(57)【要約】【課題】ギヤノイズ等の騒音を有効に低減できる遊星歯車装置を提供する。【解決手段】サンギヤと、サンギヤに噛合する複数のピニオンＰ１と、複数のピニオンＰ１に噛合するリングギヤと、複数のピニオンＰ１をサンギヤの周囲の公転軌道上で自転可能に支持する複数のピニオンシャフト部２５ｅを有するとともにサンギヤおよびリングギヤに対して複数のピニオンを公転させるよう相対回転可能なキャリアと、を備えた遊星歯車装置において、キャリアの複数のピニオンシャフト部２５ｅ、２５ｅｂおよび複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂが、複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂの噛合部分に入力される振動入力に対して、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２を構成するようにしている。【選択図】図４
2009210028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤと、前記サンギヤに噛合する複数のピニオンと、前記複数のピニオンに噛合するリングギヤと、前記複数のピニオンを前記サンギヤの周囲の公転軌道上で自転可能に支持する複数のピニオンシャフト部を有するとともに前記サンギヤおよび前記リングギヤに対して前記複数のピニオンを公転させるよう相対回転可能なキャリアと、を備えた遊星歯車装置において、
前記キャリアの前記複数のピニオンシャフト部および前記複数のピニオンが、前記複数のピニオンの噛合部分に入力される振動入力に対して、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素を構成するようにしたことを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記キャリアの前記複数のピニオンシャフト部が、互いに支持剛性の異なる低支持剛性の第１のピニオンシャフト部および高支持剛性の第２のピニオンシャフト部により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
【請求項３】
前記第２のピニオンシャフト部が前記第１のピニオンシャフト部より大径であることを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車装置。
【請求項４】
前記複数のピニオンが、互いに質量の異なる大質量のピニオンおよび小質量のピニオンにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の遊星歯車装置。
【請求項５】
前記大質量のピニオンが前記第１のピニオンシャフト部によって回転自在に支持される小径の支持穴部を有し、
前記小質量のピニオンが前記第２のピニオンシャフト部によって回転自在に支持される大径の支持穴部を有することを特徴とする請求項４に記載の遊星歯車装置。
【請求項６】
前記キャリアが支持体に固定支持され、
前記サンギヤに回転動力が入力されるとき、前記複数のピニオンの自転に応じて前記リングギヤから減速された回転動力が出力されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の遊星歯車装置。
【請求項７】
前記リングギヤが、前記減速された回転動力を出力する外歯部と、前記ピニオンに噛合する第１の内歯部と、前記減速された回転動力の一部を出力するか外部からの回転動力を入力する第２の内歯部と、を有することを特徴とする請求項６に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、遊星歯車装置、特にその噛合部での起振力発生に伴う騒音の低減を図る遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車装置は、同軸配置されたサンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちいずれか２つを入力要素および出力要素とし、残りの１つの要素を反力要素とすることにより、コンパクトな装置構成で大きな減速比が達成できることから、変速機や重負荷の減速機に多用されているが、ピニオンが高速に自転するとともに出力要素側からの負荷変動がピニオンの噛合部分に伝わり、いわゆるギヤノイズ等の騒音が発生し易いため、そのような騒音の低減が要求される場合がある。
【０００３】
この種の遊星歯車装置としては、例えばピニオンにそれより大径の摩擦ローラを同軸にかつ一体に連結し、その摩擦ローラを有する遊星型の前段減速機構を構成して、ピニオンの回転を減速することで、低騒音化を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、歯筋の長い幅広の内歯リングギヤ内に歯数の異なる３種類のピニオンとキャリアを設けて、それぞれサンギヤを入力部材とし、キャリアを出力要素とする３段の遊星歯車減速機構を同一筐体内に構成することで、各ピニオンの噛合部分での起振力の周波数および位相を相違させ、共振による騒音を低減させるようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
