CN102265067A - 嵌合构造 - Google Patents

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Abstract

嵌合构造具备：动力传递部件(323)，动力传递到该动力传递部件，且该动力传递部件包括在外周缘部隔开间隔设置的第1以及第2齿部(161、162)；以及与动力传递部件(323)嵌合的嵌合部件(600)，该嵌合部件以包围动力传递部件(323)的周围的方式配置，且形成有接纳第1齿部(161)的第1凹部(163)以及接纳第2齿部(162)的第2凹部(164)，在第1齿部(161)的外侧面与第1凹部(163)的内侧面之间的距离形成为，比第2齿部(162)的外侧面与第2凹部(164)的内侧面之间的距离大，在第1齿部(161)的外侧面与第1凹部(163)的内侧面之间设置有能够弹性变形的缓冲部件。

Description

嵌合构造
技术领域
本发明涉及嵌合构造，特别是涉及包括传递动力的动力传递部件和与该动力传递部件嵌合的嵌合部件的嵌合构造。
背景技术
以往，广泛公知有嵌入于车辆的齿轮箱的行星齿轮机构。例如，日本特开2006-183824号公报所记载的行星齿轮机构具备：太阳轮；小齿轮，该小齿轮位于太阳轮的外侧，且与太阳轮啮合；以及齿圈，该齿圈位于小齿轮的外侧，且与小齿轮啮合。进而，各小齿轮由行星轮支架支承而能够旋转，行星轮支架嵌入于齿轮箱。
在行星轮支架的外周缘部形成有多个突起部，在齿轮箱形成有多个接纳该突起部的凹部。进而，通过使行星轮支架的突起部嵌入于齿轮箱的凹部，行星轮支架与齿轮箱嵌合。
专利文献1：日本特开2006-183824号公报
一般地，在行星轮支架的突起部与齿轮箱的凹部之间设置有少许间隙。
因此，在上述以往的行星齿轮机构中，当从发动机朝行星齿轮机构传递的扭矩变动时，会发出因突起部与凹部的内表面碰撞而产生的异常音。
并且，上述的这种异常音并不限于行星齿轮机构与齿轮箱之间的嵌合构造，例如在花键构造中也同样会产生，其中，上述花键构造具备在外周面形成有多个齿部的轴部和与该轴部嵌合的外框，将轴部的旋转力传递至外框。
发明内容
本发明就是鉴于上述的这种课题而完成的，其目的在于，在具备传递动力的动力传递部件和与该动力传递部件嵌合的嵌合部件的嵌合构造中，提供一种能够实现在动力传递部件与嵌合部件之间产生的异常音的降低的嵌合构造。
本发明所涉及的嵌合构造具备：动力传递部件，动力传递到该动力传递部件，且该动力传递部件包括在外周部隔开间隔形成的第1以及第2齿部；以及与动力传递部件嵌合的嵌合部件，该嵌合部件以包围动力传递部件的周围的方式配置，且形成有接纳第1齿部的第1凹部以及接纳第2齿部的第2凹部。进而，在上述第1齿部的外侧面与第1凹部的内侧面之间设置有能够弹性变形的缓冲部件，第1齿部的外侧面以及第1凹部的内侧面之间的距离形成为，比第2齿部的外侧面以及第2凹部的内侧面之间的距离大。
优选上述第1齿部的外侧面包括：沿该第1齿部的宽度方向排列的第1外侧面以及第2外侧面，第2齿部的外侧面包括：沿该第2齿部的宽度方向排列的第3外侧面以及第4外侧面。进而，上述第1凹部的内侧面包括：与第1外侧面对置的第1内侧面，以及与第2外侧面对置的第2内侧面。此外，上述第2凹部的内侧面包括：与第3外侧面对置的第3内侧面，以及与第4外侧面对置的第4内侧面。进而，在使上述第1齿部的宽度方向中央部与第1凹部的宽度方向中央部一致的状态下，第1外侧面与第1内侧面之间的距离比第3外侧面与第3内侧面之间的距离大，第2外侧面与第2内侧面之间的距离比第4外侧面与第4内侧面之间的距离大。
优选嵌合构造还具备：太阳轮；齿圈，该齿圈配置在太阳轮的外周；以及小齿轮，该小齿轮配置在太阳轮以及齿圈之间，并与太阳轮以及齿圈啮合。进而，上述动力传递部件是支架，该支架对小齿轮进行保持并使小齿轮能够旋转，嵌合部件是齿轮箱。
