JP2005155868A - ダブルサンギア型遊星歯車機構 - Google Patents

ダブルサンギア型遊星歯車機構 Download PDF

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Abstract

【課題】 ２つのサンギアを備えた遊星歯車機構を実現するダブルサンギア型遊星歯車機構を提供する。
【解決手段】 第３キャリアC3を、第３ピニオンP3のピニオンシャフト６をそれぞれ支持する第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４とから構成し、第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４を固定するプレート支持部３３を、第３サンギアS3および第４サンギアS4よりも径方向外側、かつ、第３ピニオンP3の間に位置に設けた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、２つのサンギアを備えたダブルサンギア型遊星歯車機構に関する。
従来、２つのサンギアを備えたダブルサンギア型遊星歯車機構が知られている。２つのサンギアは、軸方向に直列に配置されて１つのピニオンと噛み合うとともに、それぞれ別のメンバと連結されている。これにより、一方のサンギアがキャリアで囲まれたレイアウトであっても、他方のサンギアからメンバをハウジング側へ取り出すことができ、サンギアをブレーキにより停止させることができる。
さらに、２つのサンギアを用いることで、２つのサンギアよりも径方向内側に回転メンバを設け、この回転メンバとピニオンキャリアとを２つのサンギアの間の隙間から連結できるため、多様な変速段が得られる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３７２３０号公報
しかしながら、上述したダブルサンギア型遊星歯車機構を実現する具体的な構成は、未だ提案されていない。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、２つのサンギアを備えた遊星歯車機構を実現するダブルサンギア型遊星歯車機構を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、第１サンギア(S3)と、第２サンギア(S4)と、前記第１サンギア(S3)と連結する第１回転メンバ(M1)と、前記第２サンギア(S4)と連結する第２回転メンバ(M2)と、前記第１回転メンバ(M1)および第２回転メンバ(M2)よりも径方向内側に位置する第３回転メンバ(M3)と、前記第１サンギア(S3)および第２サンギア(S4)と共通に噛み合うピニオンと、前記ピニオン両端を支持するプラネタリキャリア(C3)と、を有し、前記プラネタリキャリア(C3)は、前記ピニオンを回動自在に支持するピニオン軸と、このピニオン軸の一端を固定支持する第１キャリアプレートと、前記ピニオン軸の他端を固定支持する第２キャリアプレートと、前記第１サンギア(S3)および第２サンギア(S4)よりも径方向外側、かつ、周方向でピニオンの間に位置し、前記第１キャリアプレートと第２キャリアプレートの少なくとも一方と構造的に一体のプレート支持部と、前記第１サンギア(S3)と第２サンギア(S4)の間を通過して第１サンギア(S3)および第２サンギア(S4)の径方向内側に延び、プラネタリキャリア(C3)と第３回転メンバ(M3)とを連結する第１センタメンバ部(CM)と、を備える構成とした。
プラネタリキャリア(C3)のプレート支持部は、第１サンギア(S3)、第２サンギア(S4)、およびピニオンとの干渉を回避しつつ、第１キャリアプレートおよび第２キャリアプレートを支持可能な構成であるため、２つのサンギアを備えた遊星歯車機構を実現できる。
以下、本発明の自動変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図１は、本発明のダブルサンギア型遊星歯車機構を備えるプラネタリギアを適用した自動変速機の全体構成を示す概略図である。
エンジン１から出力された回転は、エンジン出力軸E1を介してトルクコンバータ２に入力され、トルク増大された回転は、入力軸Inputを介して変速機構部に入力される。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ機構を備えており、トルクの伝達効率が低下すると、エンジン出力軸E1と入力軸Inputを直結する。
変速機構部は、第１遊星ギヤG1と遊星ギヤセットGSとから構成され、入力軸Inputから入力された回転を出力ギヤOutputから出力する。
