JP2005299895A - ラビニオ型プラネタリキャリア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】さらなる高精度化を図りつつ低コスト化を図ることが可能なラビニオ型プラネタリキャリアを提供する。
【解決手段】第１プレート１１，中央プレート１２及びフランジプレート１３と、第１連結部１４と、第２連結部１５とを備え、フランジプレート１３と中央プレート１２との間にショートピニオンギヤを回転自在に支持すると共に第１プレート１１とフランジプレート１３との間にロングピニオンギヤを回転自在に支持するラビニオ型プラネタリキャリアにおいて、中央プレート１２，第１連結部１４，第２連結部１５，及び第１プレート１１は一体的に成形されたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両の自動変速機の遊星歯車装置に用いられるラビニオ型プラネタリキャリア及びその製造方法に関するものである。

例えば、自動変速機の遊星歯車装置を構成するラビニオ型プラネタリキャリアが特開平５−２５６３３９号公報（特許文献１）に開示されている。当該公報には、中央支持プレートが外周側から軸方向前方に延びる第１アームと軸方向後方に延びる第２アームとを一体的に形成することが開示されている。そして、第１アーム若しくは第２アームに両側プレートを接合することにより、ラビニオ型プラネタリキャリアを製造するとされている。これにより、プレス成形コストを低減することができるとされている。
特開平５−２５６３３９号公報

ところで、ラビニオ型プラネタリキャリアは、中央支持プレートと両側のプレートとの３枚のプレートにおける平行度などの精度が高く要求される。同時に、低コスト化も要求される。

ここで、特許文献１に開示されたラビニオ型プラネタリキャリアは、中央支持プレート部分と両側の支持プレートとの３部品により構成されている。このように、従来は、３枚のプレートをそれぞれ結合する構成であるために高精度化が困難であった。さらに、３部品による構成されていることは、高コスト化を招来することにもつながる。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、さらなる高精度化を図りつつ低コスト化を図ることが可能なラビニオ型プラネタリキャリアを提供することを目的とする。

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、ラビニオ型プラネタリキャリアを２部品化すること及びその製造方法を思いつき、本発明を完成するに至った。

（ラビニオ型プラネタリキャリア）
本発明のラビニオ型プラネタリキャリアは、軸方向に所定間隔離間して略平行にそれぞれ配設された一端側プレート，中央プレート及び他端側プレートと、前記一端側プレートと前記中央プレートとを連結する一端側連結部と、前記他端側プレートと前記中央プレートとを連結する他端側連結部と、を備え、前記一端側プレート若しくは前記他端側プレートと前記中央プレートとの間にショートピニオンギヤを回転自在に支持すると共に前記一端側プレートと前記他端側プレートとの間にロングピニオンギヤを回転自在に支持するラビニオ型プラネタリキャリアにおいて、前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートは一体的に成形されたことを特徴とする。

なお、前記一端側連結部及び／又は前記他端側連結部は、前記中央プレートの外周側に配設されるようにしてもよい。また、前記一端側連結部は、前記一端側プレートの外周側に配設されるようにしてもよい。

また、前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートは一体的にプレス成形されるようにしてもよい。

なお、プレス成形する場合には、次のようにしてもよい。例えば、略円盤板状素材を前記中央プレートを構成する底面部から放射状に延在する延在部を残しつつ筒部に開口窓部を有する有底筒状に絞り成形する絞り成形工程と、絞り成形工程により成形された前記有底筒状の開口部を内側に口絞り成形し前記底面部に略平行な前記一端側プレートを構成する開口面部を成形する口絞り工程と、前記延在部を前記開口面部の反対側に前記底面部に対して略直交方向に曲げ成形して前記他端側連結部を成形する曲げ工程と、から前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートを一体的にプレス成形するようにしてもよい。