优选嵌合构造还具备反转齿轮，该反转齿轮与齿圈啮合，第1齿部比第2齿部接近反转齿轮。优选上述缓冲部件形成为环状，且装配于第1齿部。
另外，在申请的最初就预定能够对上述结构适当地相互进行组合。
发明的效果
根据本发明所涉及的嵌合构造，能够降低在动力传递部件与嵌合部件之间产生的异常音。
附图说明
图1是示出应用了本发明的1个实施方式所涉及的嵌合构造的混合动力车辆的结构的示意图。
图2是从发动机侧剖视观察的外壳600的剖视图。
图3是示出齿部161以及凹部163的局部剖视观察的俯视图。
图4是示出齿部162以及凹部164的局部剖视观察的俯视图。
图5是示出当对行星轮支架323施加有高扭矩的动力时的齿部162以及凹部164的俯视图。
图6是示出图5所示的状态下的齿部161以及凹部163的俯视图。
图7是示出急减速时的齿部162以及凹部164的俯视图。
图8是示出图7所示的状态下的齿部161以及凹部163的俯视图。
图9是示出发动机的输出扭矩与转速之间的关系的曲线图。
图10是示出缓冲部件170的第1变形例的俯视图。
图11是示出缓冲部件170的第2变形例的剖视图。
图12是示出缓冲部件170的第3变形例的主视图。
附图标记的说明
齿部161、162，凹部163、164，行星轮支架323，收纳槽部600a，外壳600
具体实施方式
使用图1至图12对本发明所涉及的行星齿轮机构与齿轮箱的嵌合构造进行说明。另外，在以下说明的实施方式中，在言及个数、量等的情况下，除了特别记载的情况以外，本发明的范围并不一定限定于该个数、量等。并且，在以下的实施方式中，对于各个构成要素，除了特别记载的情况以外，对本发明来说并非是必须的构成要素。
图1是示出应用了本发明的实施方式所涉及的嵌合构造的混合动力车辆的结构的示意图。
参照图1，混合动力车辆具备使驱动轮旋转的驱动装置200，驱动装置200包括：发动机100、马达发电机(Motor Generator)MG1、MG2、动力分配机构(动力传递机构)300、差速机构400、以及外壳600。在外壳600内形成有：收纳室610，该收纳室610收纳马达发电机MG2；收纳室611，该收纳室611收纳动力分配机构300；以及收纳室612，该收纳室612收纳马达发电机MG1。
马达发电机MG1、MG2构成为分别包括转子211、221和定子212、222。
并且，动力分配机构300构成为包括行星齿轮310、320。行星齿轮310、320构成为分别包括：太阳轮311、321；小齿轮312、322；行星轮支架313、323；以及齿圈314、324。
发动机100的曲轴110、马达发电机MG1的转子211、以及马达发电机MG2的转子221以同一轴线为中心旋转。
行星齿轮310的太阳轮311与中空的太阳轮轴结合，曲轴110贯通上述太阳轮轴的轴心。齿圈314被支承为能够与曲轴110在同轴上旋转。小齿轮312配置在太阳轮311与齿圈314之间，在太阳轮311的外周一边自转一边公转。行星轮支架313与曲轴110的端部结合，并对各小齿轮312的旋转轴进行支承。
用于将来自动力分配机构300的动力取出的副轴驱动齿轮(counterdrive gear)与齿圈314一体地旋转。副轴驱动齿轮与反转齿轮350连接。进而，在副轴驱动齿轮与反转齿轮350之间进行动力的传递。反转齿轮350对差速机构400进行驱动。并且，当下坡等时，车轮的旋转传递至差速机构400，反转齿轮350由差速机构400驱动。
马达发电机MG1主要作为借助由永磁铁产生的磁场与转子211的旋转之间的相互作用而使三相线圈的两端产生电动势的发电机动作。
马达发电机MG2的转子221经由作为减速器的行星齿轮320结合于与行星齿轮310的齿圈314一体地旋转的齿圈壳体。
马达发电机MG2作为借助由埋入于转子221的永磁铁产生的磁场与由卷绕于定子222的三相线圈形成的磁场之间的相互作用驱动转子221旋转的电动机动作。并且，马达发电机MG2也作用借助由永磁铁产生的磁场与转子221的旋转之间的相互作用而使三相线圈的两端产生电动势的发电机动作。
