JP4285074B2

JP4285074B2 - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JP4285074B2
Application number: JP2003141489A
Authority: JP
Inventors: 直寛今村; 勇治安田; 博文大西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004346955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸から入力される動力を、回転速度を変速して、あるいは、回転方向を逆転させて出力軸に伝達する車両用動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用動力伝達装置として、遊星歯車装置を備えた自動変速機が知られている。遊星歯車装置は、サンギヤ、リングギヤ、サンギヤおよびリングギヤと同軸で回転するキャリヤ、キャリヤに自転可能に支持されてそれらサンギヤおよびリングギヤに噛み合わされているピニオンギヤ、両端がキャリヤに支持され且つピニオンギヤの軸心に挿し通されるピニオンシャフトを有しており、遊星歯車装置の各ギヤが連結または固定されることにより、変速が達成される。
【０００３】
また、この型式の自動変速機には、遊星歯車装置の各ギヤを連結または固定するために、多板クラッチまたは多板ブレーキなどの摩擦係合装置が設けられる。
【０００４】
上記摩擦係合装置は、円盤状の摩擦板の内周部においてその摩擦板とスプライン嵌合するハブ部材を備えており、このハブ部材が、遊星歯車装置のキャリヤに固定されて、キャリヤと一体回転させられるようになっている場合がある（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１に従来技術として記載されている構造では、ハブ部材はボルトによりキャリヤに固定されている。特許文献１の発明にかかる構造では、キャリヤの外周縁およびハブ部材に、互いに嵌合するスプラインが形成されることにより、ハブ部材のキャリヤに対する相対回転が規制され、スナップリングにより、ハブ部材の軸方向への移動が規制されている。また、特許文献２に記載されている構造では、ハブ部材は溶接によりキャリヤに固定されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１８２８０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−８１１１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
摩擦係合装置のハブ部材を遊星歯車装置のキャリヤに固定するために、ボルトを用いる方法やスプライン構造とスナップリングによる方法では、部品点数が増えるので、製造コストが上昇するとともに、重量も増加するという問題がある。また、溶接により固定する方法では、工程数の増加により製造コストが上昇するという問題がある。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、製造コストおよび重量を低減することができる車両用動力伝達装置装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明は、(a)サンギヤおよびリングギヤと、それらと噛み合うピニオンギヤを自転回転可能に支持し且つそのサンギヤと同軸上で回転するキャリヤと、そのピニオンギヤを回転可能に支持した状態でそのキャリヤに固定されたピニオンシャフトと、そのキャリヤの径方向からそのピニオンシャフトとそのキャリヤに挿し通されて、そのピニオンシャフトのそのキャリヤに対する相対移動を禁止するピニオンシャフト固定部材とを有する遊星歯車装置と、(b)前記キャリヤに固定された回転部材とを、備えた車両用動力伝達装置であって、(c)前記ピニオンシャフトは、そのピニオンシャフトの軸心に形成された油流通穴と、そのピニオンシャフトの一端部においてその油流通穴と連通した状態で径方向に貫通するように形成された貫通穴とを有し、(d)前記キャリヤは、前記ピニオンシャフトの一端部を支持するとともに、径方向に貫通して前記貫通穴と連通し且つ一直線上に位置する一対の第１径