JP4424166B2 - 遊星歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動変速機等に備えられる遊星歯車装置に関し、特に、プラネタリキャリヤがピニオンシャフトを支持する支持構造に関するものである。

サンギヤ、ピニオン、プラネタリキャリヤ、リングギヤの各要素からなる遊星歯車装置において、互いに軸長の異なるショートピニオンとロングピニオンとを備えているものが知られている。また、ショートピニオンとロングピニオンとを備えた遊星歯車装置には、ショートピニオンを支持するショートピニオンシャフトをロングピニオンを支持するロングピニオンシャフトと同じ長さとして、それらを１つのプラネタリキャリヤに支持したものが知られている（たとえば、特許文献１）。そのようにショートピニオンシャフトをロングピニオンシャフトと同じ長さとすれば、遊星歯車装置の剛性が向上させることができる。
特開平１−９３６４８号公報

特許文献１の場合には、ショートピニオンシャフトは、ショートピニオンとは反対側に延びる部分全体がプラネタリキャリヤに支持されている。ところで、プラネタリキャリヤにピニオンシャフトを支持するために形成される支持穴には高い加工精度が要求されるので、その加工に比較的時間がかかる。そのため、特許文献１のように、プラネタリキャリヤに支持される部分が長いと、加工時間が長くなってしまうという問題がある。

また、特許文献１のように、ショートピニオンシャフトに、プラネタリキャリヤに支持される比較的長い部分が存在すると、その部分によりショートピニオンシャフトの軸心位置が定まるので、ショートピニオンシャフトの他方の端部を支持するためにプラネタリキャリヤに形成された支持穴の中心がショートピニオンシャフトの比較的長い部分を支持するために形成された支持穴の中心線からずれていると、ショートピニオンシャフトをプラネタリキャリヤに組み付けることができなくなってしまうという問題もある。

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、ショートピニオンシャフトをロングピニオンシャフトと同じ長さとした遊星歯車装置において、加工時間を短くすることを可能とすることにあり、好ましくは、さらに、組み付け性を向上させることも目的とする。

上記目的を達成するための第１発明は、ショートピニオンを支持するショートピニオンシャフトが、ロングピニオンを支持するロングピニオンシャフトと同じ長さとされ、プラネタリキャリヤに、前記ショートピニオンシャフトの外径と同径とされてそのショートピニオンシャフトの一方の端が嵌め入れられる第１支持穴と、そのショートピニオンシャフトの前記ショートピニオンに対してその第１支持穴とは反対側の部分が嵌め入れられる第２支持穴とが形成されている遊星歯車装置であって、前記第２支持穴の前記ショートピニオン側の端部の穴径が前記ショートピニオンシャフトと同径とされ、且つ、その第２支持穴の両端部の間の中央部の穴径が前記ショートピニオンシャフトよりも大径とされていることを特徴とする。

また、第２発明は、第１発明の遊星歯車装置において、前記第２支持穴の前記ショートピニオン側とは反対側の端部の穴径は、前記ショートピニオンシャフトの外径よりも大きくされていることを特徴とする。

また、第３発明は、第２発明の遊星歯車装置において、前記プラネタリキャリヤの前記第１支持穴が形成されている側とは反対の端側には、前記第２支持穴とそのプラネタリキャリヤの外周面とを連通し、潤滑油が導入される径方向穴が形成され、前記ショートピニオンシャフトには、前記ショートピニオンへ潤滑油を供給するためにその径方向穴と連通する潤滑油穴が形成されていることを特徴とする。

第１発明によれば、第２支持穴の両端部の間の中央部の穴径はショートピニオンシャフトよりも大径とされてショートピニオンシャフトの支持に関与しないことから、その中央部の加工には高精度が要求されないので、第２支持穴の加工時間を短くすることが可能となる。

第２発明によれば、第２支持穴のショートピニオン側とは反対側の端部の穴径がショートピニオンシャフトの外径よりも大きくされ、また、第２支持穴の中央部もショートピニオンシャフトの外径よりも大きくされていることから、第２支持穴のショートピニオン側の端部における穴中心と第１支持穴の穴中心とを結ぶ直線に対して、第２支持穴の中央部やショートピニオン側とは反対側の端部における穴中心が多少ずれていたとしても、ショートピニオンシャフトをプラネタリキャリヤに組み付けることが可能となるので、組み付け性が向上する。