あるいは、互いに噛合する長短２種類のピニオンを同一キャリアによって支持するラビニヨ型の遊星歯車機構の前に、非減速回転を伝達するため小トルク容量となるクラッチが挿入され、そのクラッチと軸方向同一位置に配されるデフリングギヤを大径にしつつ、遊星歯車機構の出力要素に連結されたカウンタドライブギヤに接近させることで、軽量化とギヤノイズ低減を図るものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
さらに、入力軸側でキャリアに支持されて自転および公転する複数の第１のピニオンにそれより小径の第２のピニオンをそれぞれ同軸にかつ一体に連結して、第２のピニオンに噛合する小径のリングギヤを出力軸側に採用することで、小径化を図ったものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００７−２８５５０９号公報
【特許文献２】特開２０００−９７３３３号公報
【特許文献３】特開２０００−５５１５１号公報
【特許文献４】特開平１１−３０３９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の遊星歯車装置にあっては、いずれも、ピニオンを支持するキャリアのピニオンシャフト部が曲げ変形モードで共振すると、同一の複数のピニオンの噛合部分でほぼ同様に発生した起振力がそれぞれ増幅されてキャリアからトランスミッションケース側へと伝達されるため、それがケース表面からの放射音となってギヤノイズ等の騒音が悪化するという問題が生じていた。
【０００８】
そのため、例えばハイブリッド型の車両の変速機に装備される遊星歯車装置であって、モータからの高速回転を減速し、かつ、出力要素から後段の歯車列への出力のみならず動力分割機構の一部を構成するようなものにあっては、ギヤノイズが生じ易く、かつ、静粛性が高度に要求されることとなり、ギヤノイズ等の騒音の低減が重要な解決課題となっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、ギヤノイズ等の騒音を有効に低減できる遊星歯車装置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】
【００１０】
本発明に係る遊星歯車装置は、上記目的達成のため、（１）サンギヤと、前記サンギヤに噛合する複数のピニオンと、前記複数のピニオンに噛合するリングギヤと、前記複数のピニオンを前記サンギヤの周囲の公転軌道上で自転可能に支持する複数のピニオンシャフト部を有するとともに前記サンギヤおよび前記リングギヤに対して前記複数のピニオンを公転させるよう相対回転可能なキャリアと、を備えた遊星歯車装置において、前記キャリアの前記複数のピニオンシャフト部および前記複数のピニオンが、前記複数のピニオンの噛合部分に入力される振動入力に対して、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素を構成するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
この構成により、装置内で同一の公転軌道上を公転する複数のピニオンが、噛合い部分の起振力によってほぼ同時に共振するということが回避され、装置全体としての騒音・振動レベルのピークが抑えられることになる。したがって、ギヤノイズ等の騒音を有効に低減できる遊星歯車装置となる。
【００１２】
上記（１）記載の構成を有する遊星歯車装置においては、（２）前記キャリアの前記複数のピニオンシャフト部が、互いに支持剛性の異なる低支持剛性の第１のピニオンシャフト部および高支持剛性の第２のピニオンシャフト部により構成されているのが好ましい。
【００１３】
この構成により、複数のピニオンシャフト部が曲げ変形モードで振動する状態となっても、それらが同時に共振することが回避されることから、複数のピニオンの噛合部分で生じる起振力が同時に共振により増幅されることがなく、ギヤノイズ等の騒音が有効に低減される。
【００１４】
上記（２）記載の構成を有する遊星歯車装置においては、（３）前記第２のピニオンシャフト部が前記第１のピニオンシャフト部より大径であるのがよい。
【００１５】
この構成により、支持剛性の異なるピニオンシャフト部を容易に作製でき、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素を容易に構成できる。
【００１６】
上記（１）〜（３）記載の構成を有する遊星歯車装置においては、（４）前記複数のピニオンが、互いに質量の異なる大質量のピニオンおよび小質量のピニオンにより構成されているのが好ましい。