第１遊星ギヤG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合う第１ピニオンP1を支持する第１キャリアC1と、を有する減速装置としてのシングルピニオン型遊星ギヤである。
遊星ギヤセットGSは、第２遊星ギヤG2および第３遊星ギヤG3から構成されている。
第２遊星ギヤG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合う第２ピニオンP2を支持する第２キャリアC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。
第３遊星ギヤG3は、第３サンギヤ（請求項の第１サンギア）S3および第４サンギヤ（請求項の第２サンギア）S4と、第３および第４サンギヤS3，S4の各々に噛み合う第３ピニオン（請求項のピニオン）P3と、この第３ピニオンP3を支持する軸方向の第３キャリア（請求項のプラネタリキャリア）C3と、この第３キャリアC3に接続され、両サンギヤS3，S4の間に配置されるセンタメンバ（請求項の第１センタメンバ部）CMと、第３ピニオンP3に噛み合う１つの第３リングギヤR3と、を有するダブルサンギヤ型遊星ギヤである。なお、センタメンバCMは、第３キャリアC3の円周上に隣接する複数の第３ピニオンP3との空間位置において、第３キャリアC3に結合されている。
入力軸Inputは、第１リングギヤR1に連結され、駆動源であるエンジン１からの回転駆動力を、トルクコンバータ２を介して入力する。
出力ギヤOutputは、第２キャリアC2に連結され、出力回転駆動力を図外のファイナルギヤ等を介して駆動輪に伝達する。
第２サンギヤS2は、第１連結メンバ（請求項の第１回転メンバ）M1と一体的に連結されている。第４サンギアS4は、第２連結メンバ（請求項の第２回転メンバ）M2により一体的に連結されている。
センタメンバCMは、第１連結メンバM1および第２連結メンバM2よりも径方向内側に位置する第３連結メンバ（請求項の第３回転メンバ）M3と一体的に連結されている。第３キャリアC3は、第４連結メンバM4と一体的に連結されている。第２キャリアC2と第３リングギヤR3は、第５連結メンバM5により一体的に連結されている。
ロークラッチL/Cは、第１キャリアC1と第２リングギヤR2とを選択的に断接する。2-6ブレーキ2-6/Bは、第４サンギヤS4の回転を選択的に停止させる。3-5リバースクラッチ3-5R/Cは、第１キャリアC1と第２サンギヤS2，第３サンギアS3とを選択的に断接する。ハイクラッチH/Cは、入力軸InputとセンタメンバCMとを選択的に断接する。ローリバースブレーキL&R/Bは、第３キャリアC3の回転を選択的に停止させる。
前記各クラッチL/C，3-5R/C，H/Cおよび各ブレーキL&R/B，2-6/Bには、図２の締結作動表に示すように、前進６速後退１速の各変速段にて締結圧（○印）や解放圧（無印）を作り出す図外の変速油圧制御装置が接続されている。なお、変速油圧制御装置としては、油圧制御タイプ，電子制御タイプ，油圧＋電子制御タイプ等が採用される。
図３は、実施例１の自動変速機における前進６速後退１速の各変速段でのメンバの回転停止状態を示す共線図である。図２に示す締結作動表に従って、１速〜６速および後退１速を達成する。
次に、第３キャリアC3の構造について説明する。
図４は第３キャリアC3の正面側（第３サンギアS3側）斜視図、図５は第３キャリアC3の背面側（第４サンギアS4側）斜視図、図６は第３キャリアC3の背面図、図７は第３キャリアC3のS7−S7断面図である。
第３キャリアC3は、第１キャリアプレート３と、第２キャリアプレート４の２つのプレートから構成されている。第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４は、４つの第３ピニオンP3を挟持した状態で、第２キャリアプレート４側から４つのボルト５によりボルト締結されている。
第１キャリアプレート３の外径は、第３ピニオンP3と第３リングギアR3との噛み合い位置よりも径方向外側に位置し、その外周縁には、第４連結メンバM4と係合するラック部（請求項の第２センタメンバ部）３ａが形成されている。また、中心には第３サンギアS3側へ凸となる内フランジ部３２が形成されている。この内フランジ部３２の内周縁には、第３連結メンバM3が嵌挿されるスプライン部３２ａが形成されている。なお、内フランジ部３２の外径は、第３サンギアS3および第４サンギアS4と干渉しない大きさに設定されている。
第１キャリアプレート３には、第３ピニオンP3が貫通するピニオン収容穴３ｃが９０度間隔で４つ形成されている。ピニオン収容穴３ｃは、第３ピニオンP3よりも大径に形成されている。
