JP2005106184A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音振対策のためにピニオンギアを不等間隔で配置する遊星歯車装置のキャリアの強度を低下させるのを防ぐとともに、製造コストの増大を防止する。
【解決手段】サンギア３と、このサンギア３に歯合するとともにキャリアで支持された複数のピニオンギア２と、これらピニオンギア２と歯合するインターナルギア４とを備えて、ピニオンギア２が周方向で不等間隔に配置された遊星歯車装置において、キャリアは、ピニオンギア２を軸支するシャフト１７を支持するキャリアプレート１５と、このキャリアプレート１５に対向する位置でシャフト１７を支持するフロントベースプレート１６と、このフロントベースプレート１６の外周からキャリアプレート１５側に延設されて、インターナルギア４を覆う筒状部１２とを備え、筒状部１２には、キャリアの重心位置と回転中心が一致するようにバランスを修正するための潤滑穴を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動変速機等に用いられる遊星歯車装置の改良に関する。

自動変速機などに用いられる遊星歯車装置では、音振対策のためにピニオンギアを周方向で不等間隔に配置するものがある。

ピニオンギアの位置が不等間隔となるため、回転中心と重心位置がずれるため、バランスをとる必要があり、例えば、ピニオンギアを支持するキャリアに軸方向で穴を設け、この穴を設けることで回転中心と重心位置を一致させるものが知られている（特許文献１）。
特開平９−２２９１４６号

しかしながら、上記従来例では、穴を設けたキャリアの強度および剛性が低下するという問題があり、さらに、遊星歯車装置の製造工程においてキャリアに穴を設ける行程を追加する必要があり、製造コストが増大する、という問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ピニオンギアを不等間隔で配置する遊星歯車装置のキャリアの強度を低下させるのを防ぐとともに、製造コストの増大を防止することを目的とする。

本発明は、サンギアと、このサンギアに歯合するとともにキャリアで支持された複数のピニオンギアと、これらピニオンギアと歯合するリングギアとを備えて、前記ピニオンギアが周方向で不等間隔に配置された遊星歯車装置において、
前記キャリアは、ピニオンギアを軸支するシャフトを支持する第１のプレートと、この第１のプレートに対向する位置で前記シャフトを支持する第２のプレートと、この第２のプレートの外周から前記第１のプレート側に延設されて、前記リングギアを覆う筒状部とを備え、前記筒状部には、キャリアの重心位置と回転中心が一致するようにバランスを修正するための孔部を設ける。

したがって、本発明によれば、リングギアを覆うように形成した筒状部を有するキャリアからなる遊星歯車装置では、前記従来例のように回転中心に近い第１のプレートでバランスの修正を行う場合に比して、リングギアや第１のプレートを覆う外周側の筒状部に形成した孔部でバランスを取るようにしたので、少ない加工量で重量バランスの修正を行うことが可能となり、第１のプレートの強度を確保しながら製造コストの低減を図ることができるのである。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図３は、本発明を適用した自動変速機１の遊星歯車装置を示し、図１は自動変速機の半断面図、図２はキャリアの正面図、図３はキャリアの断面図を示す。

図１に示す自動変速機は、遊星歯車装置１、５の２組が連結されており、これら遊星歯車装置の回転要素を選択的に係止または連結することで動力伝達経路を切り替え、変速を行うものである。

遊星歯車装置１は、キャリアケース１０に収装されたピニオンギア２と、内周側でピニオンギア２と噛み合うサンギア３と、外周側でピニオンギア２と噛み合うインターナルギア（リングギア）４を主体に構成される。

サンギア３は、図中右側（以下、自動変速機の前方側とする）に配置したクラッチ２１を介して選択的に入力軸３０に連結され、遊星歯車装置５側（図中左側で、以下、自動変速機の後方側とする）でピニオンギア２を軸支するキャリアプレート１５は、前方側に配置したクラッチ２２を介して選択的に入力軸３０に連結される。なお、遊星歯車装置１は自動変速機の前方側に配置され、遊星歯車装置５は自動変速機の後方側に配置される。

一方、インターナルギア４は、後方側に配置した連結部材２３を介して遊星歯車装置５のピニオンギア５１のシャフト５２に結合される。なお、遊星歯車装置５のサンギア３は入力軸３０側に連結され、リングギア５３は選択的にケーシング８に係止され、ピニオンギア５１を支持するキャリアプレート５４は、出力軸３１に連結される。

ここで、キャリアケース１０は、図２で示すように、図中右側（図１のクラッチ２１、２２側で自動変速機の前方側）にはピニオンギア２のシャフト１７の一端を支持する貫通孔１８を備えたフロントベースプレート１６が遊星歯車装置１の半径方向に配置され、このフロントベースプレート１６の外周には、円筒状の筒状部１２が形成される。