图2是外壳600的剖视图，是从发动机侧剖视观察时的外壳600的剖视图。
进而，在图1以及图2中，行星齿轮320借助作为旋转要素之一的行星轮支架323被固定于车辆驱动装置的壳体的构造进行减速。即，行星齿轮320包括：太阳轮321，该太阳轮321与转子221的轴结合；齿圈324，该齿圈324与齿圈314一体地旋转；以及小齿轮322，该小齿轮322与齿圈324以及太阳轮321啮合，并将太阳轮321的旋转传递到齿圈324。
行星轮支架323对隔开间隔设置的多个小齿轮322进行保持并使其能够旋转，并从小齿轮322沿行星轮支架323的周方向施加扭矩。该行星轮支架323与外壳600嵌合，几乎不旋转。
进而，在外壳600内设置有副轴351和轴401，在副轴351设置有反转齿轮350，轴401与车轮连接，反转齿轮350与齿圈324啮合。
行星轮支架323形成为圆环状，在行星轮支架323的外周缘部隔开间隔形成有多个齿部161、162。各齿部161、162以从行星轮支架323的外周缘部朝径向外侧突出的方式形成。
进而，在外壳600形成有收纳槽部600a，收纳槽部600a接纳行星轮支架323，并对行星轮支架323进行固定。另外，在该收纳槽部600a形成有接纳马达发电机MG2的旋转轴的孔部。进而，在收纳槽部600a的内周面形成有接纳行星轮支架323的齿部161的凹部163以及接纳齿部162的凹部164，收纳槽部600a的内周面以包围行星轮支架323的外周缘部的方式形成。
进而，通过行星轮支架323的齿部161、162嵌入于凹部163、164，行星轮支架(动力传递部件)323和外壳(嵌合部件)600相互在行星轮支架323的周方向嵌合，构成本实施方式所涉及的嵌合构造。
此处，齿部161形成于行星轮支架323的外周面中的、位于比行星齿轮320的旋转中心线O更靠副轴351以及反转齿轮350一侧的位置的部分。另一方面，齿部162形成于行星轮支架323的外周面中的、相对于旋转中心线O位于与形成有齿部161的部分相反的一侧的部分。
将通过反转齿轮350与齿圈324的啮合位置和行星齿轮320的旋转中心线O的假想中心线设定为假想中心线L5，将通过旋转中心线O且与假想中心线L5正交的假想平面设定为假想平面R。
凹部163以及齿部161位于比假想平面R更靠副轴351侧的位置，齿部162以及凹部164位于比假想平面R更靠与副轴351相反的一侧的位置。
因此，齿部161比齿部162更接近反转齿轮350以及副轴351。
图3是示出齿部161以及凹部163的局部剖视观察的俯视图，图4是示出齿部162以及凹部164的局部剖视观察的俯视图。
如图3所示，齿部161的外周面包括沿齿部161的宽度方向(行星轮支架323的周方向)排列的外侧面180、181，凹部163的内周面具备：与外侧面180对置的内侧面185，以及与外侧面181对置的内侧面186。
此外，如图4所示，齿部162的外周面包括沿齿部162的宽度方向(行星轮支架323的周方向)排列的外侧面182、183，凹部164的内周面包括：与外侧面182对置的内侧面187，以及与外侧面183对置的内侧面188。
在图3所示的状态中，并未对行星轮支架323施加扭矩，通过齿部161的宽度方向中央部以及旋转中心线O的假想中心线L1与通过凹部163的宽度方向中央部以及旋转中心线O的假想中心线L2一致。此时，在图4中，通过齿部162的宽度方向中央部以及旋转中心线O的假想中心线L3与通过凹部164的宽度方向中央部以及旋转中心线O的假想中心线L4一致。
