JP2012154454A - プラネタリキャリア - Google Patents

Abstract

【課題】プラネタリキャリアの内スプラインおよび外スプラインの直径サイズを変更することなく、プラネタリキャリアの一端面に押し出しピン用の座面を確保し易くする。
【解決手段】内スプライン１３１と外スプライン１３２とが形成された略筒状の筒状部１３０を備え、内スプライン１３１が筒状部１３０の一端面１３６から形成されているものを前提とし、外スプライン１３２から筒状部１３０の一端面１３６に亘って、外スプライン１３２のスプライン歯に連続する凸条１３３が形成されたプラネタリキャリア１００。前記凸条１３３の歯幅１３３１および歯底径１３３２は、型抜き勾配により、前記一端面１３６側ほど縮小していることが望ましい。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される遊星歯車機構のプラネタリキャリアに関し、特に、内スプラインおよび外スプラインを有するプラネタリキャリアに関する。

自動車等の無段変速機（ＣＶＴ）の前後進切換機構などには、遊星歯車機構が使用されている。遊星歯車機構のプラネタリキャリアには、クラッチディスクやブレーキディスクをスプライン嵌合させるための内スプラインおよび外スプラインを有するものがある。この種のプラネタリキャリアでは、内スプラインのみがプラネタリキャリアの一端面から形成されており、外スプラインはプラネタリキャリアの一端面から形成されていない（例えば、特許文献１を参照）。

図５および図６は、この種のプラネタリキャリアの一例を示す図である。図に示すプラネタリキャリア２００は、ボス部２１０と、ボス部２１０の軸線方向一端側から半径方向外側に形成された円板部２２０と、円板部２２０の外周部から軸線方向片側に形成された略円筒状の筒状部２３０と、を備えている。筒状部２３０の内側と外側とには、それぞれ内スプライン２３１および外スプライン２３２がそれぞれ形成されている。これら内スプライン２３１と外スプライン２３２の各スプライン歯の周方向ピッチ（位相）は一致している。また、既述したように、内スプライン２３１はプラネタリキャリア２００（筒状部２３０）の一端面２３６から形成されているのに対し、外スプライン２３２はプラネタリキャリア２００（筒状部２３０）の一端面２３６から形成されていない。つまり、筒状部２３０の外周部は、前記一端面２３６から軸線方向所定範囲内で円筒面２３３になっている。

なお、プラネタリキャリア２００の筒状部２３０には、プラネタリギヤの設置スペース２３８や、プラネタリギヤの軸ピンを挿通するためのピン孔２３４が形成されている。このピン孔２３４を形成するために、内スプライン２３１の一部が欠歯されており、欠歯部２３１１のピン孔２３４に対応した箇所に、半径方向外側に凹んだ凹部２３５が形成されている。この凹部２３５は、ピン孔２３４を加工するために設けられるものであり、ピン孔２３４の延長線上近傍に形成される。この凹部２３５が形成されている部分では、筒状部２３０の半径方向の肉厚Ｔが薄くなってしまう。

特開２００９−１４２９３５号公報

ところで、プラネタリキャリアをアルミダイカストにて製造する場合、鋳造時に所定サイズ（直径）の押し出しピン用の座面２３７（図６参照）を筒状部２３０の一端面２３６に確保することが必要となる。しかし、従来のプラネタリキャリアでは、筒状部２３０の一端面２３６のスペースが小さいことから、当該一端面２３６に上記座面を確保することが困難となる場合があった。もちろん、外スプライン２３２の直径を大きくしたり、内スプライン２３１の直径を小さくすることで、筒状部２３０一端面２３６のスペースを大きくし、上記座面を確保することは可能である。しかし、そのようにすると、プラネタリキャリア２００のサイズが大きくなり、遊星歯車機構全体の体格や重量が大幅に増大してしまうことが懸念される。

本発明はかかる問題に鑑みて創案されたものであり、プラネタリキャリアの内スプラインおよび外スプラインの直径サイズを変更することなく、プラネタリキャリアの一端面に押し出しピン用の座面を確保し易くできるプラネタリキャリアを提供することを目的する。

上述の課題を解決するための手段として、本発明のプラネタリキャリアは、以下のように構成されている。

すなわち、本発明のプラネタリキャリアは、内スプラインと外スプラインとが形成された略筒状の筒状部を備え、前記内スプラインが前記筒状部の一端面から形成されているものを前提とし、前記外スプラインから前記筒状部の前記一端面に亘って、前記外スプラインのスプライン歯に連続する凸条が形成されたことを特徴としている。

