JP6873195B2 - プラネタリキャリア - Google Patents

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    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers

Description

本発明は、プラネタリキャリアに関する。
自動車のトランスミッション等には、例えば、遊星歯車機構が使用され、遊星歯車機構のなかにはプラネタリキャリアがキャリアベースとキャリアプレートとから構成されたものがある。キャリアプレートは、周方向に間隔をおいて脚部(ブリッジ)が設けられている。脚部の接続端がキャリアベースの取付孔に挿入され、取付孔に挿入された接続端がキャリアプレートの反対側からキャリアベースに溶接される。これにより、キャリアベースにキャリアプレートが接合されてプラネタリキャリアが組み付けられている。プラネタリキャリアの周方向には、脚部と脚部との間に収納開口が形成され、収納開口にピニオンギヤが配置されている。ピニオンギヤは、キャリアベースとキャリアプレートとにピニオン軸を介して回転自在に支持されている。
ここで、プラネタリキャリアは、脚部の接続端がキャリアベースの取付孔に挿入され、取付孔に挿入された接続端がキャリアベースに溶接されている。接続端がキャリアベースに溶接により接合された状態において、周方向において脚部と取付孔との間に空間が形成されている。この空間でキャリアベース及びピニオンギヤの歪みを逃がすことにより、プラネタリキャリアの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせて調整することが可能になる。よって、例えば、ピニオンギヤとサンギヤとの噛合いにより、ピニオンギヤの歯面にピッチングが発生することを抑制できる(例えば、特許文献1参照)。
特許第6027840号公報
特許文献1のプラネタリキャリアは、キャリアベースの取付孔に脚部の接続端を挿入し、挿入した接続端をキャリアプレートの反対側からキャリアベースに溶接することにより、キャリアベースにキャリアプレートが組み付けられる。ここで、例えば、プラネタリキャリアのコストを抑えるために、特許文献1のキャリアベースの取付孔に脚部の接続端を挿入する構成や、接続端の溶接方法を変えることが考えられる。
しかし、プラネタリキャリアの構成や溶接方法を変えた場合、キャリアプレートの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせることが難しくなり、ピニオンギヤの歯面にピッチングが発生するおそれがある。
この対策として、例えば、プラネタリキャリアの剛性に合わせて、新たなピニオンギヤを用意することが考えられる。しかし、新たなピニオンギヤを用意することはコストを抑える妨げになる。また新たなピニオンギヤを用意した場合、剛性の異なる多種のピニオンギヤが存在することになり、プラネタリキャリアへのピニオンギヤの誤組が発生するおそれがある。
本発明は、プラネタリキャリアのコストを抑えることができ、プラネタリキャリアの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせて調整できるプラネタリキャリアを提供することを目的とする。
(1)上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプラネタリキャリア(例えば実施形態のプラネタリキャリア4)は、サンギヤ(例えば実施形態のサンギヤ2)及びリングギヤ(例えば実施形態のリングギヤ8)に噛合された複数のピニオンギヤ(例えば実施形態のピニオンギヤ6)を回転自在に支持するプラネタリキャリア(例えば実施形態のプラネタリキャリア4)であって、前記ピニオンギヤが設けられたピニオン軸(例えば実施形態のピニオン軸15)を軸方向の両側から支持する支持孔部(例えば実施形態の第一支持孔部35、第二支持孔部42)を有する一対の保持部材(例えば実施形態のキャリアプレート20、キャリアベース21)を備え、前記一対の保持部材のうち一方の第一保持部材(例えば実施形態のキャリアプレート20)は、他方の第二保持部材(例えば実施形態のキャリアベース21)に向けて前記軸方向に延び、前記第二保持部材に対向させて接続される接続端(例えば実施形態の接続端32a)を有する連結部(例えば実施形態の脚部32)を備え、前記第二保持部材は、前記接続端が接続された部位(例えば実施形態のベース接続面21b)のうち周方向の端部(例えば実施形態の端部21d)に形成された脆弱部(例えば実施形態の脆弱部43)を有することを特徴とする。