第３発明のように、プラネタリキャリヤの第１支持穴が形成されている側とは反対の端側に潤滑油が導入される径方向穴が設けられている場合、その径方向穴からプラネタリキャリヤ内に導入された潤滑油が第２支持穴とショートピニオンシャフトとの間の隙間から漏れ出てしまうことを抑制する必要があるが、第３発明は第２発明の要件を備えていることから、第２支持穴のショートピニオン側とは反対側の端部においてショートピニオンシャフトが支持されており、その支持部分における第２支持穴とショートピニオンシャフトとの間の隙間は極めて小さい。従って、潤滑油の漏れが抑制される。

次に、本発明を図面に基づいてより具体的に説明する。図１は、本発明が適用された遊星歯車装置１０を備えた車両用自動変速機の部分断面図である。この遊星歯車装置１０は、シングルピニオン型の第１遊星歯車部２０とダブルピニオン型の第２遊星歯車部６０とが、互いに隣接し、且つ、それらのキャリヤ同士、リングギヤ同士が互いに連結されて共用化されている所謂ラビニヨ型である。

第１遊星歯車部２０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１２の回りに相対回転可能に、その入力軸１２の外周側に嵌合された第１サンギヤ２２と、その第１サンギヤ２２と噛み合う複数個のロングピニオン２４と、そのロングピニオン２４と噛み合うリングギヤ２６と、ロングピニオン２４を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリヤ２８とを備えている。

上記第１サンギヤ２２には、一端がその第１サンギヤ２２に形成された歯の側方に開口して、第１サンギヤ２２の内周面と外周面とを連通する油孔２２ａが形成されている。また、前記入力軸１２には、上記第１サンギヤ２２に形成された油孔２２ａの内周側の開口に潤滑油が供給可能な位置に、径方向の油孔１２ａが形成されている。

上記ロングピニオン２４の軸心には、ロングピニオン２４をプラネタリキャリヤ２８に固定するために、ニードルベアリング３０を介してロングピニオンシャフト３２が挿し通されている。上記プラネタリキャリヤ２８は、軸部３４と、その軸部３４の一方の端に連結された支持部３６とからなり、その軸部３４が、ベアリング３８を介してケース４０に支持されることにより、プラネタリキャリヤ２８はケース４０に対して相対回転可能に固定されている。

プラネタリキャリヤ２８の支持部３６の軸方向両端には、軸部３４に対して垂直な円盤状の第１および第２支持壁４２、４４が形成されており、また、第１支持壁４２と第２支持壁４４との略中間位置には、それら第１、第２支持壁４２、４４に対して平行な第３支持壁４６が形成され、第２支持壁４４と第３支持壁４６との間は軸方向に平行な連結部４８により連結されている。また、第１支持壁４２と第３支持壁４６との間も図示しない軸方向に平行な連結部により連結されている。

ダブルピニオン型である前記第２遊星歯車部６０は、前記第１サンギヤ２２に隣接する位置において、入力軸１２に対して相対回転可能にその入力軸１２の外周側に嵌合された第２サンギヤ６２と、第１支持壁４２と第３支持壁４６との間に配置され、上記第２サンギヤ６２と噛み合うとともに、前記ロングピニオン２４とも噛み合う複数のショートピニオン６４とを備えている。これら第２サンギヤ６２およびショートピニオン６４と、前記ロングピニオン２４、プラネタリキャリヤ２８、リングギヤ２６などにより、第２遊星歯車部６０が構成される。そして、上記ショートピニオン６４の軸心には、ショートピニオン６４をプラネタリキャリヤ２８に固定するためにショートピニオンシャフト６８が挿し通されている。また、ショートピニオン６４とショートピニオンシャフト６８の間には、ニードルベアリング６６が介装されている。

上記ショートピニオンシャフト６８はロングピニオンシャフト３２と同じ長さとされており、一方の端が、第１支持壁４２に形成され、上記ショートピニオンシャフト６８の外径と同径とされた第１支持穴７０に嵌め入れられている。このショートピニオンシャフト６８の他方の側は、前記第３支持壁４６、連結部４８および第２支持壁４４を軸方向に貫通する第２支持穴７２に嵌め入れられている。