かかる構成を備えるプラネタリキャリアによれば、前記外スプラインから前記筒状部の一端面に亘って前記凸条が形成されていることから、内スプラインおよび外スプラインの直径サイズを変更することなく、筒状部の一端面のスペースを従来よりも広くすることができる。その結果、従来のプラネタリキャリアよりも押し出しピン用の座面を確保することが容易になる。

前記凸条の歯幅および歯底径は、型抜き勾配により、前記一端面側ほど縮小していることが望ましい。

外スプラインにブレーキ板等のディスクをスプライン嵌合させたときのバックラッシュと、凸条にブレーキ板等のディスクを嵌合させたときのバックラッシュとを比較すると、後者の方が大きくなる。また、ブレーキ板等のディスクは筒状部の前記一端面側から凸条を通じて外スプラインに組み付けられるため、この凸条が外スプラインへのガイドとなることから、ブレーキ板等のディスクの外スプラインに対する組付性が向上する。

本発明のプラネタリキャリアによれば、外スプラインから筒状部の一端面に亘って外スプラインのスプライン歯に連続する凸条が形成されていることから、内スプラインおよび外スプラインの直径サイズを変更することなく、筒状部の一端面のスペースを従来よりも広くすることができる。その結果、従来のプラネタリキャリアよりも押し出しピン用の座面を確保することが容易になる。

本発明の実施の形態に係るプラネタリキャリアを有する遊星歯車機構を搭載した車両のパワートレインを示すスケルトン図である。 本発明の実施の形態に係るプラネタリキャリアを軸線方向の一方から視た図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ部拡大図である。 従来例に係るプラネタリキャリアを軸線を含む平面で切断して表した断面図である。 図５のＣ矢視図である。

以下、本発明の実施の形態に係るプラネタリキャリアについて図面に基づき説明する。本実施形態においては、ベルト式無段変速機とともに車両に搭載される前後進切換装置の遊星歯車機構に含まれるプラネタリキャリアを例に挙げて説明する。

図１は、ベルト式無段変速機を搭載した車両のパワートレインを示している。この図１に示す車両は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両であって、エンジン１、トルクコンバータ２、前後進切換装置３、ベルト式無段変速機４、減速歯車装置５、差動歯車装置６などを搭載している。

エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１は、トルクコンバータ２に連結されており、エンジン１の出力が、トルクコンバータ２から前後進切換装置３、ベルト式無段変速機４および減速歯車装置５を介して差動歯車装置６に伝達され、左右の駆動輪（図示せず。）へ分配されるようになっている。

前後進切換装置３は、遊星歯車機構３０、多板式クラッチ６０および多板式ブレーキ５０を備えている。以下、単にクラッチ６０、ブレーキ５０という。図１に例示する遊星歯車機構３０は、シングルピニオン方式のものであり、サンギヤ３１がタービンシャフト２８に連結されており、リングギヤ３２がベルト式無段変速機４の入力軸４０に連結されている。ブレーキ５０は、プラネタリキャリア１００の回転を停止するためのものであり、クラッチ６０は、プラネタリキャリア１００とサンギヤ３１とを回転一体に締結するためのものである。プラネタリキャリア１００は、タービンシャフト２８と同軸上に回転自在に設置されて、プラネタリギヤ３３を自転自在に支持している。

クラッチ６０を解放してブレーキ５０を締結すると、プラネタリキャリア１００の回転が規制されて、タービンシャフト２８の回転は、サンギヤ３１、プラネタリギヤ３３およびリングギヤ３２により反転かつ減速されて入力軸４０へ伝達される。一方、ブレーキ５０を解放してクラッチ６０を締結すると、プラネタリキャリア１００とサンギヤ３１とが一体に回転して、タービンシャフト２８と入力軸４０とが直結される。また、クラッチ６０およびブレーキ５０がともに解放されると、前後進切換装置３は、動力を遮断してニュートラル状態を形成する。

前記ベルト式無段変速機４は、入力側のプライマリプーリ４１、出力側のセカンダリプーリ４２、およびこれらプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２との間に巻き掛けられた金属製のベルト４３などからなる。

以下、本実施形態に係る前記プラネタリキャリア１００についてさらに詳細に説明する。

図２〜図４に示すように、プラネタリキャリア１００は、ボス部１１０と、ボス部１１０の軸線方向一端側から半径方向外側に形成された円板部１２０と、円板部１２０の外周部から軸線方向片側に形成された略円筒状の筒状部１３０と、を備えている。これら各部１１０〜１３０は一体に形成されている。このプラネタリキャリア１００には、例えば、鉄、銅、炭素の焼結材、アルミダイカストなどを採用することができるが、本実施形態では、アルミダイカストが採用されている。

