CN108691999B

CN108691999B - 行星齿轮机构

Info

Publication number: CN108691999B
Application number: CN201810105931.6A
Authority: CN
Inventors: 石野浩太郎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: CN108691999A; JP2018168889A; US20180283532A1; JP6573932B2; US10571013B2

Abstract

本发明提供一种行星齿轮机构，其能够抑制小齿轮转动引起的垫圈的旋转，从而减少摩擦。本发明的行星齿轮机构(1)具有：太阳齿轮(10)；小齿轮(20)，其与太阳齿轮(10)啮合；行星架(30)，其具有枢转支承小齿轮(20)的小齿轮轴；齿圈(40)，其与小齿轮啮合；以及垫圈(21)，其设置在行星架(30)与小齿轮(20)之间。该垫圈(21)由第1垫圈(23)和第2垫圈(26)构成，第1垫圈(23)配置在行星架(30)侧，具有从外周侧向径向外侧突出的凸部(25)，第2垫圈(26)配置在第1垫圈(23)与小齿轮(20)之间，第1垫圈(23)的凸部(25)与行星架(30)抵接，由此防止该第1垫圈(23)的转动。

Description

行星齿轮机构

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮机构。

背景技术

以往，公知一种行星齿轮机构，其配置在车辆的车轮与驱动车辆的车轮的驱动源之间的动力传递路径上。在行星齿轮机构的行星架与枢转支承于该行星架的行星齿轮(以后称作小齿轮)之间，设置有用于抑制小齿轮的转动导致的行星架的磨损的两个圆盘状的垫圈(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-214393号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，在专利文献1中公开了如下的结构：在两个垫圈中的小齿轮侧的垫圈的表面实施覆膜处理，通过该覆膜，减少垫圈间产生的摩擦，从而使耐磨损性提高。

但是，仅通过垫圈表面的覆膜处理，垫圈由于小齿轮的转动而跟随旋转，由于该垫圈的旋转，使得无法减少垫圈与行星架之间的摩擦。因此，存在配置在小齿轮与行星架之间的垫圈过早磨损的问题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，目的在于提供一种行星齿轮机构，其能够抑制小齿轮转动引起的垫圈的旋转，从而减少摩擦。

用于解决课题的手段

(1)一种行星齿轮机构(例如后述的行星齿轮机构1)，该行星齿轮机构具有：太阳齿轮(例如后述的太阳齿轮10)；小齿轮(例如后述的小齿轮20)，其与所述太阳齿轮啮合；行星架(例如后述的行星架30)，其具有枢转支承所述小齿轮的小齿轮轴(例如后述的小齿轮轴31)；齿圈(例如后述的齿圈40)，其与所述小齿轮啮合；以及垫圈(例如后述的垫圈21)，其设置在所述行星架与所述小齿轮之间，所述垫圈由第1垫圈(例如后述的第1垫圈23)和第2垫圈(例如后述的第2垫圈26)构成，所述第1垫圈配置在所述行星架侧，具有从外周侧向径向外侧突出的凸部(例如后述的凸部25)，所述第2垫圈配置在所述第1垫圈与所述小齿轮之间，所述第1垫圈的所述凸部与所述行星架抵接，由此防止该第1垫圈的转动。

在上述(1)的行星齿轮机构中，垫圈具有向径向外侧突出的凸部。该凸部与行星架的一部分抵接。因此，当小齿轮转动时，垫圈不会由于该小齿轮的转动而跟随旋转。因此，抑制了垫圈的旋转，能够减少以往在行星齿轮机构中产生于垫圈与行星架之间的摩擦。

(2)(1)的发明中的所述垫圈优选分别设置在所述小齿轮的旋转轴上的两个轴端部，所述第2垫圈的表面具有磷酸锰的覆膜。

在(2)的发明中，第2垫圈的表面被磷酸锰覆盖，由此第1垫圈与第2垫圈之间产生的摩擦减少，能提高耐磨损性。

(3)(1)或(2)的发明中的所述第1垫圈优选由铜形成。

在(3)的发明中，第1垫圈由铜形成，由此凸部等的成型容易。

(4)(1)～(3)的发明中的所述第1垫圈的凸部优选与所述行星架的壁部抵接。

在(4)的发明中，第1垫圈的凸部与行星架的壁部抵接，由此垫圈成为实质上固定于行星架的状态。因此，在垫圈与行星架之间不产生摩擦，因此，能够具体起到(1)的效果。

(5)(1)～(4)的发明中优选为在所述第1垫圈中，在内周侧形成有油能够流通的向径向外侧凹陷的第1凹部(例如后述的第1凹部24)，在所述第2垫圈中，在内周侧形成有油能够流通的向径向外侧凹陷的第2凹部(例如后述的第2凹部27)。