方向穴および第２径方向穴が形成された嵌合部を有し、(e)前記回転部材は、そのキャリヤから外周側へフランジ状に突き出すとともに、径方向に貫通する連通穴が形成されて前記キャリヤの嵌合部の外側に嵌合される円筒部を有し、(f)ピニオンシャフト固定部材は、前記円筒部の連通穴から前記キャリヤの第１径方向穴を通して前記ピニオンシャフトに形成された前記貫通穴の外周側の一部に挿入されることにより、前記油流通穴と前記貫通穴の他の一部との連通を維持しつつ、そのピニオンシャフトおよび前記回転部材を前記キャリヤの嵌合部に固定することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
この発明によれば、キャリヤと一体回転させられる回転部材は、ピニオンシャフトをキャリヤに固定するためのピニオンシャフト固定部材によりキャリヤに固定されるので、回転部材をキャリヤに固定するための専用の部品も、溶接も不要となるため、部品点数の低減により重量が低減でき、また、製造コストも低減できる。
【００１０】
【発明の他の態様】
ここで、好ましくは、前記回転部材の円筒部と、その円筒部に嵌め合わせられる前記キャリヤの嵌合部に、互いに嵌合するスプラインが形成される。このようにすれば、キャリヤに対する回転部材の相対回転は、専ら、そのスプラインの嵌合によって阻止されるので、回転部材とキャリヤとの間のトルクの伝達が確実になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１の(a) は、本発明の一実施例である車両用自動変速機１０の骨子図で、(b) は複数の変速段を成立させる際の係合要素を説明する作動表である。
【００１２】
この車両用自動変速機１０は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転速度を変速して出力歯車２４から出力する。入力軸２２は、エンジン等の走行用駆動源によって回転駆動されるトルクコンバータのタービン軸などであり、出力歯車２４は、差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この車両用自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１(a) では中心線の下半分が省略されている。
【００１３】
第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、キャリヤＣＡ１、およびリングギヤＲ１の３つの回転要素を備えており、サンギヤＳ１が入力軸２２に連結されて回転駆動され、リングギヤＲ１が第３ブレーキＢ３を介して回転不能にケース２６に固定されることにより、キャリヤＣＡ１が入力軸２２に対して減速回転させられ、一体的に連結されたサンギヤＳ３へ出力するようになっている。
【００１４】
第２遊星歯車装置１６は、サンギヤＳ２、キャリヤＣＡ２、およびリングギヤＲ２の３つの回転要素を備えており、第３遊星歯車装置１８は、サンギヤＳ３、キャリヤＣＡ３、およびリングギヤＲ３の３つの回転要素を備えており、第２遊星歯車装置１６および第３遊星歯車装置１８は、キャリヤＣＡ２およびＣＡ３が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤＲ２およびＲ３が共通の部材にて構成されており、且つ第２遊星歯車装置１６のピニオンギヤが第３遊星歯車装置１８の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。
【００１５】
サンギヤＳ３は第１ブレーキＢ１によって選択的にケース２６に連結されて回転停止させられ、リングギヤＲ２、Ｒ３は第２ブレーキＢ２によって選択的にケース２６に連結されて回転停止させられ、サンギヤＳ２は第１クラッチＣ１を介して選択的に前記入力軸２２に連結され、リングギヤＲ２、Ｒ３は第２クラッチＣ２を介して選択的に入力軸２２に連結され、サンギヤＳ３はキャリヤＣＡ１に一体的に連結され、キャリヤＣＡ２、ＣＡ３は出力歯車２４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。
【００１６】