筒状部１２はフロントベースプレート１６から自動変速機の後方側（図中右側）に延設され、この筒状部１２の内側には、図中左側（図１の遊星歯車装置５側）にピニオンギア２のシャフト１７の他端を支持するキャリアプレート１５がフロントベースプレート１６と同軸的に配置される。キャリアプレート１５の外周１５ａと筒状部１２の内周との間には、図１で示すように、ピニオンギア２と噛み合うインターナルギア４が挿入される。このため、キャリアプレート１５の外周１５ａと筒状部１２の内周との間には、図２のように所定の間隙を設けている。

キャリアプレート１５には、フロントベースプレート１６の貫通孔１８と対向する位置にシャフト１７を支持する貫通孔１９が形成される。この貫通孔１９を形成した半径方向の外周１５ａからは、回転中心Ｃへ向けたピン穴１７１が所定の深さまで形成される。そして、図１で示すように、ピニオンギア２を軸支するシャフト１７は、キャリアプレート１５のピン穴１７１に圧入されたピン１７０によって軸方向の位置決めが行われる。なお、キャリアプレート１５は所定の位置でフロントベースプレート１６に結合され、一体となって回転する。また、サンギア３などは、フロントベースプレート１６の中心から所定の内径で形成した貫通孔１６１を介してキャリアケース１０の内周に配置される。また、シャフト１７の所定の位置には直径方向にピン１７０を挿通する貫通孔が形成される。

図２において、キャリアケース１０の外周となる筒状部１２の外周には、フロントベースプレート１６側にワンウェイクラッチ６の摺接面となるインナーレース１１が形成され、図１で示すように、インナーレース１１とケーシング８側との間に介装したワンウェイクラッチ６によって、キャリアケース１０は所定の回転方向でケーシング８に係止され、ピニオンギア２の公転を規制する。

一方、筒状部１２の図中左側の端部外周には、図１に示すブレーキ７と係合するスプライン部１３が形成され、ブレーキ７の差動時にはスプライン部１３を介してキャリアケース１０はケーシング８に係止され、ピニオンギア２の公転が規制される。

そして、このスプライン部１３とインナーレース１１の間で、キャリアプレート１５の外周１５ａに設けたピン穴１７１と対向する筒状部１２には、ピン穴１７１を組み込むための作業穴１４が所定の内径で貫通形成される。なお、作業穴１４は筒状部１２の外周で、スプライン部１３やインナーレース１１と重ならない位置に設定される。

また、筒状部１２のスプライン部１３とインナーレース１１の間には、上記作業穴１４と重ならない位置に、潤滑油を流すための潤滑穴１４１が貫通形成される。

次に、上記作業穴１４と潤滑穴１４１の配置について、図３を参照しながら説明する。図３は、３つのピニオンギア２を周方向に不等間隔で配置するとともに、複数の潤滑穴１４１を設けた場合の一例を示し、図２の矢示Ａから見た正面図である。この場合、ピニオンギア２を周方向で不等間隔に配置することで、ギアの噛み合いによる振動や騒音を低減する。

図３において、キャリアケース１０の内周に配置されるキャリアプレート１５には、ピニオンギア２のシャフト１７を支持する３つの貫通孔１９（ａ）〜（ｃ）が設けられ、回転中心Ｃに対して貫通孔１９（ａ）と１９（ｂ）および貫通孔１９（ａ）と１９（ｃ）がなす角度をそれぞれ１１７°とし、３つの貫通孔１９（ａ）〜（ｃ）が１１７°、１２６°、１１７°の不等間隔で配置される。なお、（ａ）〜（ｃ）は図３において貫通孔などを識別するための添え字である。また、図示はしないが、貫通孔１９に対向するフロントベースプレート１６の貫通孔１８も、同様に１１７°、１２６°、１１７°の不等間隔に配置されている。

したがって、基準となる貫通孔を１９（ａ）とすると、貫通孔１９（ｂ）、（ｃ）は基準となる貫通孔１９（ａ）から周方向で等しい角度（１１７°）に設定される一方、貫通孔１８（ｂ）、（ｃ）がなす角度を異なる角度（１２６°）に設定したものである。

そして、キャリアケース１０の外周を構成する筒状部１２には、上述のように、回転中心Ｃから各貫通孔１９の中心をそれぞれ通る半径の延長線上に作業穴１４を貫通形成する。ここで、各貫作業穴１４（ａ）〜（ｃ）の内径は同一とする。