第１キャリアプレート３には、第３ピニオンP3の一端側（第１端部６ａ側）を覆う環状のプレート部３１が形成されている。このプレート部３１は、隣り合うピニオン収容穴３ｃの間に、９０度間隔で形成された４つのプレート支持部３３で支持されている。
プレート支持部３３は、第３サンギアS3および第４サンギアS4よりも径方向外側、かつ、周方向で第３ピニオンP3の間の位置に設けられている。このプレート支持部３３には、ボルト５がねじ込まれるねじ穴３３ａが形成されている。
プレート部３１の外径およびプレート支持部３３は、第３ピニオンP3と第３リングギアR3との噛み合い位置と干渉しない大きさに設定されている。また、第３ピニオンP3と対応する位置には、第３ピニオンP3の一部を突出させる切り欠き部３１ａが形成されている。
プレート部３１には、ピニオン支持穴３１ｂが形成され、第３ピニオンP3を支承するピニオンシャフト６の第１端部６ａが支持されている。また、プレート部３１の中央には、第３サンギアS3が挿入される開口部３１ｃが形成されている。この開口部３１ｃは、第３ピニオンP3と第３サンギアS3との噛み合い位置と干渉しない大きさに設定されている。
第２キャリアプレート４は、第１キャリアプレート３のプレート部３１と略同一の環状に形成されている。第２キャリアプレート４には、プレート部３１の切り欠き部３１ａと同一形状の切り欠き部４ａが形成され、ピニオンシャフト６の第２端部６ｂが支持されている。また、第１キャリアプレート３のピニオン支持穴３１ｂと同一形状のピニオン支持穴４ｂが形成されている。さらに、第２キャリアプレート４の中央には、第３サンギアS3が挿入される開口部４ｃが形成されている。
また、第２キャリアプレート４において、第１キャリアプレート３のプレート支持部３３に形成された４つのねじ穴３３ａと対応する位置には、ボルト５を挿入するボルト穴４ｄが形成されている。このボルト穴４ｄの周囲は、第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４をボルト５で締結したとき、ボルト５の頂部が第２キャリアプレート４の面位置よりも低くなるよう、座ぐり部４ｅが形成されている。
図８に、第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４による第３ピニオンP3の支持構造の詳細を示す。
第３ピニオンP3は、ピニオンニードル７ａを介してピニオンシャフト（ピニオン軸）６に対し回動自在に支持されている。第３ピニオンP3とプレート部３１との間、および第３ピニオンP3と第２キャリアプレート４との間には、ピニオンワッシャ７ｂがそれぞれ介装されている。
第２キャリアプレート４には、ピン止め穴４１ａが形成されたピン止め部４１が形成されている。また、ピニオンシャフト６の第２端部６ｂ側には、ピン止め穴４１ａと対応する位置にピン穴６ｃが形成されている。ピン止め穴４１ａとピン穴６ｃには、ピニオンシャフト６を固定するピン８が圧入されている。
また、ピニオンシャフト６の内部には、ピニオンシャフト６とピニオンニードル７ａに潤滑油を供給するための油路６ｄが形成されている。そして、第１キャリアプレート３のプレート部３１には、油路６ｄと連通する油穴３１ｄが形成されている。
第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４の組み付けは、まず、第２キャリアプレート４側に、第３ピニオンP3、ピニオンシャフト６、ピニオンニードル７ａ、ピニオンワッシャ７ｂをセットする。続いて、ピニオンシャフト６の第１端部６ａとピニオン支持穴３１ｂの位置を合わせつつ、第１キャリアプレート３を蓋をするように被せ、最後に、ボルト５を用いて第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４をボルト締結する。
なお、ボルト締結前の位置決めを保持するため、第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４に位置決め用のピンを挿入するピン穴を形成しておいてもよい。
以上説明したように、実施例１のダブルサンギア型遊星歯車機構にあっては、第３キャリアC3のプレート支持部３３を、第３サンギアS3および第４サンギアS4よりも径方向外側、かつ、周方向で第３ピニオンP3の間の位置に設けたため、第３サンギアS3、第４サンギアS4、および第３ピニオンP3との干渉を回避しつつ、第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４を支持できる。よって、２つのサンギアS3,S4を備えた遊星歯車機構を実現できる（請求項１に対応する効果）。