この第２支持穴７２は、第３支持壁４６に形成されている部分、すなわちショートピニオン６４側の端部が、ショートピニオンシャフト６８を支持する支持部７２ａとされており、その支持部７２ａの穴径はショートピニオンシャフト６８の外径と等しくされている。また、第２支持穴７２の他方の端部（すなわち第２支持壁４４側の端部）もショートピニオンシャフト６８を支持する支持部７２ｂとされているが、この支持部７２ｂの穴径は、ショートピニオンシャフト６８の外径よりも僅かに（たとえば０．１ｍｍ程度）大きくなっている。一方、上記２つの支持部７２ａ、７２ｂの間の中央部７２ｃの穴径はショートピニオンシャフト６８の外径および支持部７２ｂの穴径よりも大きくされている。そのため、第２支持穴７２は、上記中央部７２ｃが径方向に凹んだ形状となっており、中央部７２ｃはショートピニオンシャフト６８の支持に関与しない。従って、この中央部７２ｃには高い加工精度は必要ない。

また、第１支持壁４２には、第１支持壁４２を軸方向に貫通し、前記ロングピニオンシャフト３２の一方の端を支持する貫通穴７４が形成されており、第２支持壁４４には、その第２支持壁４４を軸方向に貫通し、ロングピニオンシャフト３２の他方の端を支持する貫通穴７６が形成されている。

さらに、第２支持壁４４には、外周面から径方向内側に向かい、前記第２支持穴７２の支持部７２ｂと連通する外側径方向穴７８、および、その外側径方向穴７８と同一軸線上であって、内周面から径方向外側に向かい、第２支持穴７２の支持部７２ｂと連通する内側径方向穴８０とが形成されている。なお、前記第１サンギヤ２２の油孔２２ａは、上記内側径方向穴８０へ潤滑油を供給することができるように、その外周側開口の軸方向位置は内側径方向穴８０付近とされている。

ショートピニオンシャフト６８およびロングピニオンシャフト３２には、第２支持壁４４側の端部に、第２支持壁４４に形成された外側径方向穴７８および内側径方向穴８０に連通する第１潤滑油穴８２がそれぞれ形成されている。また、それらショートピニオンシャフト６８およびロングピニオンシャフト３２の軸心には、その軸方向に平行に延び、一方の端が上記第１潤滑油穴８２に連通し、他方の端がショートピニオンシャフト６８の他方の端側の側面に開口する軸方向の第２潤滑油穴８４がそれぞれ形成されている。そして、ピン８５が、第２支持壁４４の外側径方向穴７８を貫通し、ピニオンシャフト３２、６８に形成された第１潤滑油穴８２の中央付近まで差し込まれることにより、ピニオンシャフト３２、６８はプラネタリキャリヤ２８に固定される。

前記リングギヤ２６の内周面の第２支持壁４４側の端部には、リングギヤ２６の軸方向の移動を禁止するための、円環板状のリングギヤフランジ８６が、溶接により接合されている。このリングギヤフランジ８６の両側面の内周端部には、スラストベアリング８８、９０がそれぞれ当接させられている。そして、一方のスラストベアリング８８は、リングギヤフランジ８６とクラッチドラムの側板９２とにより挟持されており、他方のスラストベアリング９０は、リングギヤフランジ８６と、プラネタリキャリヤ２８の第２支持壁４４の内周端に係止されたベアリングレース９４とにより挟持されている。

なお、クラッチドラムの側板９２は、溶接により、第１サンギヤ２２に固定されており、第１サンギヤ２２は、スラストベアリング９６およびラジアルベアリング９８、１００により、入力軸１２に対して常に相対回転可能とされている。従って、第１サンギヤ２２は、一旦、回転が開始されると、車両の駆動中は常に回転状態にある。

従って、入力軸１２が回転させられることにより遠心力が付与された潤滑油の一部は、入力軸１２に形成された油孔１２ａから、第１サンギヤ２２の油孔２２ａに供給される。そして、第１サンギヤ２２の回転によりさらに外周側に飛ばされて、第２支持壁４４に形成された内側径方向穴８０へ供給され、次いで、ピニオンシャフト３２、６８の第１潤滑油穴８２に供給される。このとき、ショートピニオンシャフト６８側に関しては、ショートピニオンシャフト６８と第２支持穴７２の支持部７２ｂとに隙間が設けられていることから、その隙間から潤滑油がプラネタリキャリヤ２８の外部へ漏れ出る可能性があるが、前述のように、ショートピニオンシャフト６８と第２支持穴７２の支持部７２ｂとの隙間は極めて小さくされているので、潤滑油の漏れ量は極僅かに抑えられ、潤滑油のほとんどは第１潤滑油穴８２へ供給され、そこからさらに第２潤滑油穴８４へと供給される。