図２は、図１の第１変速部１４の構造を示す断面図である。入力軸２２は、第１入力軸２８と第２入力軸３０とからなり、第１入力軸２８と第２入力軸３０とは、第１入力軸２８の第２入力軸３０側の端部の内周面に設けられたスプライン部３２と、第２入力軸３０の第１入力軸２８側の端部の外周面に設けられたスプライン部３４とが噛み合うことにより、軸心まわりに一体的に回転させられる。
【００１７】
さらに、第１入力軸２８の第２入力軸３０側の端にはフランジ部３６が形成されており、そのフランジ部３６の外周面に、サンギヤＳ１のフランジ部３８の内周面が溶接により固定されているので、サンギヤＳ１は、第１入力軸２８と一体回転させられる。
【００１８】
サンギヤＳ１には、ピニオンギヤＰ１が噛み合わせられており、また、ピニオンギヤＰ１は、リングギヤＲ１とも噛み合わせられている。ピニオンギヤＰ１の軸心には、ピニオンシャフト４０が挿し通されており、ピニオンシャフト４０は、ベアリング４２を介してピニオンギヤＰ１を自転回転可能に支持している。
【００１９】
キャリヤＣＡ１は、ハブ部４４と、ピニオンギヤＰ１を支持する円環状の支持部４６と、そのハブ部４４と支持部４６とを連結する連結部４８とからなる。ハブ部４４は、第２入力軸３０の外周側に設けられ、第２入力軸３０と同軸上でその第２入力軸３０に対して相対回転回転とされた第１中間軸５０とスプライン嵌合されている。連結部４８は、内周端がハブ部４４の第１入力軸２８側の端に連結され、外周側ほど第１入力軸２８側へ向かい、外周端が支持部４６の一方の端に連結されている。また、前記ピニオンシャフト４０は、支持部４６に設けられ、支持部４６を軸方向に貫通する軸方向穴５２に挿入され、且つ、その両端が支持部４６に支持されているので、ピニオンギヤＰ１は、キャリヤＣＡ１と一体回転させられる。
【００２０】
リングギヤＲ１は、内周面に歯を有するギヤ部５４と、ギヤ部５４の軸方向の第２変速部２０側（図２の左側）端部においてそのギヤ部５４と連結され、そのギヤ部５４よりもやや大径のドラム部５６とを有している。このドラム部５６は、ブレーキハブとして機能し、ドラム部５６の外周にはスプライン部５８が形成されている。このスプライン部５８と、内周部がスプライン形状とされたブレーキＢ３の外向摩擦板６０とが嵌合する。
【００２１】
上記リングギヤＲ１のドラム部５６の内周面には、リングギヤＲ１の軸方向への移動を規制する円盤状の規制板６２の外周端が固定されている。この規制板５８の内周端の一方の側面とキャリヤＣＡ１との間、および他方の側面とナット６４との間にはベアリング６６がそれぞれ介挿されている。このナット６４は、出力歯車２４の軸方向への移動を禁止するためのものであり、ナット６４は、出力歯車２４にスプライン嵌合された第２中間軸６８の一端に螺合されるととともに、座金７０を介して出力歯車２４に当接させられている。
【００２２】
キャリヤＣＡ１の支持部４６において、ピニオンシャフト４０の規制板６２とは反対側の端を支持する部分は、後述するブレーキハブ８２のハブ部８４と嵌め合わせられる嵌合部６３であり、その嵌合部６３には、軸方向穴５２よりも外周側に形成され、その軸方向穴５２と連通する第１径方向穴７２、および、その第１径方向穴７２と同軸上であって軸方向穴５２よりも内周側に形成され、その軸方向穴５２と連通する第２径方向穴７４が形成されている。
【００２３】
ピニオンシャフト４０には、ピニオンシャフト４０がキャリヤＣＡ１に支持された状態で上記第１径方向穴７２および第２径方向穴７４と連通する貫通穴７６が形成されており、この貫通穴７６は、ピン挿入穴部７６ａと油流通穴部７６ｂとからなる。ピン挿入穴部７６ａは、その軸方向の長さがピニオンシャフト４０の半径よりもやや短く、上記第１径方向穴７２と連通されてピニオンシャフト固定部材であるピニオンシャフト固定ピン７８が挿入される。油流通穴部７６ｂは、上記第２径方向穴７４と連通させられ、ピン挿入穴部７６ａよりも直径がやや小さくされ、潤滑油が供給される。また、ピニオンシャフト４０には、そのピニオンシャフト４０の軸心を通り、一方の端が上記油流通穴部７６ｂと連通させられている油流通穴８０が設けられている。
【００２４】
