JP4389641B2

JP4389641B2 - プラネタリキャリヤ

Info

Publication number: JP4389641B2
Application number: JP2004120111A
Authority: JP
Inventors: 憲弘山村; 勇治安田; 直紀加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2024-04-15
Also published as: JP2005299877A

Description

本発明はプラネタリギヤユニットのプラネタリキャリヤに関し、特に、そのプラネタリキャリヤの剛性を向上させる技術に関する。

自動変速機等に用いられるプラネタリギヤユニットは、一般に、サンギヤ、リングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと同軸で回転するプラネタリキャリヤ、および、そのプラネタリ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を有している。上記プラネタリキャリヤは、ピニオンの軸心に挿し通されたピニオンシャフトの両端を支持するための一対の支持壁を有している。

上記プラネタリギヤユニットの各ギヤの歯は、噛み合いの進行が連続して円滑に行われるようにするため、はす歯とされることが多い。しかし、噛み合い歯をはす歯とすると、ピニオンを支持するプラネタリキャリヤには、噛み合いの反力により捩りモーメントが生じる。従って、プラネタリキャリヤには高い剛性が要求される。そこで、上記一対の支持壁間を互いに連結する軸方向の連結壁を、周方向に複数設けることが考えられている（たとえば、特許文献１）。

上記特許文献１に記載のものはラビニヨ型のプラネタリキャリヤであり、ラビニヨ型のプラネタリキャリヤの場合、ピニオンの軸長が長くなるので、特に、連結壁により剛性を確保する必要性が高い。
特開２００１−１０８０２７号公報

上記プラネタリキャリヤの剛性をさらに高めようとする場合、上記複数の連結壁を、それら複数の連結壁の内周側にて互いに連結する径方向の補強壁を設けることが考えられる。

その一方で、プラネタリキャリヤには、一方の支持壁の外側面から、プラネタリキャリヤの軸方向外側に突き出し、他の部材と嵌合させられるボス部が設けられることが多い。このようにボス部を有するプラネタリキャリヤを他の部材に圧入するには、ボス部とは反対側からプラネタリキャリヤを押圧する必要があるが、その際、他方の支持壁を押圧するとプラネタリキャリヤが変形する恐れがある。特に、前記特許文献１のように、ラビニヨ型のプラネタリキャリヤの場合には、一対の支持壁間の距離が長くなるので変形の恐れが大きい。

従って、プラネタリキャリヤの変形を考慮すると、プラネタリキャリヤを他の部材に圧入する場合、ボス部を有する一方の支持壁の内側面を押圧する必要があり、そのためには、他方の支持壁側から圧入治具を導入してその圧入治具の先端をこの一方の支持壁の内側面に当接させる必要がある。

しかし、補強壁により連結壁の内周側を塞いでしまうと、その補強壁に遮られ、圧入治具を他方の支持壁からボス部を有する一方の支持壁まで挿入できないという問題がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、圧入治具の挿入スペースを確保しつつ、剛性を可及的に向上させることができるプラネタリキャリヤを提供することにある。

上記目的を達成するための第１発明は、(a)複数のピニオンを支持する複数本のピニオンシャフトの端部を支持するための複数個の支持穴が外周部にそれぞれ形成された円盤状の一対の第１および第２の支持壁と、(b)その第１の支持壁からその第２の支持壁とは反対側に突き出すボス部と、(c)その第１および第２の支持壁を相互に連結する連結壁とを備え、前記第１の支持壁の内側が圧入治具により前記ボス部側へ押圧される形式のプラネタリキャリヤであって、(d)前記連結壁の周方向の互いに異なる部位間を、その連結壁の内周側にて連結する補強壁が、前記第１および第２の支持壁の間に設けられており、(e)その補強壁には、前記第１の支持壁との間で前記ピニオンシャフトを支持するための支持穴が形成されるとともに、軸心からの距離が前記第２の支持壁の内周半径よりも小さく且つ前記第１の支持壁の内周半径よりも大きくなる範囲に位置するように、前記圧入治具の突柱部を通すための複数の貫通穴が形成されており、(f)その貫通穴は、前記第１の支持壁との間で前記ピニオンシャフトを支持するための支持穴を有し、その支持穴の中心からの最短距離が前記ピニオンシャフトに支持される前記ピニオンの半径よりも大きくなる位置に形成されていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明のプラネタリキャリヤにおいて、前記ピニオンは、ショートピニオンおよびロングピニオンをそれぞれ複数含み、前記補強壁にてその複数のショートピニオンの一端を支持することを特徴とする。