(1)の態様によれば、第一保持部材(すなわち、連結部)の接続端を第二保持部に対向させて接続することにより、接続端を第二保持部に接続端側から溶接できる。よって、従来のプラネタリキャリアのように、第二保持部の取付孔に第一保持部材の接続端を挿入して、接続端を第二保持部に接続端の反対側から溶接する必要がない。これにより、第一保持部材と第二保持部とを簡単な形状に変形できる。このように、第一保持部材と第二保持部とを簡単な構成に変え、さらに、接続端の溶接方法を変えることにより、プラネタリキャリアのコストを抑えることができる。
また、第一保持部材の接続端を第二保持部に対向させて接続することにより、連結部を短くできる。これにより、プラネタリキャリア(特に、第一保持部材)の軽量化を図ることができる。
さらに、第二保持部材において、接続端が接続された部位のうち周方向の端部に脆弱部を形成した。この脆弱部により、他方の第二保持部材(すなわち、キャリアベース及びピニオンギヤ)の歪みを逃がすことにより、プラネタリキャリアの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせて調整できる。これにより、例えば、キャリアベースの剛性が変わることでピニオンギヤが傾きを持ったままサンギヤに歯合し、ピニオンギヤの歯面にピッチングが発生することを抑制できる。
加えて、プラネタリキャリアの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせて調整することにより、例えば、プラネタリキャリアの剛性に合わせて、新たなピニオンギヤを用意する必要がなく、コストを抑え、ピニオンギヤの誤組を抑えることができる。
また、脆弱部を設けることでプラネタリキャリアの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせて調整することにより、例えば、プラネタリキャリアの仕様変更が容易にできる。
(2)上記(1)の態様に係るプラネタリキャリアにおいて、前記脆弱部は、前記接続端が接続された部位のうち周方向の両端部(例えば実施形態の両端部21d)に形成されていてもよい。
(2)の態様によれば、第二保持部材において、接続端が接続された部位のうち周方向の両端部に脆弱部を形成した。周方向の両端部に脆弱部を形成することにより、他方の第二保持部材(すなわち、キャリアベース)の歪みを両側からバランスよく調整でき、調整の自由度を高めることができる。
また、周方向の両端部に脆弱部を形成することにより、プラネタリキャリアの正転、逆転の両回転において、他方の第二保持部材の歪みを良好に調整でき、調整の自由度を一層高めることができる。
(3)上記(1)又は(2)の態様に係るプラネタリキャリアにおいて、前記脆弱部は、前記接続端の溶接代(例えば実施形態の溶接代21c)を避けた部位(例えば実施形態の溶接代を避けた部位21e)に形成されていてもよい。
(3)の態様によれば、接続端の溶接代を避けた部位に脆弱部を形成することにより、連結部の接続端を第二保持部材に接合する溶接強度を確保でき、溶接コストを抑えることができる。
(4)上記(1)から(3)のいずれかの態様に係るプラネタリキャリアにおいて、前記脆弱部は、前記ピニオンギヤが前記プラネタリキャリアに取り付けられた状態において、前記ピニオン軸に嵌合されて前記第二保持部材と前記ピニオンギヤとの間に介在されたピニオンワッシャ(例えば実施形態の第一ピニオンワッシャ18)を避けた部位(例えば実施形態の第一ピニオンワッシャを避けた部位21e)に形成されていてもよい。
(4)の態様によれば、ピニオンワッシャを避けた部位に脆弱部を形成することにより、例えば、脆弱部がピニオンワッシャに干渉することを防止できる。これにより、例えば、ピニオンワッシャの回転により、ピニオンワッシャ等に想定外の摩耗等が発生することを回避できる。
(5)上記(1)から(4)のいずれかの態様に係るプラネタリキャリアにおいて、前記脆弱部は、前記第二保持部材を前記軸方向へ貫通する孔部であってもよい。
(5)の態様によれば、脆弱部を孔部とすることにより、脆弱部を容易に形成でき、プラネタリキャリアのコストを抑えることができる。
本発明の車体側部構造によれば、プラネタリキャリアのコストを抑えることができ、プラネタリキャリアの剛性をピニオンギヤの剛性に合わせて調整できる。
本発明に係る実施形態の遊星歯車機構の斜視図である。 図1のII−II線に沿う断面図である。 実施形態のプラネタリキャリアの斜視図である。 図3のIV−IV線に沿う断面図である。 実施形態のプラネタリキャリアのキャリアベースを示す平面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態においては、一例として、プラネタリキャリア4をシングルピニオン型の遊星歯車機構1に適用した例について説明するが、プラネタリキャリア4を、例えばダブルピニオン型の遊星歯車機構等に適用してもよい。また、実施形態においては、一例として、遊星歯車機構1を自動車の駆動装置に適用する例について説明するが、遊星歯車機構1を他の装置に適用してもよい。