さらに、前記絞り成形工程により形成された前記開口窓部を拡大する開口窓部拡大打抜工程を有するようにしてもよい。

また、前記絞り成形工程前に略円盤板状素材のほぼ中央側に向かって開口側を有するコの字型打抜穴を成形して前記コの字型打抜穴の内部側である前記延在部を成形する延在部打抜工程を有するようにしてもよい。さらに、前記延在部打抜工程により成形された前記コの字型打抜穴の側方側を拡大成形するコの字型拡大打抜工程を有するようにしてもよい。このコの字型拡大工程は、上述した開口窓部拡大打抜工程に置換される工程である。そして、前記コの字型打抜工程と前記コの字型拡大打抜工程とは同時に行うようにしてもよい。

（ラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法）
本発明のラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法は、軸方向に所定間隔離間して略平行にそれぞれ配設された一端側プレート，中央プレート及び他端側プレートと、前記一端側プレートと前記中央プレートとを連結する一端側連結部と、前記他端側プレートと前記中央プレートとを連結する他端側連結部と、を備え、前記一端側プレート若しくは前記他端側プレートと前記中央プレートとの間にショートピニオンギヤを回転自在に支持すると共に前記一端側プレートと前記他端側プレートとの間にロングピニオンギヤを回転自在に支持するラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法において、略円盤板状素材を前記一端側プレートを構成する底面部から放射状に延在する延在部を残しつつ有底筒状に絞り成形する絞り成形工程と、絞り成形工程により成形された前記有底筒状の開口部を内側に口絞り成形し前記底面部に略平行な前記中央プレートを構成する開口面部を成形する口絞り工程と、前記延在部を前記開口面部の反対側に前記底面部に対して略直交方向に曲げ成形して前記他端側連結部を成形する曲げ工程と、から前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートを一体的にプレス成形することを特徴とする。

なお、上述したラビニオ型プラネタリキャリアの特徴的部分のうち製造方法に関連する特徴的部分については、本発明のラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法に同様に適用することができる。

（ラビニオ型プラネタリキャリアの効果）
本発明のラビニオ型プラネタリキャリアのように、前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートを一体的に成形することにより、全体として２部品とすることができる。そして、２部品を結合してラビニオ型プラネタリキャリアを成形することができる。このように２部品化とすることにより、製造工程を減少することができ、製造コストの低減を図ることができる。さらに、部品点数を従来に比べて減少させることにより、管理コストなどを低減することもでき、かつ、製造の容易化を図ることもできる。また、他端側プレートは、他端側連結部などを有しない形状であるので、製造が容易となると共に、製造コストを低減することができる。特に、他端側プレートが鍛造などにより成形される場合には、他端側プレートの形状が複雑になるほど他端側プレートの製造コストが高くなる。しかし、本発明によれば、他端側プレートの形状は、他端側連結部を有しない簡易的な形状であるので、他端側プレートの製造コストを大きく低減することができる。

さらに、中央プレートと一端側プレートとを一体的に成形しているので、中央プレートと一端側プレートとの間の平行度などの精度を高くすることが容易となる。従来は、これらのプレートをろう付けや溶接などにより結合していたが、ろう付けのろうの量のばらつきにより高精度に結合することが困難であり、加熱により歪が生じることからも高精度に結合することが困難であった。一方、本発明によれば、一体的に成形する部分は、これらの成形時に予め高精度に成形することは比較的に容易である。

さらに、他端側プレートを含む部品と一端側プレートを含む部品とは直接的に結合されているので、他端側プレートと一端側プレートとの間の平行度などの精度を高くすることも容易となる。ここで、従来は、他端側プレートを含む部品と一端側プレートを含む部品との間には、中央プレートを含む部品が別途存在していたので、他端側プレートと一端側プレートとの間の平行度などの精度を高くすることは困難であった。

また、前記一端側連結部及び／又は前記他端側連結部は前記中央プレートの外周側に配設されること、及び／又は、前記一端側連結部は前記一端側プレートの外周側に配設されることにより、自動変速機のサンギヤに噛合するピニオンギヤを回転自在に支持するのに適したプラネタリキャリアを提供できる。さらに、外周側に配設することは製造の容易化にもつながる。