次に、基準となる貫通孔１９（ａ）を含む貫通孔１９（ｂ）、（ｃ）が回転中心Ｃに対してなす角度は、回転中心Ｃに対して貫通孔１９（ｂ）、（ｃ）がなす角度よりも小さいので、図４で示すように、例えば、各作業穴１４間にそれぞれ潤滑穴１４１（ａ）〜（ｃ）を配置するとピニオンギア２を組み込んだ状態のキャリアケース１０の重心Ｃｇは、基準となる貫通孔１９（ａ）側に偏ってしまう。

そこで、基準となる貫通孔１９（ａ）に対応する作業穴１４（ａ）を基準となる作業穴１４（ａ）として、この基準となる作業穴１４（ａ）側に潤滑穴１４１（ａ）、（ｂ）の周方向の位置を移動するとともに、図４において基準となる作業穴１４（ａ）の反対側に位置する潤滑穴１４１（ｃ）を削除し、キャリアケース１０の重心を回転中心Ｃに一致させる。

したがって、基準となる作業穴１４（ａ）と他の作業穴１４と（ｂ）、（ｃ）の角度が１２０°未満の場合には、作業穴１４（ａ）と１４（ｂ）の間および作業穴１４（ａ）と作業穴１４（ｃ）の間の２カ所に潤滑穴１４１（ａ）、（ｂ）を形成する。さらに、潤滑穴１４１（ａ）、（ｂ）と作業穴１４（ａ）がなす角度は、重心Ｃｇと回転中心Ｃが一致するように設定すればよい。

こうして、ピニオンギア２を軸支するキャリアプレート１５がインターナルギア４を覆うような筒状部１２を備えるキャリアケース１０に収装され、ピニオンギア２の周方向の位置が不等間隔に設定される場合では、回転中心Ｃに対する角度が小さい作業穴１４間に潤滑穴１４１を設け、各作業穴１４（ａ）〜（ｃ）の内径を同一とする。

これにより、２つの角度（作業穴１４（ａ）、（ｂ）のなす角度と作業穴１４（ａ）、（ｃ）のなす角度）が残りの一つの角度よりも小さいときには、これら作業穴１４（ａ）、（ｂ）の間と、作業穴１４（ａ）、（ｃ）の間にのみ潤滑穴１４１（ａ）、（ｂ）を形成することで、ピニオンギア２の偏りによって重心Ｃｇが回転中心Ｃから基準となる作業穴１４（ａ）側へずれるのを、キャリアプレート１５の外周に形成される筒状部１２に設ける潤滑穴１４１（ａ）、（ｂ）の位置を変更することで修正でき、前記従来例のようにキャリアプレート１５には重心Ｃｇを調整するための穴を形成する必要がないので、キャリアプレート１５の剛性を確保することができるのである。

既存の潤滑穴１４１の位置を変更するだけであるので、新たな加工工程を設ける必要がなくなり、製造コストの上昇を防ぐことが可能となる。

さらに、潤滑穴１４１を作業穴１４の内径と同一とすれば、一つの回転工具で作業穴１４と潤滑穴１４１の加工を行うことが可能となって、製造コストを低減することができるのである。

こうして、インターナルギア４を覆うように形成した筒状部１２を設けたキャリアケース１０からなる遊星歯車装置１では、不等間隔に配置されたピニオンギア２の数よりも筒状部１２に形成される作業穴１４と潤滑穴１４１の数の和が大きい場合には、潤滑穴１４１の数を減らすことで、重心Ｃｇのずれを修正し、あるいは、ピニオンギア２の位置に規制されない潤滑穴１４１の位置を円周方向へ移動することで、キャリアプレート１５の強度を低下させることなく、遊星歯車装置１の重心Ｃｇのずれを修正することができ、例えば、騒音と振動を抑制するためにピニオンギア２を不等間隔に配置した場合の強度及び剛性を確保できる。

さらには、前記従来例のように回転中心Ｃに近いキャリアプレート１５でバランスの修正を行う場合に比して、キャリアプレート１５を覆う外周側の筒状部１２でバランスを取るようにしたので、少ない加工量でバランスの修正を行うことが可能となり、製造コストの低減を図ることができるのである。

また、上記では筒状部１２の外周にワンウェイクラッチ６のインナーレース１１と、ブレーキ７に係合するスプライン部１３を設けた例を示したが、遊星歯車装置１を使用する部位に応じて筒状部１２の外周形状を変更することができ、摩擦締結要素との係合部や回転要素との連結部などを形成することができる。

図５は、第２の実施形態を示し、前記第１実施形態の潤滑穴１４１を削除して、作業穴１４の内径を変更することで、重心Ｃｇのずれを修正するものである。

各作業穴１４（ａ）〜（ｃ）の位置関係は前記第１実施形態と同様であり、基準となる作業穴１４（ａ）と隣り合う作業穴１４（ｂ）、（ｃ）が回転中心Ｃに対してなす角度は１１７°、作業穴１４（ｂ）、（ｃ）が回転中心Ｃになす角度は１２６°の不等間隔に設定されている。