【００１７】
この構成により、複数のピニオンを含む複数の振動要素が異なる共振周波数を持つことになり、複数のピニオンシャフト部が曲げ変形モードで同時に共振することが回避されることから、複数のピニオンの噛合部分で生じる起振力が同時に共振により増幅されることがなく、ギヤノイズ等の騒音が有効に低減される。また、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素を容易に構成できる。
【００１８】
上記（４）記載の構成を有する遊星歯車装置においては、（５）前記大質量のピニオンが前記第１のピニオンシャフト部によって回転自在に支持される小径の支持穴部を有し、前記小質量のピニオンが前記第２のピニオンシャフト部によって回転自在に支持される大径の支持穴部を有するのが望ましい。
【００１９】
この構成により、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素を容易に構成できる。
【００２０】
上記（１）〜（５）記載の構成を有する遊星歯車装置においては、（６）前記キャリアが支持体に固定支持され、前記サンギヤに回転動力が入力されるとき、前記複数のピニオンの自転に応じて前記リングギヤから減速された回転動力が出力されるようにしても好ましい。
【００２１】
この構成により、キャリアを支持する支持体側の支持剛性の分布や振動特性に応じて、ピニオン位置ごとの共振周波数を選定できる。なお、この場合、ピニオンが支持体に対して公転運動することはないことから、回転バランスを考慮しても、ピニオンの配置数は任意である。
【００２２】
上記（６）記載の構成を有する遊星歯車装置においては、（７）前記リングギヤが、前記減速された回転動力を出力する外歯部と、前記ピニオンに噛合する第１の内歯部と、前記減速された回転動力の一部を出力するか外部からの回転動力を入力する第２の内歯部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、ピニオンの噛合部分での起振力が大きくなり易いものの、その起振力が各ピニオン位置での同時共振により増幅されることが回避され、ギヤノイズ等の騒音が有効に低減される。
【００２４】
なお、キャリアが高速で回転する場合、ピニオンが偶数個設けられているのがよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、同一公転軌道上の複数のピニオンの噛合い部分の起振力がほぼ同時に共振により増幅されることを抑制し、装置全体としての騒音・振動レベルのピークを抑えることができ、ギヤノイズ等の騒音を有効に低減できる遊星歯車装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る遊星歯車装置を装備する車両用動力伝達装置を示す図であり、４輪駆動車のフロントドライブ用の動力伝達装置に適用した例を示している。また、図１は、その一実施形態におけるケースに遊星歯車機構のピニオン装着済みのキャリアを嵌め込んだ状態を取付け面側から見た側面図であり、図２は、図１のII-II矢視方向に見た組合せ断面図であり、図３は、図２の部分拡大図である。
【００２８】
まず、その構成について説明すると、図１および図２に示すように、本実施形態の車両用動力伝達装置は、トランスミッションケース１０の一部を構成するケース１１内に変速機構を構成する遊星歯車機構２０（遊星歯車装置）と、左右駆動軸３１、３２への差動出力が可能なディファレンシャル機構３０とを収納し、さらに遊星歯車機構２０の入力要素（後述する）を駆動するモータ型駆動手段４０を装着したトランスアクスルタイプのものである。また、モータ型駆動手段４０は、ケース１１の一端側に位置する駆動用モータ４１（一方のモータ）と、エンジンからの動力により発電可能なモータジェネレータ４２（他方のモータ）とを含んで構成されている。
【００２９】
図２に示すように、ケース１１の一端側（同図中左端側）にはカバー１２が液体密に装着されており、ケース１１の他端側には、最終的にエンジンブロック側に締結支持されることになるハウジング１３が締結されている。また、ハウジング１３内はカバー１４によりモータジェネレータ４２の収納部分とエンジンからの駆動力伝達機構であるダンパー要素５の収納部分とに区画されている。そして、これらケース１１、カバー１２、１４およびハウジング１３によってトランスミッションケース１０が構成されている。
【００３０】
図２および図３に示すように、遊星歯車機構２０は、駆動用モータ４１の出力減速用の第１の遊星歯車機構部２１と、エンジン側からの動力をモータジェネレータ４２と後述するカウンタドライブギヤ２３とに分配する動力分配機能を有する第２の遊星歯車機構部２２とによって構成されており、それら第１の遊星歯車機構部２１および第２の遊星歯車機構部２２は、外周側のリングギヤＲ１、Ｒ２部分で出力要素であるカウンタドライブギヤ２３と一体化されている。
【００３１】