ブレーキハブ８２は、キャリヤＣＡ１と一体回転させられる回転部材であり、キャリヤＣＡ１の嵌合部６３に嵌め合わせられるハブ部８４（すなわち円筒部）と、そのハブ部８４の一端から径方向外側に延びるフランジ部８６と、そのフランジ部８６の外周端から軸方向において上記ハブ部８４とは反対側に延びるドラム部８８とを有している。上記ドラム部８８の外周面はスプライン形状とされており、ドラム部８８は、内周部がスプライン形状とされたブレーキＢ１の複数の外向摩擦板９０と嵌合する。この複数の外向摩擦板９０と、外向摩擦板９０の間に介在させられた内向摩擦板９２とは、それら摩擦板９０、９２の積層方向に移動可能なピストン９４によってその積層方向に移動させられ、互いに係合させられるようになっている。
【００２５】
図３は、第１変速部１４のキャリヤＣＡ１、ピニオンシャフト４０、およびブレーキハブ８２の組図であって、キャリヤＣＡ１の嵌合部６３側から見た正面図である。図３に示すように、キャリヤＣＡ１の嵌合部６３の外周面はスプライン形状とされており、また、ブレーキハブ８２のハブ部８４は、嵌合部６３に形成されたそのスプラインと嵌合するスプライン形状とされているので、ブレーキハブ８２は、キャリヤＣＡ１に対して相対回転不能となっている。
【００２６】
図４は、図２の拡大図であって、ピニオンシャフト固定ピン７８付近を示す図である。図４に示すように、ブレーキハブ８２のハブ部８４には、径方向に貫通し、そのハブ部８４がキャリヤＣＡ１の嵌合部６３に嵌め合わせられた状態でキャリヤＣＡ１の第１径方向穴７２と連通する連通穴９６が設けられている。この連通穴９６の外周側の開口付近には、連通穴９６の軸心方向すなわち連通穴９６を狭める方向に突き出す一対の突起９８が形成されている。この突起９８は、ピニオンシャフト固定ピン７８が連通穴９６から抜け出るのを防止するためのものである。
【００２７】
ピニオンシャフト固定ピン７８の長さは、ピニオンシャフト４０のピン挿入穴部７６ａの長さにキャリヤＣＡ１の第１径方向穴７２の長さを加えた長さよりも長く、且つ、その長さにブレーキハブ８２の連通穴９６の長さ（すなわちハブ部８４の厚さ）を加えた長さよりも短くされており、また、ピニオンシャフト固定ピン７８の一端はピン挿入穴部７６ａの油流通穴部７６ｂ側の端と一致しているので、ピニオンシャフト固定ピン７８により、ピニオンシャフト４０およびブレーキハブ８２は、キャリヤＣＡ１に対する相対移動が不能となっている。
【００２８】
キャリヤＣＡ１にブレーキハブ８２を組み付けるには、以下のようにする。まず、キャリヤＣＡ１にピニオンシャフト４０を支持させるとともに、キャリヤＣＡ１の嵌合部６３にブレーキハブ８２のハブ部８４を嵌め合わせる。次いで、ブレーキハブ８２の連通穴９６から、キャリヤＣＡ１の第１径方向穴７２を介して、ピニオンシャフト４０のピン挿入穴部７６ａへ、ピニオンシャフト固定ピン７８を挿入する。ピニオンシャフト固定ピン７８の直径は、ピニオンシャフト４０に形成されている油流通穴部７６ｂの直径よりも大きくされているので、ピニオンシャフト固定ピン７８は、その一端がピン挿入穴部７６ａの油流通穴部７６ｂ側の端と一致させられた状態で止まる。その後、連通穴９６の外周側の開口を、一文字ポンチ等により叩いて、突起９８を形成する。
【００２９】
上述の実施例によれば、キャリヤＣＡ１と一体回転させられるブレーキハブ８２は、ピニオンシャフト４０をキャリヤＣＡ１に固定するためのピニオンシャフト固定ピン７８によりキャリヤＣＡ１に固定されるので、ブレーキハブ８２をキャリヤＣＡ１に固定するための専用の部品も、溶接も不要となるため、部品点数の低減により重量が低減でき、また、製造コストも低減できる。
【００３０】
また、上述の実施例によれば、ブレーキハブ８２のハブ部８４と、そのハブ部８４が固定されるキャリヤＣＡ１の嵌合部６３には、互いに嵌合するスプラインが形成されているので、ブレーキハブ８２とキャリヤＣＡ１との間のトルクの伝達が確実になる。
【００３１】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００３２】
たとえば、前述の実施例の自動変速機１０は、ブレーキハブ８２がキャリヤＣＡ１と一体的に回転させられており、そのブレーキハブ８２が回転部材とされて、ブレーキハブ８２のハブ部８４（すなわち円筒部）に設けられた連通穴９６にピニオンシャフト固定ピン７８が挿入されることにより、ブレーキハブ８２がキャリヤＣＡ１に固定されていたが、回転部材はクラッチハブやギヤであってもよい。すなわち、クラッチハブがキャリヤに嵌め合わせられてそのキャリヤと一体的に回転させられる構造を有する自動変速機の場合には、そのクラッチハブが回転部材とされて、クラッチハブがピニオンシャフト固定ピンにより上記キャリヤに固定されてもよい。また、複数の遊星歯車装置を備え、一つの遊星歯車装置のキャリヤに他の遊星歯車装置のギヤが嵌め合わせられてそのキャリヤと一体的に回転させられる構造を有する自動変速機の場合には、そのギヤが回転部材とされて、そのギヤがピニオンシャフト固定ピンによりキャリヤに固定されてもよい。