この場合、重心Ｃｇは上記図４で示したように、作業穴１４（ｂ）、（ｃ）が基準となる作業穴１４（ａ）側へ偏るため、重心Ｃｇも基準となる作業穴１４（ａ）側に移動しようとする。

そこで、重心Ｃｇが偏る作業穴１４（ａ）の内径を大きくする一方、他の作業穴１４（ｂ）、（ｃ）の内径を小さくすることで、作業穴１４（ａ）側のキャリアケース１０の質量を低減する一方、作業穴１４（ｂ）、（ｃ）側のキャリアケース１０の質量を増大させる。

なお、作業穴１４（ｂ）、（ｃ）の内径は、ピン１７０及びこのピン１７０をピン穴１７１へ挿入または圧入する工具が干渉しない所定の値以上とする。

各作業穴１４の内径を変更することで、キャリアプレート１５の強度を落とすことなくバランスを取ることができ、潤滑穴１４１が必要でないキャリアケース１０においては、既存の作業穴１４の内径を変更するだけでよいので、前記従来例のようにバランスの修正のために新たな行程を追加する必要がなく、製造コストの上昇を抑制できるのである。

また、重量バランスの修正をキャリアケース１０の外周を構成する筒状部１２としたので、前記従来例のように回転中心Ｃに近いキャリアプレート１５で重量バランスを修正するのに対して、回転中心Ｃから遠い筒状部１２で重量バランスを取るようにしたので、作業穴１４の内径の変更といった、小さな変更により重心Ｃｇの修正を行うことが可能となる。

なお、前記第１実施形態において、潤滑穴１４１の位置を変更する例を示したが、図示はしないが、潤滑穴１４１の内径を変更しても上記と同様の作用効果がある。

以上のように、本発明に係る遊星歯車装置では、回転中心Ｃから遠い筒状部で重量バランスの修正を行うことで、キャリアプレート１５の強度を確保しながら、不等間隔に配置したピニオンギア２の重心Ｃｇを回転中心Ｃに一致させることができるので、強度と静粛性が要求される、車両の自動変速機に適用することができる。

本発明の実施形態を示す自動変速機の要部断面図。 同じく遊星歯車装置を構成するキャリアケースの断面図を示す。 同じく図２の矢示図で、キャリアケースの正面図を示す。 作業穴１４を不等間隔で配置し、各作業穴１４間に潤滑穴１４１を設けた場合の重心Ｃｇを示すキャリアケースの正面図。 第２の実施形態を示し、キャリアケースの正面図。

符号の説明

１、５ 遊星歯車装置
２ ピニオンギア
３ サンギア
４ インターナルギア（リングギア）
６ ワンウェイクラッチ
１１ インナーレース
１２ 筒状部
１４ 作業穴
１５ キャリアプレート
１６ フロントベースプレート
１４１ 潤滑穴

Claims (6)

1. サンギアと、このサンギアに歯合するとともにキャリアで支持された複数のピニオンギアと、これらピニオンギアと歯合するリングギアとを備えて、前記ピニオンギアが周方向で不等間隔に配置された遊星歯車装置において、
   前記キャリアは、
   ピニオンギアを軸支するシャフトを支持する第１のプレートと、
   この第１のプレートに対向する位置で前記シャフトを支持する第２のプレートと、
   この第２のプレートの外周から前記第１のプレート側に延設されて、前記リングギアを覆う筒状部とを備え、
   前記筒状部には、キャリアの重心位置と回転中心が一致するようにバランスを修正するための孔部を設けたことを特徴とする遊星歯車装置。
2. 前記第１のプレートにはシャフトの軸方向位置を決める位置決め手段を設け、前記筒状部には、この位置決め手段を組み付けるための作業穴を複数貫通形成するとともに、バランスを修正するための前記孔部を潤滑穴として設けたことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
3. 前記孔部の数と前記作業穴の数の和が、ピニオンギアの数よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車装置。
4. 前記孔部は、重心位置と回転中心が一致するように、重心位置がずれた側の筒状部の周方向で位置を決定したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の遊星歯車装置。
5. 前記第１のプレートにはシャフトの軸方向位置を決める位置決め手段を設け、前記筒状部には、この位置決め手段を組み付けるための作業穴を複数貫通形成し、前記作業穴の内径をキャリアの重心位置と回転中心が一致するように、少なくとも一つが異なる内径に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
6. 前記筒状部の外周には、摩擦締結要素との係合部または回転要素との連結部を形成し、前記孔部をこれら摩擦締結要素との係合部または回転要素との連結部に潤滑油を供給する潤滑穴として形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の遊星歯車装置。

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