这样，当使齿部161、162的宽度方向中央部与凹部163、164的宽度方向中央部在行星轮支架323的周方向一致的状态下，将齿部161的外侧面180与凹部163的内侧面185之间的沿行星轮支架323的周方向的距离设定为距离t1。更具体地说，距离t1是齿部161的外侧面180中的因行星轮支架323旋转而与内侧面185抵接的部分、和内侧面185中的因行星轮支架323旋转而与外侧面180抵接的部分之间的沿行星轮支架323的周方向的距离。
同样，将外侧面181与内侧面186之间的距离设定为距离t2，将外侧面182与内侧面187之间的距离设定为距离t3，此外，将外侧面183与内侧面188之间的距离设定为距离t4。当以这种方式设定t1～t4时，距离t1的距离比距离t3的距离长，此外，距离t2的距离比距离t4的距离长。
另外，在本实施方式中，距离t1的距离与距离t2的距离相等，距离t3的距离与距离t4的距离相等。并且，只要距离t1的距离比距离t3的距离长，此外，距离t2的距离比距离t4的距离长即可，凹部163、164的宽度以及齿部161、162的宽度可以适当设定。
如图3所示，在齿部161的外周面装配有环状的缓冲部件170。在该图3所示的例子中，作为缓冲部件170采用O型圈等环状的树脂部件，缓冲部件170只要是能够弹性变形的部件即可。
如图3所示，在未对行星轮支架323施加动力的情况下，缓冲部件170的外周面与内侧面185以及内侧面186的双方抵接。此外，缓冲部件170的内周面与外侧面180以及外侧面181抵接。
这样，在未对行星轮支架323施加外力的状态下，缓冲部件170使齿部161的宽度方向中央部与凹部163的宽度方向中央部在行星轮支架323的周方向一致。由此，齿部162的宽度方向中央部与凹部164的宽度方向中央部在行星轮支架323的周方向一致，成为齿部162的外侧面182、183与凹部164的内侧面187、188离开的状态。
进而，例如，当车辆怠速时或车辆缓慢地加速时，驱动行星齿轮320，从小齿轮322对行星轮支架323施加有低扭矩的动力。当对行星轮支架323施加有低扭矩的动力时，行星轮支架323稍稍旋转。伴随与此，图3所示的外侧面180以及内侧面185的间隔、或者是外侧面181以及内侧面186的间隔变小，缓冲部件170弹性变形。通过缓冲部件170弹性变形，缓冲部件170克服施加于行星轮支架323的扭矩对行星轮支架323进行支承。另一方面，维持外侧面182、183与内侧面187、188离开的状态，抑制外侧面182、183与内侧面187、188碰撞的情况。
这样，通过抑制外侧面182、183与内侧面187、188之间的碰撞，当像怠速时或缓慢地加速时等这样来自发动机的扭矩小幅变动时，能够抑制因齿部162与凹部164的内周面碰撞而产生的碰撞音、振动。
图5是示出当对行星轮支架323施加有高扭矩的动力时的齿部162以及凹部164的俯视图，图6是示出图5所示的状态的齿部161以及凹部163的俯视图。
如图5所示，当急起动时、急加速时，齿部162的外侧面183与凹部164的内侧面188抵接。此处，如上述图3以及图4所示，在未对行星轮支架323施加外力的状态下，外侧面183以及内侧面188之间的距离t4比外侧面181以及内侧面186之间的距离t2短，因此，如图5所示，外侧面183与内侧面188抵接，另一方面，外侧面181与内侧面186离开。进而，缓冲部件170因外侧面181与内侧面186接近而弹性变形。
这样，当对行星轮支架323施加有大的扭矩时，齿部162与凹部164的内周面抵接，由此，能够对施加于行星轮支架323的扭矩进行支承。
此外，通过齿部162的外侧面183与凹部164的内侧面188抵接，维持齿部161的外侧面181与凹部163的内侧面186离开的状态，能够抑制对缓冲部件170施加有过大的载荷的情况。由此，能够抑制缓冲部件170损伤的情况。
图7是示出急减速时的齿部162以及凹部164的俯视图，图8是示出图7所示的状态的齿部161以及凹部163的俯视图。如图7所示，当急减速时，齿部162的外侧面182与凹部164的内侧面187抵接。此时，如图8所示，齿部161的外侧面180与凹部163的内侧面185接近，另一方面，维持外侧面180与内侧面185离开的状态。因此，能够抑制缓冲部件170断裂的情况。