筒状部１３０の内側と外側には、内スプライン１３１と外スプライン１３２とがそれぞれ形成されている。内スプライン１３１には、クラッチ６０のクラッチ板６１（図１参照）の外周部がスプライン嵌合される。一方、外スプライン１３２には、ブレーキ５０のブレーキ板５１の内周部がスプライン嵌合される。

図３に示すように示すように、外スプライン１３２と筒状部１３０の一端面１３６との間には、外スプライン１３２から上記一端面１３６に亘って凸条１３３が形成されている。この凸条１３３は、外スプライン１３２の各スプライン歯にそれぞれ連続している。凸条１３３が筒状部１３０の一端面１３６に亘るまで形成されていることにより、筒状部１３０の一端面１３６のスペースが広くなる。この結果、所定サイズの押し出しピン用の座面を確保することが容易になる。

上記凸条１３３は、例えば、外スプライン１３２を筒状部１３０の一端部１３６に至るまで形成し、その歯先を小径化したものとすることができる。

また、本実施形態に係るプラネタリキャリア１００では、内スプライン１３１と凸条１３３（外スプライン１３２）との周方向ピッチ（位相）が相違しており、複数箇所（図２、図４において符号１３７で示す箇所）において、凸条１３３と内スプライン１３１のスプライン歯との周方向位置が一致している。これにより、当該一致箇所を押し出しピン用の座面１３７とすれば、さらに押し出しピン用の座面を確保することが容易になる。

外スプライン１３２の各スプライン歯と凸条１３３とは、歯丈を除いて同じ形状とされ、詳しく図示しないが、型抜き勾配により凸条１３３の歯幅１３３１および歯底径１３３２は、軸線方向に前記一端面１３６側ほど縮小している。外スプライン１３２にブレーキ板５１をスプライン嵌合させたときのバックラッシュと凸条１３３にブレーキ板５１を嵌合させたときのバックラッシュとを比較すると、後者の方が大きく、かつ、ブレーキ板５１が筒状部１３０の一端面１３６側から凸条１３３を通じて外スプライン１３２に組み付けられることにより、この凸条１３３が外スプライン１３２への組付時のガイドとなる。つまり、凸条１３３が外スプライン１３２への組付時のガイドとなることで、ブレーキ板５１を外スプライン１３２に組み付ける際の組付性が向上するようになっている。

プラネタリキャリア１００の筒状部１３０には、プラネタリギヤ３３の設置スペース１３８や、このプラネタリギヤ３３の軸ピンを挿通するためのピン孔１３４が形成されている。図４に示すように、上記ピン孔１３４を形成するために、内スプライン１３１の一部が欠歯され、欠歯部１３１１が形成されている。さらに、筒状部１３０の内周には、上記ピン孔１３４に対応した箇所に、半径方向外側に凹んだ凹部１３５が形成されている。この凹部１３５は、ピン孔１３４を加工する際に必要となるものであり、ピン孔１３４の延長線上近傍に形成される。

筒状部１３０において、上記凹部１３５が形成されている部分では、半径方向の肉厚Ｔが薄くなるが、従来のプラネタリギヤと比較して、凸条１３３が筒状部１３０の一端面１３６に亘るまで形成され、当該一端面１３６の面積が広くなっている分、肉厚Ｔも厚くなっている。このことにより、プラネタリキャリア１００の強度、剛性等が向上している。

なお、既述の実施形態においては、外スプライン１３２の全てのスプライン歯と凸条１３３との数が一致しているが、外スプライン１３２のスプライン歯の数より凸条１３３の数を少なく設定してもよい。もちろん、押し出しピンの座面１３７は、一端面１３６のうち、凸条１３３が形成されている部位に設けることが望ましい。

本発明は、例えば、自動車等の車両に搭載される遊星歯車機構のプラネタリキャリアに適用することができる。

１００ プラネタリキャリア
１３０ 筒状部
１３１ 内スプライン
１３２ 外スプライン
１３３ 凸条
１３６ 一端面
１３３１ 凸条の歯幅
１３３２ 凸条の歯底径

Claims (2)

1. 内スプラインと外スプラインとが形成された略筒状の筒状部を備え、前記内スプラインが前記筒状部の一端面から形成されているプラネタリキャリアにおいて、
   前記外スプラインから前記筒状部の前記一端面に亘って、前記外スプラインのスプライン歯に連続する凸条が形成されたことを特徴とするプラネタリキャリア。
2. 請求項１に記載のプラネタリキャリアにおいて、
   前記凸条の歯幅および歯底径は、型抜き勾配により、前記一端面側ほど縮小していることを特徴とするプラネタリキャリア。