【００３３】
また、前述の実施例では、動力伝達装置として自動変速機の例を説明したが、本発明は、遊星歯車装置を備えた前進後進切り替え装置にも適用することができる。
【００３４】
また、前述の実施例では、回転部材であるブレーキハブ８２において、キャリヤＣＡ１に嵌め合わせられる円筒部は内周側の円筒部すなわちハブ部８４であったが、外周側の円筒部（前述の実施例ではドラム部８８）がキャリヤに嵌め合わせられる構造にも本発明は適用することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) は本発明の一実施例である車両用自動変速機の骨子図で、(b) は複数の変速段を成立させる際の係合要素を説明する作動表である。
【図２】図１の第１変速部の構造を示す断面図である。
【図３】第１変速部のキャリヤ、ピニオンシャフト、およびブレーキハブの組図であって、キャリヤの嵌合部側から見た正面図である。
【図４】図２の拡大図であって、ピニオンシャフト固定ピン付近を示す図である。
【符号の説明】
１０：車両用自動変速機（車両用動力伝達装置）
１２：第１遊星歯車装置
４０：ピニオンシャフト
６３：（キャリヤＣＡ１の）嵌合部
７８：ピニオンシャフト固定ピン（ピニオンシャフト固定部材）
８２：ブレーキハブ（回転部材）
８４：ハブ部（円筒部）
９６：連通穴（円筒部の穴）
Ｓ１：サンギヤ
Ｒ１：リングギヤ
ＣＡ１：キャリヤ
Ｐ１：ピニオンギヤ

Claims

サンギヤおよびリングギヤと、それらと噛み合うピニオンギヤを自転回転可能に支持し且つ該サンギヤと同軸上で回転するキャリヤと、該ピニオンギヤを回転可能に支持した状態で該キャリヤに固定されたピニオンシャフトと、該キャリヤの径方向から該ピニオンシャフトと該キャリヤに挿し通されて、該ピニオンシャフトの該キャリヤに対する相対移動を禁止するピニオンシャフト固定部材とを有する遊星歯車装置と、
前記キャリヤに固定された回転部材と
を、備えた車両用動力伝達装置であって、
前記ピニオンシャフトは、該ピニオンシャフトの軸心に形成された油流通穴と、該ピニオンシャフトの一端部において該油流通穴と連通した状態で径方向に貫通するように形成された貫通穴とを有し、
前記キャリヤは、前記ピニオンシャフトの一端部を支持するとともに、径方向に貫通して前記貫通穴と連通し且つ一直線上に位置する一対の第１径方向穴および第２径方向穴が形成された嵌合部を有し、
前記回転部材は、該キャリヤから外周側へフランジ状に突き出すとともに、径方向に貫通する連通穴が形成されて前記キャリヤの嵌合部の外側に嵌合される円筒部を有し、
ピニオンシャフト固定部材は、前記円筒部の連通穴から前記キャリヤの第１径方向穴を通して前記ピニオンシャフトに形成された前記貫通穴の外周側の一部に挿入されることにより、前記油流通穴と前記貫通穴の他の一部との連通を維持しつつ、該ピニオンシャフトおよび前記回転部材を前記キャリヤの嵌合部に固定することを特徴とする車両用動力伝達装置。
前記回転部材の円筒部と該円筒部に嵌め合わせられる前記キャリヤの嵌合部に、互いに嵌合するスプラインが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
前記ピニオンシャフトの一端部に形成された貫通穴は、前記ピニオンシャフト固定部材が嵌め入れられたピン挿入穴部とそれに続く油流通穴部とを有し、
前記キャリヤの嵌合部に形成された第２径方向穴から前記貫通穴の油流通穴部を経て前記ピニオンシャフトの軸心に形成された油流通穴に至る潤滑油供給油路が形成されていることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置。
前記ピニオンシャフトの一端部に形成された貫通穴において、前記ピニオンシャフト固定部材が嵌め入れられたピン挿入穴部は、該ピン挿入穴部に続いて形成された前記油流通穴部よりも大径であることを特徴とする請求項３の車両用動力伝達装置。