また、前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートを一体的にプレス成形することにより、製造コストをより低減することができる。そして、絞り成形工程と、口絞り工程と、曲げ工程とから成形することにより、確実に一の素材から一体的に成形することができる。

そして、開口窓部拡大打抜工程を有するようにすることにより、一端側プレートと他端側プレートとの間に配設するロングピニオンギヤを容易に配設することができる。

また、延在部打抜工程を有するようにすることにより、絞り成形工程にて延在部を残すことが容易にすることができる。また、コの字型拡大工程は、略円盤板状素材に打ち抜くので容易に行うことができ、低コスト化を図ることができる。また、前記コの字型打抜工程と前記コの字型拡大打抜工程とは同時に行うようにすることで、工程数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。

（ラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法の効果）
本発明のラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法によれば、上述した本発明のラビニオ型プラネタリキャリアにおける効果と同様の効果を奏することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（１）ラビニオ型プラネタリキャリアの全体構成
本実施形態におけるラビニオ型プラネタリキャリア１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、ラビニオ型プラネタリキャリア１の斜視図を示す。図１に示すように、第１プレート（一端側プレート）１１と、中央プレート１２と、フランジプレート（他端側プレート）１３と、第１連結部（一端側連結部）１４と、第２連結部（他端側連結部）１５とから構成される。

第１プレート１１は、ほぼ円盤状に形成されており、中央には中央円形穴１１１が形成されている。この中央円形穴１１１は、サンギヤ（図示せず）に係合するシャフトが挿入される穴である。さらに、第１プレート１１には、ロングピニオンシャフト（図示せず）の一端側を固定可能な小径円形穴１１２が１２０度等間隔に３カ所形成されている。なお、ロングピニオンシャフトには、ロングピニオンギヤ（図示せず）が回転自在に軸支される。

中央プレート１２は、ほぼ円盤状に形成されており、中央には中央円形穴１２１が形成されている。この中央円形穴１２１は、サンギヤに係合するシャフトが挿入される穴である。そして、この中央プレート１２は、上述した第１プレート１１に平行に配設されており、中央プレート１２の中央円形穴１２１と第１プレート１１の中央円形穴１１１とは同軸上に形成されている。さらに、中央プレート１２の外周側には、１２０度等間隔に所定幅の切欠１２２が形成されている。この切欠１２２は、第１プレート１１の小径円形穴１１２と対応する位置に形成されている。すなわち、第１プレート１１の小径円形穴１１２に配設されるロングピニオンシャフト及びロングピニオンギヤと中央プレート１２とが干渉しないようにされている。さらに、中央プレート１２のそれぞれの切欠１２２の間には、ショートピニオンシャフト（図示せず）の一端側が固定可能な小径円形穴１２３が形成されている。すなわち、小径円形穴１２３は、中央プレート１２に１２０度等間隔に３カ所形成されている。

フランジプレート１３は、プレート部１３１とボス部１３２とから構成される。プレート部１３１は、ほぼ円盤状に形成されており、中央には中央円形穴（図示せず）が形成されている。このプレート部１３１は、上述した第１プレート１１及び中央プレート１２に平行に配設されている。そして、プレート部１３１の中央円形穴は、第１プレート１１の中央円形穴１１１及び中央プレート１２の中央円形穴１２１と同軸上に形成されている。なお、この中央円形穴には、サンギヤに係合するシャフトが挿入される。さらに、プレート部１３１には、ロングピニオンシャフト（図示せず）の他端側を固定可能な第１小径円形穴１３１１が１２０度等間隔に３カ所形成されている。この第１小径円形穴１３１１は、第１プレート１１の小径円形穴１１２に対向する位置に形成されている。すなわち、ロングピニオンシャフトは、第１プレート１１の小径円形穴１１２とフランジプレート１３のプレート部１３１の第１小径円形穴１３１１とにより固定されている。つまり、ロングピニオンギヤ（図示せず）は、第１プレート１１とフランジプレート１３のプレート部１３１との間で回転自在とされている。