第３キャリアC3を、第１キャリアプレート３と第２キャリアプレート４からなる半割構造とし、それぞれに第３ピニオンP3のピニオンシャフト６を支持するピニオン支持穴３１ｂ，４ｂを形成し、両プレート３，４をボルト締結により組み付ける構成としたため、従来の３分割構造のものと比較して、組み付け作業性に優れ、部品点数を削減できる（請求項２に対応する効果）。
第１キャリアプレート３を円形状に形成し、その外周縁に第４連結メンバM4と連結するラック部３ａを設けたため、多様な変速段を実現できる（請求項３に対応する効果）。
以上、本発明の自動変速機を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
本発明のダブルサンギア型遊星歯車機構を備えるプラネタリギアを適用した、実施例１の自動変速機の全体構成を示す概略図である。 実施例１の自動変速機の各変速段における締結作動表である。 実施例１の自動変速機の各変速段における共線図である。 実施例１の第３キャリアC3の正面側斜視図である。 実施例１の第３キャリアC3の背面側斜視図図である。 実施例１の第３キャリアC3の背面図である。 実施例１の第３キャリアC3のS7−S7断面図である。 実施例１の第３ピニオンP3の支持構造を示す第３キャリアC3の要部拡大図である。
符号の説明
１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ キャリアプレート
３ａ ラック部
３ｃ ピニオン収容穴
３１ プレート部
３１ａ 切り欠き部
３１ｂ ピニオン支持穴
３１ｃ 開口部
３１ｄ 油穴
３２ 内フランジ部
３２ａ スプライン部
３３ プレート支持部
３３ａ ねじ穴
４ キャリアプレート
４ａ 切り欠き部
４ｂ ピニオン支持穴
４ｃ 開口部
４ｄ ボルト穴
４ｅ 座ぐり部
４１ ピン止め部
４１ａ ピン止め穴
５ ボルト
６ ピニオンシャフト
６ａ 第１端部
６ｂ 第２端部
６ｃ ピン穴
６ｄ 油路
７ａ ピニオンニードル
７ｂ ピニオンワッシャ
８ 止めピン

Claims (3)

  1. 第１サンギア(S3)と、
    第２サンギア(S4)と、
    前記第１サンギア(S3)と連結する第１回転メンバ(M1)と、
    前記第２サンギア(S4)と連結する第２回転メンバ(M2)と、
    前記第１回転メンバ(M1)および第２回転メンバ(M2)よりも径方向内側に位置する第３回転メンバ(M3)と、
    前記第１サンギア(S3)および第２サンギア(S4)と共通に噛み合うピニオンと、
    前記ピニオン両端を支持するプラネタリキャリア(C3)と、
    を有し、
    前記プラネタリキャリア(C3)は、
    前記ピニオンを回動自在に支持するピニオン軸と、
    このピニオン軸の一端を固定支持する第１キャリアプレートと、
    前記ピニオン軸の他端を固定支持する第２キャリアプレートと、
    前記第１サンギア(S3)および第２サンギア(S4)よりも径方向外側、かつ、周方向でピニオンの間に位置し、前記第１キャリアプレートと第２キャリアプレートの少なくとも一方と構造的に一体のプレート支持部と、
    前記第１サンギア(S3)と第２サンギア(S4)の間を通過して第１サンギア(S3)および第２サンギア(S4)の径方向内側に延び、プラネタリキャリア(C3)と第３回転メンバ(M3)とを連結する第１センタメンバ部(CM)と、
    を備えることを特徴とするダブルサンギア型遊星歯車機構。
  2. 請求項１に記載のダブルサンギア型遊星歯車機構において、
    前記プレート支持部および第１センタメンバ部(CM)を、第１キャリアプレートと一体に形成し、
    前記第１キャリアプレートおよび第２キャリアプレートに、各ピニオンのピニオンシャフトを挿入するピニオン支持穴をそれぞれ形成し、
    前記プレート支持部にボルト穴を形成するとともに、第２キャリアプレートに前記ボルト穴と対応するねじ穴を形成したことを特徴とするダブルサンギア型遊星歯車機構。
  3. 請求項１または請求項２に記載のダブルサンギア型遊星歯車機構において、
    前記ピニオンよりも径方向外側に位置する第４回転メンバ(M4)を設け、
    前記プラネタリキャリア(C3)に、周方向で隣接するピニオンの間からピニオンよりも径方向外側に延び、プラネタリキャリア(C3)と第４回転メンバ(M4)とを連結する第２センタメンバ部を設けたことを特徴とするダブルサンギア型遊星歯車機構。
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