具体的には、図３に示すように、第１の遊星歯車機構部２１は、駆動用モータ４１のロータ４１ａにスプライン結合したサンギヤＳ１（入力要素）と、サンギヤＳ１を取り囲む内歯のリングギヤＲ１（第１の内歯部）と、サンギヤＳ１の周りに周方向等間隔すなわち等角度間隔に設けられてサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛合する複数のピニオンＰ１と、複数のピニオンＰ１を予め設定された公転半径位置に回転自在に支持するキャリアＣｒ１（固定要素）とによって構成されている。
【００３２】
キャリアＣｒ１は、複数のピニオンＰ１の両端側に位置する一対の環状プレート部２５ａ、２５ｂと、これら環状プレート部２５ａ、２５ｂを互いに一体的に連結する支柱部２５ｃと、複数のピニオンＰ１をサンギヤＳ１の周囲の公転軌道上で自転可能に支持する複数のピニオンシャフト部２５ｅとからなり、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に対して複数のピニオンＰ１を公転させるよう相対回転可能になっている。また、キャリアＣｒ１の駆動モータ側の環状プレート部２５ａの外周には、キャリアＣｒ１の放射外方側および軸方向一方に突出する複数の回止め用の突起２５ｄ（回止め部）が設けられており、キャリアＣｒ１は軸方向一端部でケース１１の軸穴部１１ａの内端部分に同軸に嵌入されるとともに複数の回止め用の突起２５ｄによりケース１１に回転方向一体に固定されている。
【００３３】
第２の遊星歯車機構部２２は、モータジェネレータ４２のロータ４２ａにスプライン結合したサンギヤＳ２と、サンギヤＳ２を取り囲む内歯のリングギヤＲ２（第２の内歯部）と、サンギヤＳ２の周りに周方向等間隔に設けられてサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛合する複数のピニオンＰ２と、複数のピニオンＰ２を自転可能に支持するとともにインプットシャフト１のフランジ部１ｆに固定もしくは回転方向一体に連結されたキャリアＣｒ２（反力要素）とを有し、キャリアＣｒ２は複数のピニオンＰ２の両端側に位置する一対の環状プレート部２６ａ、２６ｂとこれらを連結する支柱部２６ｃとからなる。
【００３４】
リングギヤＲ１、Ｒ２と一体化された外歯部２３ａを有するカウンタドライブギヤ２３は、カウンタドリブンギヤ３３に噛合している。
【００３５】
図２に示すように、このカウンタドリブンギヤ３３は、ファイナルドライブギヤ３４が一体に形成されたカウンタシャフト３５にスプライン結合しており、ファイナルドライブギヤ３４はディファレンシャル機構３０のデフケース３６に締結されたファイナルギヤ３７に噛合している。また、デフケース３６内には、一対のディファレンシャルピニオン３８ａ、３８ｂと、左右一対のディファレンシャルサイドギヤ３９ａ、３９ｂが設けられている。なお、このような複数のギヤ２３、３３、３４、３７による減速やディファレンシャル機構３０の機能等は公知であり、ここでは詳述しない。
【００３６】
なお、カウンタドライブギヤ２３の一端部はベアリング２８を介してケース１１の環状支持部１５（図３参照）に回転自在に支持されており、カウンタドライブギヤ２３の他端部は環状支持部１５に突き当てられたハウジング１３の環状肉厚部１３ｂの内方にベアリング２９を介して回転自在に支持されている。
【００３７】
図２および図３に示すように、駆動用モータ４１は、例えば永久磁石４１ｍが装着されたロータ４１ａと、三相コイル４１ｃが巻回されたステータ４１ｂとを有する永久磁石同期電動機として構成されており、ロータ４１ａはケース１１の軸穴部１１ａ（図３参照）にベアリング４３を介して回転自在に支持されるとともに、そのケース内方側（図３中で右端側）の端部で第１の遊星歯車機構部２１のサンギヤＳ１にスプライン結合している。また、ロータ４１ａの軸方向外端部はカバー１２の軸受保持部１２ａにベアリング４４を介して回転自在に支持されている。
【００３８】
モータジェネレータ４２は、例えば永久磁石４２ｍが装着されたロータ４２ａと、三相コイル４２ｃが巻回されたステータ４２ｂとを有する永久磁石同期発電電動機として構成されており、ロータ４２ａはインプットシャフト１に回転自在に支持されるとともにハウジング１３の軸穴部１３ａにベアリング４５を介して回転自在に支持され、そのケース内方側の端部で第２の遊星歯車機構部２２のサンギヤＳ２にスプライン結合している。また、ロータ４２ａのエンジン側の端部はハウジング１３内のカバー１４にベアリング４６を介して回転自在に支持されている。
【００３９】
駆動用モータ４１およびモータジェネレータ４２のロータ４１ａ、４２ａは、それぞれステータ４１ｂ、４２ｂの内周との間にわずかな空隙を挟んで対向する回転子鉄心４１ｅ、４２ｅに図示しない永久磁石を埋設して界磁を発生するようにしたものである。
【００４０】
