JP2008106907A - 遊星歯車機構を備えた変速装置のプラネタリキャリヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 主軸に設けたツバにはリング状のプラネタリキャリヤカバーを溶接して取付け、このプラネタリキャリヤカバー外周には連結部を溶接してバックカバーを取付け、プラネタリキャリヤカバー外周部とバックカバー外周部に設けた軸穴に嵌めた軸にピニオンギヤを回転自在に軸支することが出来るプラネタリキャリヤであって、溶接後のプラネタリキャリヤカバー内面を短時間で切削仕上げすることが出来る変速装置のプラネタリキャリヤの提供。
【解決手段】 主軸１のツバ４に嵌るプラネタリキャリヤカバー５はその表面１２及び内面８が中心軸に対する垂直面から僅かな角度α°にて傾斜するように成形されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は変速装置を構成する遊星歯車機構を収容する為のプラネタリキャリヤに関するものである。

本発明が対象とするプラネタリキャリヤとは、主軸に取着されてその周囲に遊星歯車(ピニオンギヤ)を取付けることが出来る一種のカバーケースであり、例えば、車のエンジンのクランク軸に連結するトルクコンバータからの動力を得てプロペラシャフトへ伝達する変速装置の遊星歯車機構を構成することが出来る。

図６は従来から車の変速装置として使用されている遊星歯車機構である。主軸（イ）にはサンギヤ（ロ）が回転可能に軸支され、該サンギヤ（ロ）の周囲には４個(一般には３〜５個)のピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・が噛み合って配置され、ピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・の周りにはリングギヤ（ニ）が噛み合っている。ここで、上記ピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・は本発明が対象とするプラネタリキャリヤ（ホ）に取付けられている。

この遊星歯車機構は入力するギヤと出力するギヤ、固定するギヤの組み合わせを変えることで変速が行われる。プラネタリキャリヤ（ホ）は主軸（イ）に溶接され、主軸（イ）の回転と共に回転し、同時にピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・は主軸（イ）に回転可能に軸支されているサンギヤ（ロ）と噛み合って回転することが出来、しかも該サンギヤ（ロ）の周りをプラネタリキャリヤ（ホ）と共に公転することが出来る。

ところで、このプラネタリキャリヤ（ホ）は主軸（イ）の先端に形成したツバ（ヘ）にリング状のプラネタリキャリヤカバー（ト）を圧入して溶接され、バックカバー（チ）が上記プラネタリキャリヤカバー外周に溶接されている。そして、プラネタリキャリヤカバー（ト）とバックカバー（チ）に跨って取付けた軸（リ）、（リ）・・には上記ピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・が回転自在に取付けられている。

上記軸（リ）、（リ）・・は主軸（イ）と一定距離をおいて平行と成っており、又、プラネタリキャリヤカバー（ト）の内面(ピニオンギヤ側の面)は主軸（イ）に対して垂直面を成している。従って、ピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・はサンギヤ（ロ）に噛み合い、しかもリングギヤ（ニ）と噛み合うことが出来、主軸（イ）は回転することが出来る。

図７はプラネタリキャリヤカバー（ト）を取付け・固定する従来の工程を表している。(ａ)は主軸（イ）の先端ツバ（ヘ）にリング状のプラネタリキャリヤカバー（ト）を圧入した場合である。この際、該プラネタリキャリヤカバー（ト）の外周部にはピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・を軸支する為の軸（リ）が取付けられる軸穴（ヌ）、（ヌ）・・が設けられ、しかも各軸穴（ヌ）、（ヌ）・・の中心軸は主軸（イ）と平行を成している。

そして、圧入されたプラネタリキャリヤカバー（ト）は、(ｂ)に示すように溶接されるが、溶接歪みにてプラネタリキャリヤカバー（ト）の内面（ル）は傾斜し、主軸（イ）に対して角度α°傾く。それに伴い、軸穴（ヌ）、（ヌ）・・の中心軸も傾くことになる。従って、ピニオンギヤ（ハ）、（ハ）・・を取付ける際には溶接歪みに基づく変形を修正しなくてはならず、上記プラネタリキャリヤカバー内面（ル）の傾きを修正する為に、図７(ｂ)の拡大図に示す斜線部が切削・除去される。又、軸穴（ヌ）が傾いた状態でリーマ加工される為に、削り代が大きくなる。

このように、溶接されたプラネタリキャリヤカバー（ト）は後加工されて、その内面（ル）及び軸穴（ヌ）の精度を確保しているが、この後加工工数が比較的大きくなりコスト高となる。図８はプラネタリキャリヤカバー（ト）にバックカバー（チ）を溶接したプラネタリキャリヤ（ホ）を表している。バックカバー（チ）もプラネタリキャリヤカバー（ト）に溶接されるが、溶接部がプラネタリキャリヤカバー外周と成り、大きな溶接歪みは発生しない。そして、このプラネタリキャリヤには図９に示すように軸穴（ヌ）に軸（リ）を取付け、該軸（リ）にはベアリングを介してピニオンギヤ（ハ）が回転自在に取付けられる。