さらに、プレート部１３１には、ショートピニオンシャフト（図示せず）の他端側を固定可能な第２小径円形穴１３１２が１２０℃等間隔に３カ所形成されている。この第２小径円形穴１３１２は、中央プレート１２の小径円形穴１２３に対向する位置に形成されている。すなわち、ショートピニオンシャフトは、中央プレート１２の小径円形穴１２３とフランジプレート１３のプレート部１３１の第２小径円形穴１３１２とにより固定されている。つまり、ショートピニオンシャフトは、中央プレート１２とフランジプレート１３のプレート部１３１との間で回転自在とされている。

ボス部１３２は、ほぼ円筒状に形成されており、外周側がプレート部１３１の中央円形穴に一体的に固定されている。このボス部１３２は、第１プレート１１と反対側に突設している。さらに、ボス部１３２は、外周面に他部材と係合可能なギヤが形成されている。

（２）ラビニオ型プラネタリキャリア１の製造方法
次に、上述した構成からなるラビニオ型プラネタリキャリア１の製造方法について図２を参照して説明する。図２は、ラビニオ型プラネタリキャリア１の製造方法の各工程を示す図である。すなわち、図２に示すように、ラビニオ型プラネタリキャリア１は、コの字打抜穴成形工程と、筒状絞り成形工程と、開口窓部拡大打抜工程と、口絞り工程と、延在部曲げ工程と、フランジ成形工程と、接合工程とからなる。

つまり、コの字打抜穴成形工程と筒状絞り成形工程と開口窓部拡大打抜工程と口絞り工程と延在部曲げ工程とにより、第１プレート１１，中央プレート１２，第１連結部１４，第２連結部１５を一体的に成形し、別途フランジプレート１３を成形し、これらを接合することにより、ラビニオ型プラネタリキャリア１を製造する。以下に各工程について詳述する。

（２−１）コの字打抜穴成形工程（延在部打抜工程）
まず、円盤板状素材２１を用意する。そして、コの字打抜穴成形工程において、円盤板状素材２１に３箇所のコの字型形状の打抜穴２２を成形する。コの字型形状の打抜穴２２は、図２（ａ）に示すように、円盤板状素材２１の径方向のほぼ中心付近に、コの字の開口側が素材のほぼ中心に向かって１２０度等間隔に形成されている。つまり、コの字打抜成形工程により成形された素材は、図２（ａ）に示すように、中央円形部２３と、コの字型形状の打抜穴２２の外周側に位置するドーナツ状の外輪部（開口部）２６と、中央円形部２３の外周側に延在しコの字型形状の打抜穴２２により形成された延在部２４と、中央円形部２３と外輪部２６とを連結する連結部２５とから構成されることになる。ここで、中央円形部２３は図１の中央プレート１２を構成し、外輪部２６は図１の第１プレート１１を構成し、延在部２４は図１の第２連結部１５を構成し、連結部２５は図１の第１連結部１４を構成する。

（２−２）筒状絞り成形工程（絞り成形工程）
コの字打抜穴成形工程の後には、図２（ｂ）に示すように、連結部２５及び外輪部２６を筒状に絞り成形する筒状絞り成形工程を行う。具体的には、連結部２５及び外輪部２６が中央円形部２３に対して直交するように成形する。つまり、中央円形部２３を底面部３１とし連結部２５及び外輪部２６のみを筒部３２とする有底筒状に成形する。このとき、延在部２４は、そのまま残された状態とする。すなわち、延在部２４は、底面部３１である中央円形部２３から放射状に３方向に延在している。そして、絞り成形された筒部３２の側方には、延在部２４が相当する位置に開口窓部３３が形成されることになる。