[遊星歯車機構]
図1は、遊星歯車機構1の斜視図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。
図1、図2に示すように、遊星歯車機構1は、例えば、車両の駆動装置に備えられている。遊星歯車機構1は、サンギヤ2と、プラネタリキャリア4と、複数のピニオンギヤ(プラネタリギヤ)6と、リングギヤ8と、を備えている。
サンギヤ2は第1回転軸11に連結されている。プラネタリキャリア4は、第2回転軸14に連結されている。複数のピニオンギヤ6は、プラネタリキャリア4にピニオン軸15を介して回転自在に支持されている。ピニオンギヤ6の一部がプラネタリキャリア4から外部に露出されている。ピニオンギヤ6のうちプラネタリキャリア4から露出された部位6aがリングギヤ(すなわち、内周歯)8に噛合されている。プラネタリキャリア4の外周に外周ギヤ17が形成されている。
以下、プラネタリキャリア4の軸心O方向を「軸方向L」、プラネタリキャリア4の軸心Oの周方向を「周方向C」、プラネタリキャリア4の軸心Oを中心とする径方向を「径方向R」として説明する。
ここで、後述するキャリアベース21とピニオンギヤ6との間に第一ピニオンワッシャ18が嵌合されている。また、後述するキャリアプレート20(具体的には、本体部31)とピニオンギヤ6との間に第二ピニオンワッシャ19が嵌合されている。第一ピニオンワッシャ18及び第二ピニオンワッシャ19は、ピニオンギヤ6の回転に追従して回転する。
<プラネタリキャリア>
図3は、プラネタリキャリア4の斜視図である。
図1〜図3に示すように、プラネタリキャリア4は、一対の保持部材20,21として一方のキャリアプレート(第一保持部材)20と、他方のキャリアベース(第二保持部材)21と、を備えている。プラネタリキャリア4の内部空間23には、複数のピニオン軸15が周方向Cに間隔をおいて配置され、かつ、軸方向Lへ向けてプラネタリキャリア4に支持されている。ピニオン軸15にピニオンギヤ6が軸受25に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ6は、プラネタリキャリア4の周方向において、脚部(連結部、ブリッジ)32と脚部32との間の収納開口27にピニオン軸15を介して回転自在に支持されている。
キャリアプレート20は、本体部31と、複数の脚部(連結部、ブリッジ)32と、キャリア軸33と、を備えている。
本体部31は、軸方向Lに対して直交して配置され、概ね四角形に形成されている。本体部31は、概ね四角形の頂部31aに第一支持孔部(支持孔部)35が軸方向Lに貫通されている。第一支持孔部35には、ピニオン軸15の一端部15aが挿通された状態で支持されている。本体部31の中央からキャリア軸33が軸方向Lに突出されている。キャリア軸33は、筒状に形成され、内周にスプライン33aが形成されている。スプライン33aには第2回転軸14のスプライン14aが連結されている。
本体部31のうち、隣接する第一支持孔部35の間の部位31b(以下、折曲部位31bという)に脚部32が一体に形成されている。複数の脚部32は、径方向Rが同一の位置において、周方向Cに等間隔に配置されている。脚部32は、例えば、折曲部位31bからキャリアベース21に向けて軸方向Lに沿って延びている。
折曲部位31bには凹部37が設けられている。折曲部位31bに凹部37が設けられることにより、脚部32が凹部37により補強されている。脚部32は、周方向Cに沿って円弧状に形成され、キャリアベース21に対向する先端に接続端32aを有する。
図4は、図3のIV−IV線に沿う断面図である。
図3、図4に示すように、接続端32aは、キャリアベース21のうちキャリアプレート20に対向する面(以下、ベース面という)21aに先端面32bが対向した状態で接続されている。接続端32aの先端面32bとベース面21aとの接続については後で詳しく説明する。
図5は、プラネタリキャリア4のキャリアベース21を示す平面図である。
図2、図5に示すように、キャリアベース21は、概ね円板上に形成され、中央に開口部41が軸方向Lへ貫通するように開口されている。キャリアベース21は、第二支持孔部(支持孔部)42と、ベース接続面21bと、脆弱部43と、外周ギヤ17と、を備えている。
第二支持孔部42は、キャリアプレート20の第一支持孔部35に対して軸方向Lにおいて重なる位置に形成されている。第二支持孔部42は、第一支持孔部35と同様に、軸方向Lに貫通されている。第二支持孔部42には、ピニオン軸15の他端部15bが挿通された状態で支持されている。キャリアベース21の外周には外周ギヤ17が一体に形成されている。外周ギヤ17にオイルポンプのギヤが噛合されている。