このように、プラネタリキャリヤの製作には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、溶接したプラネタリキャリヤカバーの後加工を極力少なくすることが出来る変速装置のプラネタリキャリヤを提供する。

本発明に係るプラネタリキャリヤの基本形態は前記図６に示した従来形状と同じである。しかし、本発明ではプラネタリキャリヤカバーの後加工を極力少なく出来るように構成している。従来のプラネタリキャリヤカバーは切削加工にて製作しているが、本発明ではプレス加工し、しかも表面及び内面が僅かに傾斜している。そして、ピニオンギヤが軸支される軸が嵌る軸穴も中心軸に対して傾斜し、平行とは成っていない。

このように表面及び内面が僅かに傾斜した皿バネ状のプラネタリキャリヤカバーは主軸に圧入されると共に接合部は溶接される。そして溶接歪みによって平坦な面に変形する。すなわち、溶接歪みに基づく変形を前以て考慮した上で、プラネタリキャリヤカバーは皿バネ状にプレス加工される。この際、ピニオンギヤが軸支される軸が嵌る軸穴は皿バネ状に成形される前の平坦な状態で加工され、その為に表面及び内面が傾斜する皿バネ状に成形されることで、主軸に対して僅かに傾斜している。

従って、本発明では、溶接されたプラネタリキャリヤカバーは溶接歪みの影響で変形し、表面及び内面はほぼ平坦な面と成り、主軸に対して垂直面が形成される。又、外周部に設けられて、ピニオンギヤが軸支される軸が嵌る軸穴の中心軸は主軸とほぼ平行になる。その為に、プラネタリキャリヤカバー内面の仕上げ加工は僅かな切削加工で済み、外周軸穴もリーマ加工の削り代を少なく出来る。

本発明のプラネタリキャリヤは、そのプラネタリキャリヤカバーがプレス加工され、しかも僅かに傾斜した皿バネ形状に成形したものを主軸に取付けている。そして、主軸先端のツバに圧入後に接合部は溶接されるが、溶接歪みの影響でプラネタリキャリヤカバー内面は主軸に対して垂直な平坦面となる。従って、該内面の仕上げ切削は少なくて済み、同じくピニオンギヤが軸支される軸が嵌る軸穴も切削は少なくて済む。その為に、プラネタリキャリヤの製作に要する工数は大きく減少して安くなる。

図１は本発明に係るプラネタリキャリヤにピニオンギヤを取付けた場合の断面図を表している。主軸１にはプラネタリキャリヤ２が溶接されている。そして、プラネタリキャリヤ２の外周部にはピニオンギヤ３，３・・が回転自在に取付けられる。

このプラネタリキャリヤ２は主軸１の先端に形成したツバ４にリング状のプラネタリキャリヤカバー５を圧入し、その後に溶接され、バックカバー６が上記プラネタリキャリヤカバー外周に溶接されている。そして、プラネタリキャリヤカバー５とバックカバー６に跨って取付けた軸７には上記ピニオンギヤ３が回転自在に取付けられる。上記軸７は主軸１と一定距離をおいて平行と成っており、又、プラネタリキャリヤカバー５の内面８は主軸１に対して垂直面を成している。

図２はプラネタリキャリヤカバー５を単独で表している具体例であり、中心に穴９を設けた概略リング状をなしている。そして、外周部には４個の軸穴１０，１０・・が形成され、軸穴１０，１０・・の間には、滑らかに湾曲して切欠かれた凹部１１，１１・・を設けている。ところで、このプラネタリキャリヤカバー５は所定厚さの金属板を打抜き・成形されている。

すなわち、外周、中心穴９、及び軸穴１０，１０・・は打抜き加工され、その後、成形されて表面１２及び内面１３は僅かに傾斜している。その為に、軸穴１０の中心軸は、穴９の中心軸と平行ではなくなり、僅かに傾斜する。本発明ではこのように成形した皿バネ状のプラネタリキャリヤカバー５を主軸１のツバ４に圧入して取付け、その後、溶接される。

図３はバックカバー６を単独で表している具体例である。該バックカバー６は背板１４と外周に起立した４本の連結部１５，１５・・から成り、中心には穴１６が貫通して設けられ、そして外周部には軸穴１７，１７・・を有している。連結部１５，１５・・の先端はプラネタリキャリヤカバー５の外周凹部１１，１１・・に配置されて接合部が溶接される。ここで、上記凹部１１，１１・・の切込み深さはバックカバー６の連結部１５，１５・・が溶接された場合に、プラネタリキャリヤカバー外周とほぼ同じ外径と成るようにしている。