また、駆動用モータ４１およびモータジェネレータ４２のステータ４１ｂ、４２ｂは、それぞれ詳細は図示しないが、例えば磁性体を積層した環状のヨーク４１ｄ、４２ｄが巻線用溝を隔てる複数のステータティースを有し、このヨークの巻線用溝に三相コイル４１ｃ、４２ｃが巻回されている。したがって、ステータ４１ｂはケース１１内で比較的大きな質量を有し、ステータ４２ｂはハウジング１３内で比較的大きな質量を有する部材となっている。
【００４１】
ケース１１は、また、軸穴部１１ａ（図３参照）が開口した底部１１ｂを有する有底筒状に形成されている。具体的には、ケース１１は、遊星歯車機構２０の外周を取り囲んで遊星歯車機構２０の複数の歯車Ｓ１、Ｓ２、Ｐ１、Ｐ２、Ｒ１、Ｒ２およびキャリアＣｒ１、Ｃｒ２のうちいずれか、例えばキャリアＣｒ１を固定要素とし、リングギヤＲ１を回転要素としてそれぞれ支持する有底の環状支持部１５と、環状支持部１５を取り囲む外周壁部１６と、外周壁部１６の外部への取付面側１６ｍを形成するフランジ部１６ｆと、環状支持部１５から外周壁部１６およびフランジ部１６ｆに向かって互いに異なる外方向に延在してフランジ部１６ｆと共に取付面１６ｍを形成する第１仕切り壁部１７および第２仕切り壁部１８とを有している。
【００４２】
一方、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、遊星歯車機構２０の第１の遊星歯車機構部２１においては、キャリアＣｒ１の複数のピニオンシャフト部２５ｅが、互いに支持剛性の異なる複数種類で構成され、少なくとも低支持剛性の第１のピニオンシャフト部２５ｅａおよび高支持剛性の第２のピニオンシャフト部２５ｅｂよって構成されており、第２のピニオンシャフト部２５ｅｂの直径Ｄ１１は、第１のピニオンシャフト部２５ｅａの直径Ｄ１２よりも大径になっている。
【００４３】
また、複数のピニオンＰ１は、互いに質量が異なる複数種類で構成されており、少なくとも質量ｍ１１（大質量）のピニオンＰ１ａおよび質量ｍ１１より小さい質量ｍ１２（小質量）のピニオンＰ１ｂによって構成されている。そして、質量の小さいピニオンＰ１ｂが大径で高支持剛性の第２のピニオンシャフト部２５ｅｂに、質量の大きいピニオンＰ１ａが小径で低支持剛性の第１のピニオンシャフト部２５ｅａに、それぞれ回転自在に支持されている。
【００４４】
具体的には、図４（ａ）に示すように、質量の大きいピニオンＰ１ａの中心部には小径の支持穴部ｈ１ｂが形成されており、この小径の支持穴部ｈ１ｂ中に小径の第１のピニオンシャフト部２５ｅａが挿入され、ニードル軸受等の軸受ｂ１ｂを介して第１のピニオンシャフト部２５ｅａに質量の大きいピニオンＰ１ａが低支持剛性で回転自在に支持されている。
【００４５】
また、図４（ｂ）に示すように、質量の小さいピニオンＰ１ｂの中心部には大径の支持穴部ｈ１ａが形成されており、この大径の支持穴部ｈ１ａ中に大径の第２のピニオンシャフト部２５ｅｂが挿入され、ニードル軸受等の軸受ｂ１ａを介して第２のピニオンシャフト部２５ｅｂに質量の小さいピニオンＰ１ｂが高支持剛性で回転自在に支持されている。
【００４６】
この支持剛性の異なる複数種類のピニオンシャフト部２５ｅａ、２５ｅｂと質量の異なる複数種類のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂとを有する第１の遊星歯車機構部２１においては、キャリアＣｒ１の複数のピニオンシャフト部２５ｅａ、２５ｅｂおよび複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂは、複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂの噛合部分に入力される振動入力（起振力）に対し、それぞれ複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂを梁状の複数のピニオンシャフト部２５ｅａ、２５ｅｂで弾性支持する、複数の振動要素Ｇ１またはＧ２を構成している。
【００４７】
これら複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２の共振周波数ｆ１、ｆ２は、便宜的に第１のピニオンシャフト部２５ｅａの曲げ（梁の撓み）に対するばね定数をｋ１、第２のピニオンシャフト部２５ｅｂの曲げに対するばね定数をｋ２（＞ｋ１）とすると、ピニオンＰ１ａの質量ｍ１１と、ピニオンＰ１ｂの質量ｍ１２（＜ｍ１１）とを用いて、それぞれ、ｆ１＝ωｃ１／２π＝（１／２π）・√（ｋ１／ｍ１１）、ｆ２＝ωｃ２／２π＝（１／２π）・√（ｋ２／ｍ１２）として表わすことができる。
【００４８】
したがって、支持剛性の異なる複数種類のピニオンシャフト部２５ｅと質量の異なる複数種類のピニオンＰ１とを有する第１の遊星歯車機構部２１においては、ピニオン位置によって共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２が構成されていることになり、本実施形態では、共振周波数ｆ１が共振周波数ｆ２より低い周波数となる。なお、前式中のωｃ１、ωｃ２は、共振角速度である。