第１発明によれば、連結壁の周方向の互いに異なる部位間を連結壁内周側にて連結する補強壁が設けられているので、プラネタリキャリヤの剛性が向上し、また、その補強壁には、軸方向に貫通し、少なくとも一部が、軸心からの距離が前記第２の支持壁の内周半径よりも小さく、且つ、前記第１の支持壁の内周半径よりも大きくなる範囲に位置するように、複数の貫通穴が形成されているので、圧入治具の先端を、第２の支持壁の径方向内側および補強壁の貫通穴を通して第１の支持壁の内側面に当接させることができる。

第２発明によれば、補強壁が複数のショートピニオンの支持壁としても用いられているので、プラネタリキャリヤの構成が簡単になる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたプラネタリキャリヤ１０を備えたプラネタリギヤユニット１２を含む自動変速機の一部を示す断面図である。

プラネタリギヤユニット１２は所謂ラビニヨ型であり、シングルピニオン型の第１プラネタリギヤユニット１４およびダブルピニオン型の第２プラネタリギヤユニット１６の２つのプラネタリギヤユニットが互いに隣接し、且つ、プラネタリキャリヤ同士、リングギヤ同士が互いに連結されて共用化されて１つのプラネタリギヤユニットとされている。

第１プラネタリギヤユニット１４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である入力軸１８の回りに相対回転可能に、その入力軸１８の外周側に嵌合された第１サンギヤ２０と、その第１サンギヤ２０と噛み合う複数個（本実施例では３個）のロングピニオン２２と、そのロングピニオン２２と噛み合うリングギヤ２４と、そのロングピニオン２２を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリヤ１０とを備えている。そして、上記ロングピニオン２２の軸心には、ニードルベアリング２６を介してロングピニオン２２をプラネタリキャリヤ１０に固定するためにロングピニオンシャフト２８が挿し通されている。

前記第２プラネタリギヤユニット１６は、前記第１サンギヤ２０に隣接する位置において、入力軸１８に対して相対回転可能にその入力軸１８の外周側に嵌合された第２サンギヤ３０と、その第２サンギヤ３０と噛み合うとともに、前記ロングピニオン２２とも噛み合う複数個（本実施例では３個）のショートピニオン３２とを備えており、それら第２サンギヤ３０およびショートピニオン３２と、前記ロングピニオン２２、プラネタリキャリヤ１０、リングギヤ２４などにより、第２プラネタリギヤユニット１６が構成される。そして、上記ショートピニオン３２の軸心には、ニードルベアリング３４を介してショートピニオン３２をプラネタリキャリヤ１０に固定するためにショートピニオンシャフト３６が挿し通されている。

上記プラネタリキャリヤ１０は、互いに平行な第１の支持壁４０および第２の支持壁４２、それら第１の支持壁４０および第２の支持壁４２と平行な補強壁４４、第１の支持壁４０の外側面から第２の支持壁４２とは反対側となる軸方向外側へ垂直に突き出すボス部４６、第１の支持壁と補強壁４４とをそれらの軸方向に連結する第１連結壁４８（図２、図３参照）、および第２の支持壁４２と補強壁４４とをそれらの軸方向に連結する第２連結壁５０を備えている。

上記第１の支持壁４０には、ショートピニオンシャフト３６の一端を支持する支持穴５２が形成されており、補強壁４４には、ショートピニオンシャフト３６の他端を支持する支持穴５４が形成されている。この支持穴５２、５４にショートピニオンシャフト３６の両端がそれぞれ支持されることにより、ショートピニオン３２の両端は、ショートピニオンシャフト３６を介して、それぞれ第１の支持壁４０および補強壁４４に支持される。従って、補強壁４４は、ショートピニオン３２を支持する支持壁としても機能する。

また、第１の支持壁４０には、さらに、ロングピニオンシャフト２８の一端を支持する支持穴５６が形成されており、第２の支持壁４２には、ロングピニオンシャフト２８の他端を支持する支持穴５８が形成されている。この支持穴５６、５８にロングピニオンシャフト２８の両端がそれぞれ支持されることにより、ロングピニオン２２の両端は、ロングピニオンシャフト２８を介して、それぞれ第１の支持壁４０および第２の支持壁４２に支持される。

