図２に示すリングギヤ３と同じであるが、第２肉厚部３２の外周面に、外部のブレーキ板に連結するため、軸方向に伸びる複数のスプライン３５が形成されている。また、図６に示す円環状歯車３Ｃにおいては、基本的構成は、図４に示す円環状歯車３Ａと同じであるが、第２肉厚部３２の内周面に、外部のスプラインに連結するため、軸方向に伸びる複数のスプライン３５が形成されている。これら他の形態においても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００１８】
したがって、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に基づいた実施の形態における円環状歯車が採用されるプラネタリギヤユニットの構造を示す斜視図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態における円環状歯車の構造を示す側面図である。
【図３】本実施の形態における円環状歯車において共振の成長が抑制されることを説明するための図である。
【図４】この発明に基づいた他の実施の形態における円環状歯車の構造を示す側面図である。
【図５】この発明に基づいたさらに他の実施の形態における円環状歯車の構造を示す側面図である。
【図６】この発明に基づいたさらに他の実施の形態における円環状歯車の構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  シャフト、２  サンギヤ、２ａ  外歯歯車、３  リングギヤ、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  円環状歯車、３ａ  内歯歯車、３ｂ  ベース部、３ｃ  外歯歯車、４  ピニオンギヤ、３１  第１肉厚部、３２  第２肉厚部、３５  スプライン。
【図１】
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【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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