在(5)的发明中，作为润滑油的油通过设置于垫圈的凹部，被供给到第1垫圈与第2垫圈的间隙、第2垫圈与小齿轮的间隙等。因此，在第1垫圈与第2垫圈之间维持了油膜。通过该油膜，能够维持耐磨损性。因此，通过在第1垫圈及第2垫圈分别设置凹部，能够减少小齿轮的转动产生的部件间的摩擦，从而使耐磨损性提高。

发明效果

根据本发明，能够提供一种行星齿轮机构，其能够抑制小齿轮的转动引起的垫圈的旋转，减少摩擦。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的行星齿轮机构的立体图。

图2是图1的行星齿轮机构的分解立体图。

图3是示出本发明的行星齿轮机构的一个应用例的骨架图。

图4是图1的行星架的俯视图。

图5是沿图4所示的A-A线剖切的剖视图。

图6是示出图5所示的小齿轮周边的示意图。

图7是示出图5所示的上方侧的第1垫圈的俯视图。

图8是示出图5所示的上方侧的第2垫圈的俯视图。

图9是示出图5所示的小齿轮的俯视图。

图10是示出图5所示的下方侧的第2垫圈的俯视图。

图11是示出图5所示的下方侧的第1垫圈的俯视图。

图12是图5所示的行星架的下表面的图。

图13是用于说明本实施方式的垫圈的动作、作用的俯视图。

标号说明

1：行星齿轮机构；

10：太阳齿轮；

20：小齿轮；

21：垫圈；

23：第1垫圈；

24：第1凹部；

25：凸部；

26：第2垫圈；

27：第2凹部；

30：行星架；

31：小齿轮轴；

32：壁部；

40：齿圈。

具体实施方式

以下，使用附图，对本发明的具体实施方式详细地进行说明，但本发明不限于以下任何实施方式，可以在本发明的目的的范围内适当加以变更后实施。此外，在本发明中，为了方便，将安装各齿轮时插入齿轮的方向(参照图2)定义为上、其相反方向定义为下进行说明。

图1是作为本发明的一个实施方式的行星齿轮机构的立体图。图2是图1的行星齿轮机构1的分解立体图。图3是示出本发明的行星齿轮机构1的一个应用例的骨架图。

图1所示的行星齿轮机构1由太阳齿轮10、与该太阳齿轮10啮合的小齿轮20、枢转支承小齿轮20的行星架30、以及与小齿轮20啮合的齿圈40构成。

如图2所示，在行星架30的内侧配置了太阳齿轮10后，在齿圈40的内侧配置该状态的行星架30，由此形成了行星齿轮机构1。

由此形成的行星齿轮机构1能够使太阳齿轮10、行星架30、齿圈40在同一旋转轴上转动。

太阳齿轮10是在行星齿轮机构1的内侧以与小齿轮20啮合的方式配置的外齿齿轮。在太阳齿轮10的内侧一体地形成有未图示的圆筒轴，该圆筒轴向旋转轴方向突出，用于与内燃机连接。

例如从内燃机向圆筒轴传递前进行驶的扭矩，由此太阳齿轮10向规定方向旋转，将接受到的扭矩向小齿轮20传递。

小齿轮20是在行星齿轮机构1的内侧以与太阳齿轮10和齿圈40同时啮合的方式配置的外齿齿轮。在本实施方式中，4个小齿轮20A～20D以转动自如的方式枢转支承于行星架30。小齿轮20A～20D分别在旋转轴方向上形成得厚，在小齿轮20A～20D的内侧分别设置有后述的小齿轮轴31能够贯穿插入的孔。

齿圈40是在行星齿轮机构1的外侧以与小齿轮20啮合的方式配置的内齿齿轮。在齿圈40的外周配置有未图示的单向离合器，该单向离合器仅传递对齿圈40作用的规定方向的动力，切断其他方向的动力。

齿圈40由单向离合器进行锁定或断开。具体而言，当为了前进行驶而太阳齿轮10向规定方向旋转时，齿圈40必须向反转方向转动，以接受太阳齿轮10的扭矩。因此，齿圈40通过被单向离合器锁定而能够成为接受来自太阳齿轮10的扭矩的结构。由此，通过改变齿圈40的锁定或转动状态，能够变更车辆的加速、减速的状态。