前記第２連結壁５０は、補強壁４４の支持穴５４に対向する位置に形成されている。この第２連結壁５０には、上記支持穴５４と同径且つ同軸にて第２連結壁５０を貫通する軸方向穴６０が形成されている。また、前記第２の支持壁４２にも、その第２連結壁５０の軸方向穴６０と同径且つ同軸とされてその軸方向穴６０と連通する軸方向穴６２が形成されている。

前記ボス部４６は、外周面にスプラインが形成されており、そのスプラインが、カウンタギヤのボス部６４の内周面に形成されたスプラインと噛み合うように、ボス部４６はカウンタギヤのボス部６４と内側に嵌め入れられている。

図２は、上記プラネタリキャリヤ１０の斜視図であり、図３は、圧入治具６６が挿入された状態のプラネタリキャリヤ１０の斜視図である。図２、図３に示すように、第１の支持壁４０および第２の支持壁４２は、ともに円盤状部材であり、それぞれ、軸心穴６８、７０を有するが、図１に示すように、第１の支持壁４０の軸心穴６８の内径は、第２の支持壁４２の軸心穴７０よりも小径とされている。

また、図２および図３（特に図２）に示されるように、第２の支持壁４２に、前記ロングピニオンシャフト２８を支持するために形成された３つの支持穴５８は、互いの周方向の間隔が等しくなる位置、すなわち、１２０°間隔で配置されており、同様に、３つの軸方向穴６２も、１２０°間隔で配置されている。また、第２の支持壁４２には、それら支持穴５８および軸方向穴６２の他に、第２連結壁５０に対向する位置において各軸方向穴６２に隣接するように、その軸方向穴６２よりもやや小径の穴７２が形成されているが、この穴７２は、軽量化のためのものである。

前記第２連結壁５０は、第２の支持壁４２の周方向に等間隔に３つ設けられ、各第２連結壁５０は、その一端が第２の支持壁４２の外周縁に連結され、他端が補強壁４４の一方の面の外周縁に溶接により連結されている。その補強壁４４の他方の面には、その補強壁４４を介して第２連結壁５０と対向するように、前記第１連結壁４８の一端が溶接により連結されており、第１連結壁４８の他端は、第１の支持壁４０の外周縁に連結されている。

図４は、上記補強壁４４の平面図である。図４に示すように、補強壁４４は、一方の面に第１連結壁４８が他方の面に第２連結壁５０がそれぞれ連結される扇状の連結部４４ｂが、中央部４４ａから等間隔に３つ突き出した形状、換言すれば、周方向に等間隔に配置された３つの連結部４４ｂの内周側が、中央部４４ａによって互いに結合された形状である。従って、この補強壁４４により、補強壁４４の連結部４４ｂの外側縁に連結された第１連結壁４８および第２連結壁５０は、その内周側が互いに連結されて、プラネタリキャリヤ１０の剛性が向上する。

前記ロングピニオン２２は、各連結部４４ｂ間（すなわち補強壁４４の外側）に配置される。また、補強壁４４には、支持穴５４の他に、軸心穴７４および３つの円形の貫通穴７６が形成されている。

上記補強壁４４の３つの貫通穴７６は、図４に示すように、軸心Ａからの距離が、互いに等しい位置に形成されており、また、それら３つの貫通穴７６は、軸心Ａからの最長距離ｄ１が第２の支持壁４２の軸心穴７０の半径と同程度となり、軸心Ａからの最短距離ｄ２が第１の支持壁４０の軸心穴６８の半径よりもやや短い程度となる位置であって、支持穴５４の中心Ｏからの距離ｄ３がショートピニオン３２の半径よりも大きくなる位置に形成されている。

このように構成されたプラネタリキャリヤ１０に対して、ロングピニオン２２は、前述のように補強壁４４の外側に配置されるので、径方向における位置が補強壁４４の貫通穴７６と重ならず、また、前述のように、支持穴５４の中心Ｏから貫通穴７６までの距離ｄ３がショートピニオン３２の半径よりも大きくされているので、ショートピニオン３２も、径方向における位置が貫通穴７６と重ならない。従って、図３は、プラネタリキャリヤ１０にロングピニオン２２およびショートピニオン３２が組み付けられていない状態を示す図であるが、プラネタリキャリヤ１０にロングピニオン２２およびショートピニオン３２が組み付けられた状態でも、図３に示すように、圧入治具６６の円柱状の本体６６ａからその軸方向に互いに平行に突き出す３本の突柱６６ｂを、補強壁４４の貫通穴７６を介して第１の支持壁４０の内側面に当接させることができる。その状態で、圧入治具６６の押圧面６６ｃに図３右方向の力を加えることにより、プラネタリキャリヤ１０の変形を抑制しつつ、プラネタリキャリヤ１０のボス部４６をカウンタギヤ６４のボス部６４に圧入することができる。