这样，在本实施方式所涉及的行星齿轮320中，即便施加于行星轮支架323的扭矩变动，也能够降低齿部与外壳600之间的碰撞音。
这样，由于能够降低从行星轮支架323产生的噪音，因此能够提高低速旋转时的输出扭矩。图9是示出发动机的输出扭矩与转速之间的关系的曲线图。在该图9所示的曲线图中，实线示出对于发动机来说效率高的输出扭矩与转速之间的关系。此外，双点划线示出本实施方式所涉及的驱动装置200的输出扭矩与转速之间的关系，虚线示出以往的驱动装置的输出扭矩与转速之间的关系。另外，在该图9中，示出当使来自本实施方式所涉及的驱动装置的噪音与来自以往的驱动装置的噪音一致时的输出扭矩与转速之间的关系。
进而，如该图9所示，可以看出，当使发出的噪音一致时，与以往的驱动装置相比，本实施方式所涉及的驱动装置200能够高效地使发动机进行驱动。
在图2中，凹部164形成于收纳槽部600a的内周面中的、相对于假想平面R位于与反转齿轮350以及齿圈324的啮合部相反一侧的位置的区域。
由于从齿部162对凹部164施加有大的载荷，因此，外壳600中的凹部164所位于的部分的刚性比外壳600中的凹部163所位于的部分的刚性高。
具体而言，外壳600中的凹部164所位于的部分的厚度形成为比外壳600中的凹部163所位于的部分的厚度厚。进而，凹部164所形成的上述区域位于外壳600的外周侧，即便将该部分形成得厚，也不存在与其他部件干涉的忧虑。
图10是示出缓冲部件170的第1变形例的俯视图。如该图10所示，也可以使用金属制的弹簧等缓冲部件171、172。
此外，图11是示出缓冲部件170的第2变形例的剖视图，该图11所示的缓冲部件173装配于凹部163的内周面。进而，在使齿部161的宽度方向中央部与凹部163的宽度方向中央部在行星轮支架323的周方向一致的状态下，外侧面181、182以及缓冲部件173的内周面之间的距离比上述图4所示的距离t3、t4狭窄。
因此，即便从发动机传递至行星齿轮320的扭矩产生变动，在齿部162与凹部164的内表面接触之前，齿部161与缓冲部件173接触。由此，即便产生扭矩变动，也能够抑制异常音的发生。
图12是示出缓冲部件170的第3变形例的主视图。在该图12所示的例子中，在使齿部161的宽度方向中央部与凹部163的宽度方向中央部在行星轮支架323的周方向一致的状态下，缓冲部件170的外周面从凹部163的内侧面185、186离开。
具体而言，凹部163的内侧面185与缓冲部件170之间的距离t5比上述图4所示的距离t3小，此外，凹部163的内侧面186与缓冲部件170之间的距离t6比上述图4所示的距离t4小。
因此，在该图12所示的例子中，即便从发动机传递至行星齿轮320的扭矩产生变动，在齿部162与凹部164的内表面接触之前，齿部161与缓冲部件170接触。
另外，在上述图1至图12所示的例子中，对在多个齿部161以及多个凹部163中的、1个齿部161以及凹部163之间配置缓冲部件的例子进行了说明，但是并不限于该例子。例如，也可以在多个齿部161装配缓冲部件170。
另外，在上述图1至图12所示的例子中，对在行星齿轮机构的行星轮支架323与外壳600之间的嵌合构造中应用本发明所涉及的嵌合构造的例子进行了说明，但是，并不限于行星轮支架323与外壳600之间的嵌合构造。
例如，在具备发动机、离合器、变速箱的车辆中，在连结变速箱的输入轴以及离合器输出轴的花键中也能够应用本发明所涉及的嵌合构造。
具体而言，花键(嵌合构造)具备：变速箱的输入轴，在该变速箱的输入轴的周面隔开间隔形成有多个齿部；以及筒状的筒部，该筒部与离合器输出轴连接，且能够接纳变速箱的输入轴。
在筒部的内周面形成有多个凹部(槽部)，该凹部能够接纳形成于输入轴的周面的齿部，通过输入轴的齿部与槽部嵌合，筒部与输入轴相互在周方向嵌合。