（２−３）開口窓部拡大打抜工程
筒状絞り成形工程の後には、図２（ｃ）に示すように、開口窓部拡大打抜工程を行う。具体的には、筒状絞り成形工程により筒部の側方に成形された開口窓部３３を拡大するように打抜く。さらに詳細には、筒部３２のうちの開口窓部３３の側面側に拡大された側方拡大部４１と、側方拡大部４１に隣接の底面部３１の一部に拡大された底面拡大部４２とを成形する。このようにして形成された筒部３２のうちの連結部２５は、図１の第１連結部１４に相当する。

（２−４）口絞り工程
開口窓部拡大打抜工程の後には、図２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、口絞り工程を行う。具体的には、筒状絞り成形工程により成形された外輪部（開口部）２６を内側に口絞り成形を行う。この口絞り成形は、複数工程に分けて行う。つまり、まず図２（ｄ）に示すように、外輪部２６が連結部２５に対して約４５度となる位置まで第１口絞り成形を行う。続いて、図２（ｅ）に示すように、外輪部２６が連結部２５に対して約７０度となる位置まで第２口絞り成形を行う。最後に、図２（ｆ）に示すように、外輪部２６が連結部２５に対して９０度となる位置まで第３口絞り成形を行う。つまり、第１口絞り成形〜第３口絞り成形により、最終的には、外輪部２６が底面部３１と略平行となる開口面部２６を成形する。このようにして成形された開口面部２６は、図１の第１プレート１１に相当する。なお、ここでは、口絞り工程を開口窓部拡大打抜工程の後に行うようにしたが、筒状絞り成形工程の後であれば開口窓部拡大打抜工程の前に行うようにしてもよい。

（２−５）延在部曲げ工程（曲げ工程）
口絞り工程の後には、図２（ｇ）に示すように、延在部曲げ工程を行う。具体的には、筒状絞り成形工程により成形されたそれぞれの延在部２４を開口面部２６の反対側に底面部３１に対して略直交方向に曲げ成形して、図１の第２連結部１５を成形する。

（２−６）穴あけ工程
延在部曲げ工程の後には、図示しないが、底面部３１のほぼ中央に円形穴を成形する。この円形穴は、図１の中央円形穴１２１に相当する。さらに、底面部３１に小径円形穴１２３を成形し、開口面部２６に小径円形穴１１２を成形する。

（２−７）フランジ成形工程
一方、上記各工程とは別にフランジプレート１３を単独に成形する。フランジプレート１３は、図１に示すような形状に熱間鍛造により外形を成形した後、第１小径円形穴１３１１及び第２小径円形穴１３１２を成形する。

（２−８）接合工程
上述したコの字打抜穴成形工程と筒状絞り成形工程と開口窓部拡大打抜工程と口絞り工程と延在部曲げ工程とにより一体的にプレス成形された第１プレート１１，中央プレート１２，第１連結部１４，第２連結部１５と、フランジ成形工程により成形されたフランジプレート１３とをろう付け又は溶接などにより接合する。このとき、第１プレート１１の小径円形穴１１２とフランジプレート１３の第１小径円形穴１３１１とが対向するように、かつ、中央プレート１２の小径円形穴１２３とフランジプレート１３の第２小径円形穴１３１２とが対向するように接合する。

（３）ラビニオ型プラネタリキャリアの他の製造方法
上述したラビニオ型プラネタリキャリア１の製造方法においては、開口窓部拡大打抜工程を筒状絞り成形工程の後に行ったが、筒状絞り成形工程の前に行うようにしてもよい。具体的には、コの字打抜穴成形工程の後又はコの字打抜穴成形工程と同時に、コの字型拡大打抜工程を行うようにしてもよい。コの字型拡大打抜工程は、開口窓部拡大打抜工程により打抜成形された部分に相当する部分を円盤板状素材の段階で打抜く工程である。

ラビニオ型プラネタリキャリアの斜視図である。 ラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法を説明する各工程図である。