本实施方式的行星齿轮机构1能够应用于连续可变变速器、四轮驱动车的中央差速器等。例如，在将本实施方式的行星齿轮机构1应用于混合动力汽车的连续可变变速器的情况下，如图3所示，将太阳齿轮10与内燃机50(发动机)连接，将行星架30与发电机60连接，利用单向离合器使齿圈40成为固定状态。由此，能够使内燃机50的驱动力分配到未图示的车轮和发电机60。

接下来，使用图4～图12，对小齿轮20、行星架30的支承结构详细地进行说明。

图4是图1的行星架的俯视图。图5是沿图4所示的A-A线剖切的剖视图。图6是示出图5所示的小齿轮周边的示意图。图7～图12是图5所示的行星架中的各部件的俯视图。另外，在各附图的行星架30的内侧配置有未图示的太阳齿轮，在行星架30的外侧配置有未图示的齿圈。

图4所示的行星架30在行星齿轮机构1的中间部枢转支承4个小齿轮20A～20D，并且各小齿轮以与齿圈40啮合的方式配置在行星架30上。行星架30具备：多个小齿轮轴31(31A～31D)，它们枢转支承各小齿轮；壁部32(例如图7中32A及32B)，其以包围各小齿轮轴的方式分隔行星架30内部；以及未图示的油流路，其用于向小齿轮20等供给作为润滑油的油。

行星架30的小齿轮轴31、壁部32及油流路分别等间隔地设置。

图5所示的小齿轮轴31被设置成从行星架30的上表面30A侧向下表面30B侧延伸。

小齿轮轴31的延伸方向B被设置成与太阳齿轮10及齿圈40的旋转轴平行，如图5所示，小齿轮轴31的延伸方向B与小齿轮20的旋转轴A一致。在小齿轮轴31的一部分设置有用于使油向小齿轮20的旋转轴或旋转叶片等流通的流路的一部分和供油用的开口。

返回图4，小齿轮轴31A～31D分别枢转支承小齿轮20和垫圈21。在小齿轮轴31A～31D上转动自如地设置有小齿轮20。

另外，本实施方式中的小齿轮轴31能够与设置于行星架30内的小齿轮20的数量相应地适当改变其数量和位置。

图7所示的壁部32(图中32A及32B)在行星架30中被设置成能够在相邻的壁部32A及32B之间配置小齿轮20、垫圈21、小齿轮轴31。此外，在本实施方式中，壁部32共计设置4处。壁部32由与行星架30相同的材料形成。

另外，本实施方式中的壁部32能够与设置于行星架30内的小齿轮20的数量相应地适当改变其数量和位置。

油流路是为了使油流通到小齿轮20及垫圈21而设置的。在本实施方式中，从该油流路供给使油膜形成在小齿轮20与垫圈21之间的足够量的油。

返回图5，垫圈21是用于减少摩擦的垫片部件，该摩擦是由于太阳齿轮10受到力而旋转使得小齿轮20相对于行星架30相对地旋转而产生的。垫圈21具有凹部22和凸部25。垫圈21在小齿轮20的旋转轴上分别设置于小齿轮20的两端部。

垫圈21由第1垫圈23和第2垫圈26构成。此外，前述的垫圈21的凹部22由后述的第1垫圈23的第1凹部24(例如参照图7)、后述的第2垫圈26的第2凹部27(例如参照图8)形成。

第1垫圈23在行星架30的上表面30A侧配置有一个(例如参照图7)，而且在行星架30的下表面30B侧配置有一个(例如参照图11)。第1垫圈23是将铜成型为大致圆盘状而形成的，在内周侧设置有能够导通小齿轮轴31的圆形的孔。

图7所示的第1垫圈23具备：两个第1凹部24，它们在第1垫圈23的内周侧朝向径向外侧而形成；以及凸部25，其在第1垫圈23的外周侧向径向外侧突出

第1垫圈23除了铜之外，可以使用磷青铜等合金等。通过将第1垫圈23的母材设为铜，成型性佳，能容易地进行第1凹部24、凸部25的形成。此外，第1垫圈23使用铜，由此除了上述成型性，由于是摩擦系数低的部件，因此减少了摩擦。能够使垫圈的重量轻量化，而且由于由不同于第2垫圈26的材料构成，能够发挥抑制两部件间的烧蚀等各种效果。

第1凹部24在第1垫圈23的内周侧朝向径向外侧设置有两处。第1凹部24在第1垫圈23的内周面与小齿轮轴31之间形成间隙。由第1凹部24形成的该间隙将从行星架30的油流路供给的油以沿着其壁面的方式向其他部件供给。