以上、説明したように、本実施例によれば、周方向に設けられた３つの連結壁４８、５０間を連結壁４８、５０内周側にて連結する補強壁４４が設けられているので、プラネタリキャリヤ１０の剛性が向上し、また、その補強壁４４には、軸方向に貫通し、一部が、軸心Ａからの距離が第２の支持壁４２の内周半径よりも小さく、且つ、第１の支持壁４０の内周半径よりも大きくなる範囲に位置するように、３つの貫通穴７６が形成されているので、圧入治具６６の先端を、第２の支持壁４２の径方向内側および補強壁４４の貫通穴７６を通して第１の支持壁４０の内側面に当接させることができる。

また、本実施例によれば、補強壁４４が３つのショートピニオン３２の支持壁としても用いられているので、プラネタリキャリヤ１０の構成が簡単になる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、第１連結壁４８および第２連結壁５０は、それぞれ３つ設けられていたが、３つ以外の複数（たとえば、２つまたは４つ）であってもよく、また、複数でなくても、たとえば、周方向の全部を覆うような１つの連結壁であってもよい。

また、前述の実施例は、所謂ラビニヨ型のプラネタリギヤユニット１４に用いられるプラネタリキャリヤ１０であったが、ラビニヨ型以外のプラネタリギヤユニット、たとえば、単独のシングルまたはダブルピニオン型のプラネタリギヤユニットにも適用できる。

また、前述の実施例では、補強壁４４に設けられた貫通穴７６の数は３つであったが、３つ以外の複数であってもよい。また、貫通穴７６の形状は、四角形など、円形以外の形状であってもよい。

また、前述の実施例では、補強壁４４がショートピニオン３２の支持壁としても機能していたが、補強壁４４とは別に、ショートピニオン３２の支持壁が設けられてもよい。

なお、上述したの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。

本発明が適用されたプラネタリキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを含む自動変速機の一部を示す断面図である。図１のプラネタリキャリヤの斜視図である。圧入治具が挿入された状態のプラネタリキャリヤの斜視図である。補強壁の平面図である。

符号の説明

１０：プラネタリキャリヤ
２２：ロングピニオン
３２：ショートピニオン
４０：第１の支持壁
４２：第２の支持壁
４４：補強壁
４６：ボス部
４８：第１連結壁
５０：第２連結壁
６６：圧入治具
７６：貫通穴

Claims

複数のピニオンを支持する複数本のピニオンシャフトの端部を支持するための複数個の支持穴が外周部にそれぞれ形成された円盤状の一対の第１および第２の支持壁と、該第１の支持壁から該第２の支持壁とは反対側に突き出すボス部と、該第１および第２の支持壁を相互に連結する連結壁とを備え、前記第１の支持壁の内側が圧入治具により前記ボス部側へ押圧される形式のプラネタリキャリヤであって、
前記連結壁の周方向の互いに異なる部位間を、該連結壁の内周側にて連結する補強壁が、前記第１および第２の支持壁の間に設けられており、
該補強壁には、前記第１の支持壁との間で前記ピニオンシャフトを支持するための支持穴が形成されるとともに、軸心からの距離が前記第２の支持壁の内周半径よりも小さく且つ前記第１の支持壁の内周半径よりも大きくなる範囲に位置するように、前記圧入治具の突柱部を通すための複数の貫通穴が形成されており、
該貫通穴は、前記第１の支持壁との間で前記ピニオンシャフトを支持するための支持穴を有し、該支持穴の中心からの最短距離が前記ピニオンシャフトに支持される前記ピニオンの半径よりも大きくなる位置に形成されていることを特徴とするプラネタリキャリヤ。
前記ピニオンは、ショートピニオンおよびロングピニオンをそれぞれ複数含み、
前記補強壁にて該複数のショートピニオンの一端を支持することを特徴とする請求項１のプラネタリキャリヤ。