符号の説明

１：ラビニオ型プラネタリキャリア、 １１：第１プレート（一端側プレート）、 １２：中央プレート、 １３：フランジプレート（他端側プレート）、 １４：第１連結部（一端側連結部）、 １５：第２連結部（他端側連結部）、 １１１：中央円形穴、 １１２：小径円形穴、 １２１：中央円形穴、 １２２切欠、 １２３：小径円形穴、 １３１：プレート部、 １３２：ボス部、 １３１１：第１小径円形穴、 １３１２：第２小径円形穴

Claims (10)

1. 軸方向に所定間隔離間して略平行にそれぞれ配設された一端側プレート，中央プレート及び他端側プレートと、
   前記一端側プレートと前記中央プレートとを連結する一端側連結部と、
   前記他端側プレートと前記中央プレートとを連結する他端側連結部と、
   を備え、
   前記一端側プレート若しくは前記他端側プレートと前記中央プレートとの間にショートピニオンギヤを回転自在に支持すると共に前記一端側プレートと前記他端側プレートとの間にロングピニオンギヤを回転自在に支持するラビニオ型プラネタリキャリアにおいて、
   前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートは一体的に成形されたことを特徴とするラビニオ型プラネタリキャリア。
2. 前記一端側連結部及び／又は前記他端側連結部は、前記中央プレートの外周側に配設されたことを特徴とする請求項１記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
3. 前記一端側連結部は、前記一端側プレートの外周側に配設されたことを特徴とする請求項１記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
4. 前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートは一体的にプレス成形されたことを特徴とする請求項１記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
5. 略円盤板状素材を前記中央プレートを構成する底面部から放射状に延在する延在部を残しつつ筒部に開口窓部を有する有底筒状に絞り成形する絞り成形工程と、
   絞り成形工程により成形された前記有底筒状の開口部を内側に口絞り成形し前記底面部に略平行な前記一端側プレートを構成する開口面部を成形する口絞り工程と、
   前記延在部を前記開口面部の反対側に前記底面部に対して略直交方向に曲げ成形して前記他端側連結部を成形する曲げ工程と、
   から前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートを一体的にプレス成形したことを特徴とする請求項４記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
6. 前記絞り成形工程により形成された前記開口窓部を拡大する開口窓部拡大打抜工程を有することを特徴とする請求項５記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
7. 前記絞り成形工程前に略円盤板状素材のほぼ中央側に向かって開口側を有するコの字型打抜穴を成形して前記コの字型打抜穴の内部側である前記延在部を成形する延在部打抜工程を有することを特徴とする請求項５記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
8. 前記延在部打抜工程により成形された前記コの字型打抜穴の側方側を拡大成形するコの字型拡大打抜工程を有することを特徴とする請求項７記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
9. 前記コの字型打抜工程と前記コの字型拡大打抜工程とは同時に行うことを特徴とする請求項８記載のラビニオ型プラネタリキャリア。
10. 軸方向に所定間隔離間して略平行にそれぞれ配設された一端側プレート，中央プレート及び他端側プレートと、
    前記一端側プレートと前記中央プレートとを連結する一端側連結部と、
    前記他端側プレートと前記中央プレートとを連結する他端側連結部と、
    を備え、
    前記一端側プレート若しくは前記他端側プレートと前記中央プレートとの間にショートピニオンギヤを回転自在に支持すると共に前記一端側プレートと前記他端側プレートとの間にロングピニオンギヤを回転自在に支持するラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法において、
    略円盤板状素材を前記一端側プレートを構成する底面部から放射状に延在する延在部を残しつつ有底筒状に絞り成形する絞り成形工程と、
    絞り成形工程により成形された前記有底筒状の開口部を内側に口絞り成形し前記底面部に略平行な前記中央プレートを構成する開口面部を成形する口絞り工程と、
    前記延在部を前記開口面部の反対側に前記底面部に対して略直交方向に曲げ成形して前記他端側連結部を成形する曲げ工程と、
    から前記中央プレート，前記一端側連結部，前記他端側連結部，及び前記一端側プレートを一体的にプレス成形することを特徴とするラビニオ型プラネタリキャリアの製造方法。

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