进而，在输入轴形成有如图3所示的齿部161和如图4所示的齿部162。
此外，在筒部的内周面形成有如图3所示的凹部163和如图4所示的凹部164。另外，在应用于花键的情况下，各凹部163、164沿着离合器输出轴的轴向延伸。进而，在形成于输入轴的齿部161装配有缓冲部件170。
在以这种方式形成的花键(嵌合构造)中，即便从发动机输出的扭矩产生变动，也能够降低因在筒部与输入轴之间齿部与凹部碰撞而产生的声音。
对于此次所公开的实施方式，应当认为所有的点都是示例而不具有限制性。本发明的范围并不是由说明表示而是由权利要求书表示，意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。
产业上的利用可能性
本发明能够应用于由传递动力的动力传递部件和与该动力传递部件嵌合的嵌合部件构成的嵌合构造，特别是能够应用于行星齿轮机构的行星轮支架与齿轮箱的嵌合构造、花键构造。

Claims (5)

1.一种嵌合构造，其特征在于，
上述嵌合构造具备：
动力传递部件(323)，动力传递到该动力传递部件，且该动力传递部件包括在外周部隔开间隔形成的第1齿部(161)以及第2齿部(162)；以及
与上述动力传递部件(323)嵌合的嵌合部件(600)，该嵌合部件以包围上述动力传递部件(323)的周围的方式配置，且形成有接纳上述第1齿部(161)的第1凹部(163)以及接纳上述第2齿部(162)的第2凹部(164)，
在上述第1齿部(161)的外侧面与上述第1凹部(163)的内侧面之间设置有能够弹性变形的缓冲部件(170)，
上述第1齿部(161)的外侧面与上述第1凹部(163)的内侧面之间的距离形成为，比上述第2齿部(162)的外侧面与上述第2凹部(164)的内侧面之间的距离大。
2.根据权利要求1所述的嵌合构造，其特征在于，
上述第1齿部(161)的上述外侧面包括：沿该第1齿部(161)的宽度方向排列的第1外侧面(180)以及第2外侧面(181)，
上述第2齿部(162)的上述外侧面包括：沿该第2齿部(162)的宽度方向排列的第3外侧面(182)以及第4外侧面(183)，
上述第1凹部(163)的上述内侧面包括：与上述第1外侧面(180)对置的第1内侧面(185)，以及与上述第2外侧面(181)对置的第2内侧面(186)，
上述第2凹部(164)的上述内侧面包括：与上述第3外侧面(182)对置的第3内侧面(187)，以及与上述第4外侧面(183)对置的第4内侧面(188)，
在使上述第1齿部(161)的宽度方向中央部与上述第1凹部(163)的宽度方向中央部一致的状态下，
上述第1外侧面(180)与上述第1内侧面(185)之间的距离比上述第3外侧面(182)与上述第3内侧面(187)之间的距离大，
上述第2外侧面(181)与上述第2内侧面(186)之间的距离比上述第4外侧面(183)与上述第4内侧面(188)之间的距离大。
3.根据权利要求1所述的嵌合构造，其特征在于，
上述嵌合构造还具备：
太阳轮(321)；齿圈(324)，该齿圈配置在上述太阳轮(321)的外周；以及小齿轮(322)，该小齿轮配置在上述太阳轮以及上述齿圈之间，并与上述太阳轮以及上述齿圈啮合，
上述动力传递部件(323)是支架(323)，该支架对上述小齿轮进行保持并使上述小齿轮能够旋转，上述嵌合部件是齿轮箱(600)。
4.根据权利要求3所述的嵌合构造，其特征在于，
上述嵌合构造还具备反转齿轮(350)，该反转齿轮与上述齿圈啮合，
上述第1齿部(161)比上述第2齿部(162)接近上述反转齿轮。
5.根据权利要求1所述的嵌合构造，其特征在于，
上述缓冲部件(170)形成为环状，且装配于上述第1齿部(161)。
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