(57)【要約】【課題】振動を抑制することができるギヤ取付構造を提供すること。【解決手段】ギヤ取付構造３０は、遊星歯車機構におけるキャリア１０の外周縁部に形成された複数のフランジ１１１に、ギヤ２０が一体的に取り付けられており、フランジ１１１の外周面１１１ａとギヤ２０の内周面２０ａとが一体化されている、複数の取付部３１を有し、複数の取付部３１のうち少なくとも一つの取付部３１は、キャリア１０およびギヤ２０の周方向における一方側に隣接する取付部３１との間隔と、他方側に隣接する取付部３１との間隔とが、異なる位置に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構におけるキャリアの外周縁部に形成された複数のフランジに、ギヤが一体的に取り付けられたギヤ取付構造であって、
前記フランジの外周面と前記ギヤの内周面とが一体化されている、複数の取付部を有し、
前記複数の取付部のうち少なくとも一つの取付部は、
前記キャリアおよび前記ギヤの周方向における一方側に隣接する取付部との間隔と、他方側に隣接する取付部との間隔とが、異なる位置に設けられていることを特徴とするギヤ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車機構のキャリアに、例えばオイルポンプを駆動させるためのギヤを一体的に取り付けるギヤ取付構造が知られている。例えば特許文献１には、第二キャリアのキャリアフランジにポンプ駆動ギヤを取り付け、第二キャリアとポンプ駆動ギヤを一体回転させるギヤ取付構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来のギヤ取付構造は、キャリアおよびギヤの回転に伴って振動が発生した際に、例えば図４Ａにおける波形Ｒ１〜Ｒ３に示すように、ギヤ取付構造における複数の部位が同じように振動する。すなわち、同図に示すように、複数の部位の固有振動周波数が同じとなり（同図の波形の３つのピーク部分参照）、かつ固有振動周波数で振動している状態である固有モード（固有振動モード）がきれいに現れてしまう。
【０００５】
従って、同図に示すような周波数で共振が発生し、振動がより増幅される場合があった。なお、図４Ａに示す波形Ｒ１〜Ｒ３は、例えばキャリアとギヤとの取付部位における複数の部位の振動状態を示している。従って、従来のギヤ取付構造は、振動を抑制する点において改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動を抑制することができるギヤ取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るギヤ取付構造は、遊星歯車機構におけるキャリアの外周縁部に形成された複数のフランジに、ギヤが一体的に取り付けられたギヤ取付構造であって、前記フランジの外周面と前記ギヤの内周面とが一体化されている、複数の取付部を有し、前記複数の取付部のうち少なくとも一つの取付部は、前記キャリアおよび前記ギヤの周方向における一方側に隣接する取付部との間隔と、他方側に隣接する取付部との間隔とが、異なる位置に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、ギヤ取付構造は、フランジとギヤとの間に設けた複数の取付部において、周方向の間隔を不均等にすることにより、フランジとギヤとの取付部位を周方向にみた場合において、一体化されることにより剛性が高くなった部位と、一体化されておらず剛性の低い部位とが周方向に変化する周期（剛性変化周期）が一定ではなくなる。従って、振動時における固有モードが複雑化し、共振による振動の増幅が抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るギヤ取付構造によれば、振動時における固有モードを複雑化することができるため、共振による振動の増幅を抑制し、振動全体を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るギヤ取付構造におけるキャリアとギヤの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るギヤ取付構造におけるキャリアとギヤの構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、従来技術に係るギヤ取付構造におけるキャリアとギヤの構成を模式的に示す平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、従来技術に係るギヤ取付構造における振動の周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａにおける破線枠部内から抜き出した波形と、これに相当する本発明の波形と、を示す図である。
【図５】図５は、従来技術に係るギヤ取付構造における取付部の配置と、本発明の実施形態に係るギヤ取付構造における取付部の配置と、を示す図である。
【図６】図６は、従来技術および本発明の実施形態に係るギヤ取付構造における、回転角に対する取付部位の剛性変化周期を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係るギヤ取付構造について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、以下で説明する図２は、図１を矢印Ｘ方向からみた図であり、図３は、従来のギヤ取付構造を図２と同じ方向からみた図である。
【００１２】