【００４９】
ところで、本実施形態においては、キャリアＣｒ１が支持体としてのケース１１に固定支持され、サンギヤＳ１に駆動用モータ４１からの回転動力が入力されるとき、複数のピニオンＰ１の自転に応じてリングギヤＲ１からカウンタドライブギヤ２３に減速された回転動力が出力される。また、カウンタドライブギヤ２３は、外周側には、減速された回転動力をカウンタドリブンギヤ３３に出力する外歯部２３ａを、内周側には、ピニオンＰ１に噛合するリングギヤＲ１（第１の内歯部）に加えて、減速された回転動力の一部を第２の遊星歯車機構部２２側に出力するか若しくは第２の遊星歯車機構部２２側からの回転動力（外部からの回転動力）を入力するリングギヤＲ２（第２の内歯部）と、を有している。
【００５０】
したがって、複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２は、まず、ケース１１側に固定されたキャリアＣｒ１の本体部分の剛性分布、カウンタドリブンギヤ３３からの駆動反力の入力位置および入力方向、リングギヤＲ２からの回転入力もしくは負荷入力の影響等を考慮し、複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２のそれぞれの共振周波数ｆ１、ｆ２において各振動要素Ｇ１またはＧ２の近傍の支持部分の共振を回避するように、それぞれの位置が選定され、配置されている。
【００５１】
遊星歯車機構２０の第２の遊星歯車機構部２２については、キャリアＣｒ２の複数のピニオンシャフト部２６ｅが、互いに支持剛性の同じ同一種類で構成されている。また、第２の遊星歯車機構部２２においては、キャリアＣｒ２が入力／反力要素としてインプットシャフト１のフランジ部１ｆに固定もしくは回転方向一体に連結されているので、リングギヤＲ２に第１の遊星歯車機構２１側からの回転動力が入力されるとき、複数のピニオンＰ２の自転とキャリアＣｒ２の回転状態に応じて、サンギヤＳ２からモータジェネレータ４２のロータ４２ａに増速された回転動力が出力される。また、インプットシャフト１にエンジンからの回転動力が入力されるとき、キャリアＣｒ２が回転駆動されるとともに、サンギヤＳ２を反力要素として複数のピニオンＰ２からリングギヤＲ２に回転動力が伝達され、カウンタドライブギヤ２３から回転動力が出力される。
【００５２】
次に、動作について説明する。
【００５３】
上述のように構成された本実施形態の遊星歯車装置を装備する車両用動力伝達装置では、トランスミッションケース１０の一部を構成するケース１１に固定された第１の遊星歯車機構部２１において、同一の公転軌道上を公転する複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂが、質量の異なる複数種類で構成され、かつ、複数種類のピニオンシャフト部２５ｅａ、２５ｅｂと共にピニオン位置によって共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２を構成していることから、図５に示すように、複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２の共振周波数ｆ１、ｆ２においてそれぞれ騒音レベルのピークＶ１、Ｖ２が生じるものの、複数のピニオンＰ１およびピニオンシャフト部２５ｅをそれぞれ同一種類のものとした従来の場合のように全ピニオンＰ１の噛合部分の起振力が共振により同時に増幅されることがなく、複数のピニオンＰ１の噛合部分で発生した起振力が同時に増幅されてキャリアＣｒ１からケース１１側へと伝達されることがない。したがって、ケース１１側へと伝達された振動がケース表面からの放射音となってギヤノイズ等の騒音が悪化するという問題が解消され、図５中に点線で例示する従来例の騒音レベルのピークＶｐに対して、十分に騒音レベルを低減させることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、キャリアＣｒ１の複数のピニオンシャフト部２５ｅが互いに支持剛性の異なる低支持剛性の第１のピニオンシャフト部２５ｅａおよび高支持剛性の第２のピニオンシャフト部２５ｅｂにより構成されているので、複数のピニオンシャフト部２５ｅが曲げ変形モードで振動する状態となっても、それらが同時に共振することが確実に回避され、したがって、複数のピニオンＰ１の噛合部分で生じる起振力が同時に共振により増幅されることがなく、ギヤノイズ等の騒音が有効に低減される。
【００５５】