另外，在本实施方式中，第1凹部24在第1垫圈23的内周侧设置有两处，但能够与该规格相应地使其位置及数量改变。

凸部25在第1垫圈23的外周侧向径向外侧突出，并与行星架30的壁部32抵接。凸部25与第1垫圈23的主体部230一体地形成。凸部25中，具有在小齿轮20的旋转轴上顺时针方向侧形成的第1凸部臂251A及逆时针方向侧形成的第2凸部臂251B。

凸部25在小齿轮20转动时抑制第1垫圈23的旋转、滑动。

第1凸部臂251A的第1端面252A形成为与行星架30的壁部32A的壁面抵接，而且第2凸部臂251B的第2端面252B形成为与行星架30的壁部32B的壁面抵接。第1端面252A及第2端面252B的形成角度优选分别被调整为与壁部32面接触。

另外，本发明的各凸部臂的形状能够与行星架30的壁部32抵接，而抑制第1垫圈23的旋转、滑动即可，该形状不限于本实施方式的第1凸部臂251A及第2凸部臂251B的形状。

图8所示的第2垫圈26配置在小齿轮20与第1垫圈23之间。第2垫圈26是将铁成型为圆盘状而形成的。在第2垫圈26的内周侧设置有能够导通小齿轮轴31的孔。

并且，在第2垫圈26的内周侧，朝向径向外侧形成有4个第2凹部27，第2凹部27使从油流路供给的油能够流通到其他部件。

另外，第2垫圈26除了铁之外，可以使用各种合金等。

此外，第2垫圈26的表面被实施了使用磷酸锰、氮化物或树脂等的覆膜处理。在本实施方式中，第2垫圈26的表面形成有磷酸锰的覆膜。覆盖有磷酸锰等的第2垫圈26的表面由于第1垫圈23的旋转或滑动产生的摩擦减少，能够提高耐磨损性。

覆膜的厚度优选设置为例如3μm～7μm的厚度。通过将该磷酸锰按上述膜厚设置，除了第2垫圈26表面的耐磨损性，防锈性也能够提高。

此外，覆膜处理可以根据需要改变为，仅在第2垫圈26中的与第1垫圈23接触的表面形成覆膜。

第2凹部27与第1凹部24同样地，以能够将从行星架30的油流路供给的油向其他部件供给的方式设置于第2垫圈26。

另外，在本实施方式中，第2凹部27在第2垫圈26中设置有4处，但可以根据规格，使其位置及数量改变。

在本实施方式中，枢转支承于小齿轮轴31的各部件从行星架30的上表面30A侧起，以第1垫圈23、第2垫圈26、小齿轮20、第2垫圈26、第1垫圈23的顺序配置(例如参照图6)。

在第1垫圈23与第2垫圈26之间、第2垫圈26与小齿轮20之间分别形成有油膜。油膜的厚度优选以大约10μm设置。形成于各处的油膜减少了各部件之间产生的摩擦，抑制了各部件的过早磨损。

以上对本实施方式的行星齿轮机构1进行了说明。接下来，参照图13，对本实施方式的垫圈21的动作、作用进行说明。

图13是用于说明本实施方式的垫圈的动作、作用的俯视图。另外，在各附图的行星架30的内侧配置有未图示的太阳齿轮，在行星架30的外侧配置有未图示的齿圈。

如图13左上图所示，第1垫圈23的第1凸部臂251A的第1端面252A(第2凸部臂251B的第2端面252B)与壁部32A(壁部32B)的壁面部抵接。由此，第1垫圈23实质上固定于行星架30。

如该图所示，第1垫圈23的第1凹部24与第2垫圈26的第2凹部27上下方向一致。在该状态下，通过供给作为润滑油的油，该油沿着第1凹部24及第2凹部27的内壁流动。由此，对各部件供给油，并且在第1凹部24及第2凹部27的一部分积蓄油。

如图13的左上图至右上图所示，当小齿轮20顺时针旋转时，与该小齿轮20的动作相应地，第2垫圈26也顺时针旋转。此时，由于凸部25与壁部32抵接，第1垫圈23即使受到来自第2垫圈26的力也不旋转。因此，在第1垫圈23与行星架30之间不产生摩擦。

接下来，如图13右上图至左下图所示，与小齿轮20的旋转相应地，第2垫圈26持续旋转，如图13右下图所示旋转1/4圈。由此，第1垫圈23的第1凹部24与第2垫圈26的第2凹部27上下方向一致。此外，在小齿轮20旋转的期间，部件间形成的油膜量减少。