そして、ピニオンシャフト３２、６８の第２潤滑油穴８４に供給された潤滑油は、そのピニオンシャフト３２、６８の軸方向の中央部に設けられた第３潤滑油穴１０２を介してショートピニオン６４やロングピニオン２４等の潤滑に供される。

以上、説明した本実施例によれば、第２支持穴７２の中央部７２ｃはショートピニオンシャフト６８よりも大径とされてショートピニオンシャフト６８の支持に関与しないことから、その中央部７２ｃの加工には高精度が要求されないので、第２支持穴７２の加工時間を短くすることが可能となる。

また、本実施例によれば、第２支持穴７２の支持部７２ｂの穴径がショートピニオンシャフト６８の外径よりも大きくされ、また、第２支持穴７２の中央部７２ｃもショートピニオンシャフト６８の外径よりも大きくされていることから、第２支持穴７２の支持部７２ａにおける穴中心と第１支持穴７０の穴中心とを結ぶ直線に対して、第２支持穴７２の中央部７２ｃや支持部７２ｂにおける穴中心が多少ずれていたとしても、ショートピニオンシャフト６８をプラネタリキャリヤ２８に組み付けることが可能となるので、組み付け性が向上する。

また、本実施例によれば、第２支持穴７２の支持部７２ｂにおいてショートピニオンシャフト６８が支持されており、その支持部７２ｂおける第２支持穴７２とショートピニオンシャフト６８との間の隙間は極めて小さいので、プラネタリキャリヤ２８の内側径方向穴８０に導入された潤滑油がその隙間から漏れ出ることが抑制される。

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２支持穴７２の支持部７２ｂの穴径は、ショートピニオンシャフト６８の外径よりも僅かに大きくなっていたが、この支持部７２ｂの穴径が、ショートピニオンシャフト６８の外径と等しくされていてもよい。反対に、その支持部７２ｂの穴径を、前述の実施例の場合よりも大きくすることもできる。支持部７２ｂの穴径をより大きくすれば、組み付け性がさらに向上する。なお、支持部７２ｂの穴径をより大きくする場合には、前述の実施例とは反対側の端部からショートピニオンシャフト６８に潤滑油を供給するようにすれば、ショートピニオンシャフト６８と第２支持穴７２との間の隙間から潤滑油が漏れ出ることも防止できる。

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遊星歯車装置を備えた車両用自動変速機の部分断面図である。

符号の説明

１０：遊星歯車装置、 ２４：ロングピニオン、 ２８：プラネタリキャリヤ、 ３２：ロングピニオンシャフト、 ６４：ショートピニオン、 ６８：ショートピニオンシャフト、 ７０：第１支持穴、 ７２：第２支持穴、 ７２ａ：支持部、 ７２ｂ：支持部、 ７２ｃ：中央部、 ８０：内側径方向穴、 ８２：第１潤滑油穴、 ８４：第２潤滑油穴、 １０２：第３潤滑油穴

Claims (3)

1. ショートピニオンを支持するショートピニオンシャフトが、ロングピニオンを支持するロングピニオンシャフトと同じ長さとされ、
   プラネタリキャリヤに、前記ショートピニオンシャフトの外径と同径とされて該ショートピニオンシャフトの一方の端が嵌め入れられる第１支持穴と、該ショートピニオンシャフトの前記ショートピニオンに対して該第１支持穴とは反対側の部分が嵌め入れられる第２支持穴とが形成されている遊星歯車装置であって、
   前記第２支持穴の前記ショートピニオン側の端部の穴径が前記ショートピニオンシャフトと同径とされ、且つ、該第２支持穴の両端部の間の中央部の穴径が前記ショートピニオンシャフトよりも大径とされていることを特徴とする遊星歯車装置。
2. 前記第２支持穴の前記ショートピニオン側とは反対側の端部の穴径は、前記ショートピニオンシャフトの外径よりも大きくされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
3. 前記プラネタリキャリヤの前記第１支持穴が形成されている側とは反対の端側には、前記第２支持穴と該プラネタリキャリヤの外周面とを連通し、潤滑油が導入される径方向穴が形成され、
   前記ショートピニオンシャフトには、前記ショートピニオンへ潤滑油を供給するために該径方向穴と連通する潤滑油穴が形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車装置。

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