しかも、第２のピニオンシャフト部２５ｅｂが第１のピニオンシャフト部２５ｅａより大径であるので、支持剛性の異なるピニオンシャフト部２５ｅａ、２５ｅｂを容易に作製できる。また、複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂが、互いに質量の異なる大質量のピニオンＰ１ａおよび小質量のピニオンＰ１ｂにより構成されているので、複数のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂを含む複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２が異なる共振周波数ｆ１、ｆ２を持つことになり、複数のピニオンシャフト部２５ｅが曲げ変形モードで同時に共振することが回避されることから、複数のピニオンＰ１の噛合部分で生じる起振力が同時に共振により増幅されることがなく、ギヤノイズ等の騒音が有効に低減される。したがって、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２を容易に構成できる。
【００５６】
すなわち、本実施形態では、大質量のピニオンＰ１ａが、小質量のピニオンＰ１ｂより小径の支持穴部ｈ１ｂを有するとともに第１のピニオンシャフト部２５ｅａに回転自在に支持され、小質量のピニオンＰ１ｂが、第２のピニオンシャフト部２５ｅｂに回転自在に支持されていることから、ピニオン位置により共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２を容易に構成できる。
【００５７】
また、キャリアＣｒ１がケース１１に固定支持され、サンギヤＳ１に駆動用モータ４１からの回転動力が入力されるとき、複数のピニオンＰ１の自転に応じてリングギヤＲ１から減速された回転動力が出力されるので、キャリアＣｒ１を支持するケース１１側の支持剛性の分布や振動特性に応じて、ピニオン位置ごとの共振周波数ｆ１、ｆ２を選定できる。
【００５８】
加えて、リングギヤＲ１がカウンタドライブギヤ２３に一体化され、このカウンタドライブギヤ２３が、減速された回転動力を出力する外歯部２３ａと、ピニオンＰ１に噛合する第１の内歯部としてのリングギヤＲ１と、減速された回転動力の一部を出力するか外部からの回転動力を入力する第２の内歯部としてのリングギヤＲ２を有しているので、ピニオンＰ１の噛合部分での起振力が大きくなり易いものの、その起振力が各ピニオン位置での同時共振により増幅されることが回避されることで、ギヤノイズ等の騒音が有効に低減されることになる。
【００５９】
このように、本実施形態の動力伝達装置の遊星歯車機構２０においては、同一公転軌道上の複数のピニオンの噛合い部分の起振力がほぼ同時に共振により増幅されることを抑制し、装置全体としての騒音・振動レベルのピークを抑えることができ、ギヤノイズ等の騒音を有効に低減することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、遊星歯車機構２０の第１の遊星歯車機構部２１においてのみ、同一の公転軌道上を公転する複数のピニオンＰ１が質量の異なる複数種類のピニオンＰ１ａ、Ｐ１ｂで構成され、かつ、複数種類のピニオンシャフト部２５ｅａ、２５ｅｂと共にピニオン位置によって共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ１、Ｇ２を構成していたが、遊星歯車機構２０の第２の遊星歯車機構部２２において同様な構成を採用することも考えられる。
【００６１】
すなわち、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、遊星歯車機構２０の第２の遊星歯車機構部２２において、キャリアＣｒ２の複数のピニオンシャフト部２６ｅが、互いに支持剛性の異なる複数種類で構成され、少なくとも低支持剛性の第１のピニオンシャフト部２６ｅａおよび高支持剛性の第２のピニオンシャフト部２６ｅｂによって構成されていてもよい。同図に例示するものの場合、第２のピニオンシャフト部２６ｅｂの直径Ｄ２２は、第１のピニオンシャフト部２６ｅａの直径Ｄ２１よりも大径になっている。
【００６２】
また、複数のピニオンＰ２は、互いに質量が異なる複数種類で構成されており、少なくとも質量ｍ２１（大質量）のピニオンＰ２ａおよび質量ｍ２１より小さい質量ｍ２２（小質量）のピニオンＰ２ｂによって構成されている。そして、質量の小さいピニオンＰ２ｂが大径で高支持剛性の第２のピニオンシャフト部２６ｅｂに、質量の大きいピニオンＰ２ａが小径で低支持剛性の第１のピニオンシャフト部２６ｅａに、それぞれ回転自在に支持されている。
【００６３】
具体的には、図６（ａ）に示すように、質量の大きいピニオンＰ２ａの中心部には小径の支持穴部ｈ２ｂが形成されており、この小径の支持穴部ｈ２ｂ中に小径の第１のピニオンシャフト部２６ｅａが挿入され、ニードル軸受等の軸受ｂ２ｂを介して第１のピニオンシャフト部２６ｅａに質量の大きいピニオンＰ２ａが低支持剛性で回転自在に支持されている。
【００６４】
また、図６（ｂ）に示すように、質量の小さいピニオンＰ２ｂの中心部には大径の支持穴部ｈ２ａが形成されており、この大径の支持穴部ｈ２ａ中に大径の第２のピニオンシャフト部２６ｅｂが挿入され、ニードル軸受等の軸受ｂ２ａを介して第２のピニオンシャフト部２６ｅｂにピニオンＰ２ｂが高支持剛性で回転自在に支持されている。