另一方面，第1垫圈23的第1凹部24和第2垫圈26的第2凹部27中积蓄的一部分油与旋转相应地被供给到各部件间的油膜中。因此，第2垫圈26由于小齿轮20的转动而旋转的本实施方式的行星齿轮机构1能够使垫圈之间或垫圈与小齿轮20之间的油膜维持。另外，第1垫圈23与第2垫圈26之间产生的摩擦因该油膜而减少，从而能够使耐磨损性提高。第1垫圈23与第2垫圈26之间的滑动阻力通过油膜维持在0.1Nm以下。

并且，第2垫圈26的表面覆盖有磷酸锰，因此第2垫圈26的耐磨损性提高。

对以上所说明的本实施方式的行星齿轮机构1产生的效果进行总结。

在(1)的行星齿轮机构1中，在小齿轮20与行星架30之间，配置有垫圈21(第1垫圈23及第2垫圈26)。在行星架30侧配置有第1垫圈23，第1垫圈23形成有从外周侧向径向外侧突出的凸部25。当小齿轮20转动时，该第1垫圈23利用凸部25抑制该小齿轮20的转动引起的第1垫圈23的跟随转动，从而防止了第1垫圈23的旋转。因此，第1垫圈23与行星架30之间不会产生摩擦，能够提高耐磨损性。

在(2)的行星齿轮机构1中，第2垫圈26的表面形成有磷酸锰的覆膜。由此，在第2垫圈26与第1垫圈23之间产生的摩擦减少，能够提高耐磨损性。

在(3)的行星齿轮机构1中，第1垫圈23由铜形成。由此，包括凸部25等在内的第1垫圈23的成型变得容易。

在(4)的行星齿轮机构1中，第1垫圈23的凸部25形成为与行星架30的壁部32抵接。由此，第1垫圈23实质上成为固定于行星架30的状态。因此，在第1垫圈23与行星架30之间不产生摩擦，因此，能够具体起到(1)的效果。

在(5)的行星齿轮机构1中，在第1垫圈23中，在内周侧形成有油能够流通的第1凹部24，在第2垫圈26中，在内周侧形成有油能够流通的第2凹部27。由此，作为润滑油的油通过设置于垫圈的凹部，被供给到第1垫圈23与第2垫圈26的间隙等。因此，在第1垫圈23与第2垫圈26之间维持了油膜。通过该油膜，能够维持耐磨损性。

另外，本发明不限于上述实施方式，在能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含于本发明中。

例如，本发明的垫圈使用应用于所谓具有单小齿轮的行星齿轮机构的例子进行了说明，但本发明的垫圈也可以应用于具有双小齿轮的结构的行星齿轮机构。此时，可以使本发明的垫圈应用于双小齿轮的各小齿轮的两个轴端部。

Claims

1.一种行星齿轮机构，该行星齿轮机构具有：太阳齿轮；小齿轮，其与所述太阳齿轮啮合；行星架，其具有枢转支承所述小齿轮的小齿轮轴；齿圈，其与所述小齿轮啮合；以及垫圈，其设置在所述行星架与所述小齿轮之间，

所述垫圈由第1垫圈和第2垫圈构成，

所述第1垫圈配置在所述行星架侧，具有从外周侧向径向外侧突出的凸部，

所述第2垫圈配置在所述第1垫圈与所述小齿轮之间，

所述第1垫圈的所述凸部与所述行星架抵接，由此防止该第1垫圈的转动，

在所述第1垫圈中，在内周侧形成有油能够流通的向径向外侧凹陷的第1凹部，

在所述第2垫圈中，在内周侧形成有油能够流通的向径向外侧凹陷的第2凹部，

所述第1凹部和所述第2凹部被构成为，当所述第2垫圈与对应的所述小齿轮一起旋转时，在所述第1凹部与所述第2凹部重叠的状态、和所述第1凹部与所述第2凹部完全不重叠的状态之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮机构，其中，

所述垫圈分别设置在所述小齿轮的旋转轴上的两个轴端部，

所述第2垫圈的表面具有磷酸锰的覆膜。

3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮机构，其中，

所述第1垫圈由铜形成。

4.根据权利要求1或2所述的行星齿轮机构，其中，

所述第1垫圈的凸部与所述行星架的壁部抵接。

5.根据权利要求3所述的行星齿轮机构，其中，

所述第1垫圈的凸部与所述行星架的壁部抵接。