ギヤ取付構造３０は、図１に示すように、キャリア１０にギヤ２０が取り付けられた構造である。キャリア１０は、遊星歯車機構の回転要素の一つであり、キャリアプレート１１と、キャリアベース１２と、を備えている。
【００１３】
キャリアプレート１１は、図１に示すように円環状に形成され、キャリアベース１２と所定の空間を隔てて対向している。また、キャリアプレート１１の外周縁部には、複数（同図では３つ）のフランジ１１１が周方向に等間隔で形成されている。そして、キャリアプレート１１の外周縁部においてフランジ１１１が形成されていない部分には、キャリアベース１２側に延びる柱状部１１２が複数（同図では３本）形成され、キャリアベース１２の外周縁部と接続されている。すなわち、キャリアプレート１１とキャリアベース１２とは、３本の柱状部１１２によって連結されている。
【００１４】
キャリアベース１２は、図１に示すように円盤状に形成され、キャリアプレート１１と同様に、外周縁部に複数（同図では３つ）のフランジ１２１が等間隔で形成されている。また、キャリアベース１２の中心には、遊星歯車機構の中心軸が挿通される円筒状のボス部１２２が形成されている。また、キャリアプレート１１およびキャリアベース１２には、図１に示すように、ピニオンギヤのピニオン軸が挿入される複数の軸孔１３が形成されている。
【００１５】
ギヤ２０は、例えばオイルポンプを駆動させるためのオイルポンプドライブギヤ等である。ギヤ２０は、図１に示すように、キャリアプレート１１のフランジ１１１に一体的に取り付けられ、キャリア１０と一体回転するように構成されている。
【００１６】
ここで、従来技術に係るギヤ取付構造１３０は、図３に示すように、取付部１３１と、取付部１３１の周方向両側に設けられた接触部１３２と、接触部１３２の周方向両側のうち、取付部１３１とは反対側に設けられた非接触部１３３と、から構成されている。
【００１７】
取付部１３１は、フランジ１１１の外周面１１１ａとギヤ２０の内周面２０ａとが溶接によって一体化されている部位である。また、接触部１３２は、フランジ１１１にギヤ２０が圧入されることにより、フランジ１１１の外周面１１１ａとギヤ２０の内周面２０ａとが常に接触している部位である。そして、非接触部１３３は、フランジ１１１の外周面１１１ａとギヤ２０の内周面２０ａとが離間しており、両者が常に接触しない部位である。
【００１８】
また、取付部１３１の位置は、図３に示すように、フランジ１１１ごとに同じである。すなわち、取付部１３１は、フランジ１１１とギヤ２０との間の取付部位において、周方向における均等な位置に設けられている。また、接触部１３２および非接触部１３３についても同様であり、それぞれフランジ１１１ごとに同じ位置で、かつ周方向における均等な位置に設けられている。
【００１９】
このようなギヤ取付構造１３０の場合、図３における各部位Ｃ，Ｄの剛性は以下の通りとなる。すなわち、取付部１３１が設けられた部位Ｃは、キャリアプレート１１とギヤ２０とが剛結されているため、剛性が最も高くなる。また、接触部１３２が設けられた部位Ｄは、キャリアプレート１１とギヤ２０とが圧入によって完全に密着しているものの、剛結されてはいないため、剛性は中程度となる。
【００２０】
そして、各部位Ｃ，Ｄの剛性が上記のようなものである場合、例えばキャリア１０およびギヤ２０の回転に伴って振動が発生すると、部位Ｄが硬いバネの役割を果たす。また、フランジ１１１とギヤ２０との間において、取付部１３１が周方向における均等な位置に設けられているため（図３参照）、図４Ａの波形Ｒ１〜Ｒ３に示すように、複数の部位において、固有モードがきれいに現れてしまう。従って、固有振動周波数で共振が発生し、振動がより増幅されるおそれがある。
【００２１】
そこで、本実施形態に係るギヤ取付構造３０は、図４Ｂに示すように、複数の取付部３１のうち少なくとも一つの取付部３１を、キャリア１０およびギヤ２０の周方向における一方側に隣接する取付部３１との間隔と、他方側に隣接する取付部３１との間隔とが、異なる位置に設けることにより、固有モードを複雑化させて振動を抑制することとした。なお、図４Ｂの左側は、図４Ａから抜き出した従来のギヤ取付構造１３０における固有モードの波形であり、図４Ｂの右側は、複雑化後の固有モードの波形の一例である。
【００２２】
ギヤ取付構造３０は、図２に示すように、取付部３１と、取付部３１の周方向両側に設けられた接触部３２と、接触部３２の周方向両側のうち、取付部３１とは反対側に設けられた非接触部３３と、から構成され、各部の機能はギヤ取付構造１３０と同様である。
【００２３】
一方、ギヤ取付構造３０は、図２に示すように、フランジ１１１の外周面１１１ａにおける取付部３１の位置がフランジ１１１ごとに異なる。すなわち、取付部３１は、フランジ１１１とギヤ２０との間において、周方向における不均等な位置に設けられている。例えば、従来技術に係るギヤ取付構造１３０では、図５の左側に示すように、各取付部１３１間の間隔ｄ１０１，ｄ１０２，ｄ１０３が同じであったが、本実施形態に係るギヤ取付構造３０では、同図の右側に示すように、各取付部３１間の間隔は、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３に設定されている。なお、各取付部３１間の間隔は、そのうちの一つでも異なっていればよく、図５に示す例に限定されない。また、各取付部３１間の間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３は、間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３同士の差が最大になるように設定することが好ましい。
【００２４】