【００６５】
このように支持剛性の異なる複数種類のピニオンシャフト部２６ｅａ、２６ｅｂと質量の異なる複数種類のピニオンＰ２ａ、Ｐ２ｂとを有する遊星歯車機構部２２においては、キャリアＣｒ２の複数のピニオンシャフト部２６ｅａ、２６ｅｂおよび複数のピニオンＰ２ａ、Ｐ２ｂは、複数のピニオンＰ２ａ、Ｐ２ｂの噛合部分に入力される振動入力（起振力）に対し、複数のピニオンＰ２ａ、Ｐ２ｂを梁状の複数のピニオンシャフト部２６ｅａ、２６ｅｂでそれぞれ弾性支持する、複数の振動要素Ｇ３またはＧ４を構成している。
【００６６】
これら複数の振動要素Ｇ３、Ｇ４の共振周波数ｆ３、ｆ４は、便宜的に第１のピニオンシャフト部２６ｅａの曲げ（梁の撓み）に対するばね定数をｋ２１、第２のピニオンシャフト部２６ｅｂの曲げに対するばね定数をｋ２２（＞ｋ２１）とすると、ピニオンＰ２ａの質量ｍ２１と、ピニオンＰ２ｂの質量ｍ２２（＜ｍ２１）とを用いて、ｆ３＝ωｃ３／２π＝（１／２π））・√（ｋ２１／ｍ２１）、ｆ４＝ωｃ４／２π＝（１／２π））・√（ｋ２２／ｍ２２）として表わすことができる。なお、前式中のωｃ３、ωｃ４は、共振角速度である。
【００６７】
したがって、支持剛性の異なる複数種類のピニオンシャフト部２６ｅａ、２６ｅｂと質量の異なる複数種類のピニオンＰ２ａ、Ｐ２ｂとを有する第２の遊星歯車機構部２２においては、ピニオン位置によって共振周波数が異なる複数の振動要素Ｇ３、Ｇ４が構成されていることになる。
【００６８】
この第２の遊星歯車機構部２２においては、キャリアＣｒ２が回転要素となるので、複数の振動要素Ｇ３、Ｇ４は、キャリアＣｒ２の本体部分の剛性分布と、リングギヤＲ２からの回転入力もしくは負荷入力の影響等を考慮して、複数の振動要素Ｇ３、Ｇ４のそれぞれの共振周波数ｆ３、ｆ４において各振動要素Ｇ３またはＧ４の近傍の支持部分の共振を回避するように、それぞれの位置が選定され、配置されている。なお、キャリアが高速で回転する場合、ピニオンが偶数個設けられているのがよい。
【００６９】
このようにしても、複数のピニオンＰ２の噛合い部分の起振力がほぼ同時に共振により増幅されることを抑制し、第２の遊星歯車機構２２および全体としての騒音・振動レベルのピークを抑えることができる。
【００７０】
以上説明したように、本発明に係る遊星歯車装置は、同一公転軌道上の複数のピニオンの噛合い部分の起振力がほぼ同時に共振により増幅されることを抑制し、装置全体としての騒音・振動レベルのピークを抑えることができ、ギヤノイズ等の騒音を有効に低減できる遊星歯車装置を提供することができるという効果を奏するものであり、遊星歯車装置、特にその噛合部での起振力発生に伴う騒音の低減を図る遊星歯車装置全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る遊星歯車装置を装備した車両用動力伝達装置を示す図で、そのケースに遊星歯車装置のピニオン装着済みのキャリアを嵌め込んだ状態を取付け面側から見た側面図である。
【図２】図１のII-II矢視方向に見た組合せ断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】一実施形態に係る遊星歯車装置の異種のピニオンおよびピニオンシャフトをその横断面で示す要部断面図である。
【図５】一実施形態に係る遊星歯車装置による騒音低減の作用と効果を原理的に説明する作用説明図である。
【図６】一実施形態に係る遊星歯車装置に並列する他の遊星歯車装置に異種のピニオンおよびピニオンシャフトを用いる変形態様の要部断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  インプットシャフト
１０  トランスミッションケース
１１  ケース（支持体）
２０  遊星歯車機構（遊星画車装置）
２１  第１の遊星歯車機構
２２  第２の遊星歯車機構
２３  カウンタドライブギヤ（出力部材）
２５ａ、２５ｂ  環状プレート部
２５ｃ  支柱部
２５ｄ  突起
２５ｅ  複数のピニオンシャフト部
２５ｅａ  第１のピニオンシャフト部
２５ｅｂ  第２のピニオンシャフト部
３３  カウンタドリブンギヤ
４１  駆動用モータ
４２  モータジェネレータ
ｂ１ａ、ｂ１ｂ  軸受
Ｃｒ１、Ｃｒ２  キャリア
Ｇ１、Ｇ２  振動要素
ｈ１ａ  支持穴部
ｈ１ｂ  支持穴部
Ｐ１  複数のピニオン
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ  複数種類のピニオン
Ｐ２  複数のピニオン
Ｒ１、Ｒ２  リングギヤ
Ｓ１、Ｓ２  サンギヤ 
【図１】
2009210028.tif 000003
【図２】
2009210028.tif 000004
【図３】
2009210028.tif 000005
【図４】
2009210028.tif 000006
【図５】
2009210028.tif 000007
【図６】
2009210028.tif 000008