図４は主軸先端にプラネタリキャリヤカバー５を取着する工程を表している。主軸１の先端には円盤状のツバ４が設けられ、(ａ)に示すように、該ツバ４に穴９が圧入されてプラネタリキャリヤカバー５が取付けられる。この場合、プラネタリキャリヤカバー５の表面１２及び内面８は主軸１に対して垂直ではなく、僅かな角度α°だけ傾いている。これはプラネタリキャリヤカバー５を製作するに際して、最終工程で成形することで上記角度α°の傾斜が設けられる。

図４(ｂ)はプラネタリキャリヤカバー５を溶接した場合であり、圧入後に接合部が溶接される。該接合部を溶接するならば必然的に溶接歪みが発生し、この溶接歪みの影響にてプラネタリキャリヤカバー５は変形し、表面１２及び内面８の傾斜角度α°はなくなり、主軸１に対して垂直となる。すなわち、溶接歪みの影響を考慮してプラネタリキャリヤカバー５に傾斜角度α°を前以て設けている。

勿論、溶接時の条件により、及びプラネタリキャリヤカバー５の材質のバラツキによって、傾斜角度α°が完全になくなるものではないが、ほぼゼロになる。(ｂ)の部分拡大図に示しているように、内面８は仕上げ加工されるが、この切削代はごく僅かとなり、従来の切削加工に比較して短時間の加工で済む。そして、軸穴１０の中心軸は、圧入時の(ａ)では主軸１に対して傾斜しているが、溶接することでフランジ５が変形して主軸１と平行になる。従って、仕上げ加工としてのリーマ通し削り代を少なくすることが出来る。

このように、プラネタリキャリヤカバー５が主軸１のツバ４に溶接され、仕上げ加工が施されたならばバックカバー６が溶接される。バックカバー６は連結部１５，１５・・の先端がプラネタリキャリヤカバー５の外周凹部１１，１１・・に溶接される為に、溶接歪みの影響でプラネタリキャリヤカバー５の表面１２及び内面８の変形は殆どない。同じくバックカバー６の背板１４の変形も殆どなく、ピニオンギヤ３，３・・を軸支する軸７の取付けに支障を来たさない。

図５はプラネタリキャリヤカバー５とバックカバー６との間に取付けられるピニオンギヤ３の取付け構造を示す展開図である。プラネタリキャリヤカバー５の軸穴１０とバックカバー６の軸穴１７に軸７を嵌合し、該軸７には軸受け１８，１８を介してピニオンギヤ３が回転自在に軸支される。そして、ピニオンギヤ３とプラネタリキャリヤカバー５との間にはワッシャ１９ａ，１９ｂが介在し、同じくピニオンギヤ３とバックカバー６との間にもワッシャ１９ａ，１９ｂが介在している。

本発明に係るプラネタリキャリヤにピニオンギヤを取付けている場合。 プラネタリキャリヤを構成するプラネタリキャリヤカバー。 プラネタリキャリヤを構成するバックカバー。 主軸先端のツバにプラネタリキャリヤカバーを取付ける工程。 プラネタリキャリヤカバーとバックカバー間に設けられるピニオンギヤの取付け構造の展開図。 プラネタリキャリヤに取付けたピニオンギヤが主軸のサンギヤ及び外周のリングギヤと噛み合って構成される変速装置。 主軸先端のツバにプラネタリキャリヤカバーを取付ける従来工程。 プラネタリキャリヤカバーにバックカバーを溶接して構成したプラネタリキャリヤ。 プラネタリキャリヤの外周部にピニオンギヤを取付けた場合。

符号の説明

１ 主軸
２ プラネタリキャリヤ
３ 遊星歯車
４ ツバ
５ プラネタリキャリヤカバー
６ バックカバー
７ 軸
８ 内面
９ 穴
10 軸穴
11 凹部
12 表面
14 背板
15 連結部
16 穴
17 軸穴
18 軸受け
19 ワッシャ

Claims (2)

1. 遊星歯車機構を備えた変速装置であって、主軸に設けたツバにはリング状のプラネタリキャリヤカバーを溶接して取付け、このプラネタリキャリヤカバー外周には連結部を溶接してバックカバーを取付け、プラネタリキャリヤカバー外周部とバックカバー外周部に設けた軸穴に嵌めた軸にピニオンギヤを回転自在に軸支することが出来るプラネタリキャリヤにおいて、上記主軸のツバに圧入されるプラネタリキャリヤカバーはその表面及び内面が中心軸に対する垂直面からバックカバー側へ僅かな角度α°にて傾斜するように成形されたことを特徴とする遊星歯車機構を備えた変速装置のプラネタリキャリヤ。
2. 上記プラネタリキャリヤカバー外周に凹部を形成し、この凹部にバックパネルの背板から延びる連結部を接合して溶接し、連結部外周をプラネタリキャリヤカバー外周とほぼ同じ外径とした請求項１記載の遊星歯車機構を備えた変速装置のプラネタリキャリヤ。

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