このようなギヤ取付構造３０の場合、図２における各部位Ａ，Ｂの剛性は以下の通りとなる。すなわち、取付部３１が設けられた部位Ａは、キャリアプレート１１とギヤ２０とが剛結されているため、剛性が最も高くなる。また、接触部３２が設けられた部位Ｂは、キャリアプレート１１とギヤ２０とが圧入によって完全に密着しているものの、剛結されてはいないため、剛性は中程度となる。この点は従来技術に係るギヤ取付構造１３０と同様である。
【００２５】
一方、ギヤ取付構造３０の場合、取付部３１が周方向における不均等な位置に設けられており、複数の取付部３１間における周方向の間隔が不均等であるため、フランジ１１１とギヤ２０との取付部位を周方向にみた場合において、溶接で一体化されることにより剛性が高くなった部位と、一体化されておらず剛性の低い部位とが周方向に変化する周期（剛性変化周期）が一定ではなくなる。言い換えると、図６の破線に示すように、キャリア１０およびギヤ２０の回転角（時間軸）に対する剛性変化周期が一定ではなくなる。
【００２６】
これにより、本実施形態に係るギヤ取付構造３０は、フランジ１１１とギヤ２０との間の取付部位において、振動に対する周波数特性が回転角（時間軸）で変化し、振動時における固有モードが複雑化されることにより、共振による振動の増幅が抑制される。
【００２７】
なお、例えば振動を抑制する方法として、部材（キャリア１０、ギヤ２０）の肉厚増加による剛性の向上、減衰材の貼付、ダンパーの設置、あるいは起振源であるギヤ２０の加工精度の向上、等も考えられる。しかしながら、これらの方法は重量やコストの増加を招くとともに、スペース確保が困難である。また、ギヤ２０の加工精度は既にマイクロオーダーであり、これ以上の加工精度向上は困難である。一方、本実施形態に係るギヤ取付構造３０によれば、これらの方法を考慮することなく、上記のような簡易な構成によって振動を抑制することができる。
【００２８】
以上、本発明に係るギヤ取付構造について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、本実施形態に係るギヤ取付構造３０は、図２に示すように、キャリア１０において複数のフランジ１１１が等間隔に配置され、少なくとも２つのフランジ１１１において、取付部３１が各フランジにおける周方向の中心位置からずらして配置されていたが、フランジ１１１および取付部３１の配置位置は同図に示すものに限定されない。
【００３０】
例えば、ギヤ取付構造３０は、キャリア１０において複数のフランジ１１１自体が不均等に配置され、各フランジ１１１において、取付部３１がフランジ１１１における周方向の中心位置に配置されていてもよい。また、ギヤ取付構造３０は、キャリア１０において複数のフランジ１１１自体が不均等に配置され、各フランジ１１１において、取付部３１がフランジ１１１における周方向の中心位置からずらして配置されていてもよい。但し、この場合は各取付部３１間の周方向における間隔を不均等にする。
【００３１】
このように、各フランジ１１１の配置位置にかかわらず、取付部３１と取付部３１の間隔、すなわち各取付部３１間の周方向における間隔を不均等にすることにより、前記したような効果を奏する。
【００３２】
また、本実施形態に係るギヤ取付構造３０において、取付部３１は、合計３カ所設けられていたが、３カ所以上、あるいは２カ所のみ設けても構わない。なお、取付部３１が２カ所のみ設けられている場合、ある取付部３１を基準として、キャリア１０およびギヤ２０の周方向における「一方側に隣接する取付部３１」と、「他方側に隣接する取付部３１」とはそれぞれ同じものとなる。
【００３３】
また、本実施形態に係るギヤ取付構造３０において、取付部３１と柱状部１１２とは同数（３つ）設けられていたが、両者の数は異なっていても構わない。また、取付部３１における溶接範囲（取付部３１の長さ）は、任意に設定することができる。
【００３４】
また、ギヤ取付構造３０において、各取付部３１間の間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３は、間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３同士の差が大きい程、回転角（時間軸）での周波数変化が大きくなるが、例えば他部品との共振関係がある場合は、間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３同士の差を最大にしなくても構わない。
【００３５】
また、キャリアプレート１１の外周には、ギヤ２０が取り付けられていたが、ギヤ２０ではなく、例えばプーリー、スプロケット等を取り付けても構わない。また、取付部３１は、フランジ１１１の外周面１１１ａとギヤ２０の内周面２０ａとを溶接によって一体化していたが、溶接ではなく、ろう付けや摩擦溶着によって一体化しても構わない。また、接触部３２は、フランジ１１１にギヤ２０を圧入していたが、例えばルーズスプライン等で嵌合しても構わない。
【符号の説明】
【００３６】
１０  キャリア
１１  キャリアプレート
１１１  フランジ
１１１ａ  外周面
１１２  柱状部
１２  キャリアベース
１２１  フランジ
１２２  ボス部
１３  軸孔
２０  ギヤ
２０ａ  内周面
３０，１３０  ギヤ取付構造
３１，１３１  取付部
３２，１３２  接触部
３３，１３３  非接触部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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