ここで、ベース面21aのベース接続面21bについて説明する。なお、図5において、ベース接続面21bの理解を容易にするために、ベース接続面21bを便宜上、想像線で示す。
図5に示すように、複数のベース接続面21bは、ベース面21aにおいて、ベース面21aと同様に平坦に形成されている。複数のベース接続面21bは、隣り合う第二支持孔部42の間において、径方向Rが同一の位置で、周方向Cに沿って湾曲状に形成されている。
具体的には、ベース接続面21bは、周方向Cの長さが接続端32a(図3参照)の先端面32bの周方向Cの長さと同様に形成されている。また、ベース接続面21bは、先端面32bの径方向Rの幅と同様に形成されている。すなわち、ベース接続面21bは、接続端32aの先端面32bと同じ形状に形成されている。
このベース接続面21bには、接続端32aが挿入される孔は形成されていない。
図3〜図5に示すように、ベース接続面21bには、脚部32(具体的には、接続端32a)の先端面32bが対向した状態で接触され、接続端32aがベース接続面21bに溶接により接続されている。具体的には、例えば、先端面32bがベース接続面21bに対向して接触された状態において、接続端32aの外周32cに沿ってベース面21a側から溶接することにより、接続端32aがベース接続面21bに接続部46で接合されている。すなわち、ベース接続面21bは、ベース面21aおいてベース面21aと同じ平坦面に形成され、先端面32bが対向した状態において接続端32aが接続された部位である。
なお、接続端32aとベース接続面21bとの接合は、接続端32aの全周(すなわち、外周32c、内周、両端)に沿ってベース面21a側から溶接することにより、接続端32aをベース接続面21bに接合してもよい。
また、ベース面21aには、ベース接続面21bの周囲に溶接代21cが確保されている。これにより、接続端32aは、ベース接続面21bに良好に溶接により接続されている。このように、脚部32の接続端32aをベース接続面21bに突き合わせた状態で接続する構成とした。これにより、キャリアプレート20の側から接続端32aをベース接続面21bに溶接できる。
よって、従来のプラネタリキャリアのように、キャリアベース21に取付孔を形成して、取付孔に接続端32aを挿入する必要がない。加えて、取付孔に挿入した接続端32aを、キャリアプレート20の反対側からキャリアベース21に溶接する必要がない。
これにより、キャリアプレート20とキャリアベース21とを簡単な形状に形成できる。このように、キャリアプレート20とキャリアベース21とを簡単な形状に形成し、接続端32aの溶接方法を変えることにより、プラネタリキャリア4のコストを抑えることができる。
また、脚部32(すなわち、接続端32a)の先端面32bをキャリアベース21のベース接続面21bに対向させて接続することにより、脚部32を短く形成できる。これにより、プラネタリキャリア4(特に、キャリアプレート20)の軽量化を図ることができる。
さらに、キャリアベース21には脆弱部43が備えられている。脆弱部43は、キャリアベース21のうち、接続端32aが接続された部位(すなわち、ベース接続面21b)のうち周方向の両端部21dに隣接して形成されている。周方向の両端部21dに隣接して脆弱部43が形成されることにより、キャリアベース21及びピニオンギヤ6の歪みを脆弱部43により逃がすことができる。
すなわち、脆弱部43を設けることでプラネタリキャリア4の剛性をピニオンギヤ6(図2参照)の剛性に合わせて調整することもできる。よって、例えば、ピニオンギヤ6をサンギヤ2(図2参照)に好適に噛み合わせるように、プラネタリキャリア4を変形させることができる。これにより、ピニオンギヤ6の歯面にピッチングが発生することを抑制できる。
加えて、プラネタリキャリア4の剛性をピニオンギヤ6の剛性に合わせて調整することにより、例えば、プラネタリキャリア4の剛性に合わせて、新たなピニオンギヤを用意する必要がなく、コストを抑え、ピニオンギヤ6の誤組を抑えることができる。
また、プラネタリキャリア4の剛性をピニオンギヤ6の剛性に合わせて調整することにより、例えば、プラネタリキャリア4の仕様変更を容易にできる。
さらに、ベース接続面21bのうち周方向の両端部21dに隣接して脆弱部43を形成することにより、キャリアベース21の歪みを両側からバランスよく調整できる。これにより、プラネタリキャリア4の剛性をピニオンギヤ6の剛性に合わせて調整する際の自由度を高めることができる。
また、周方向の両端部21dに脆弱部43を形成することにより、プラネタリキャリア4の正転、逆転の両回転において、キャリアベース21の歪みを良好に調整できる。これにより、プラネタリキャリア4の剛性をピニオンギヤ6の剛性に合わせて調整する際の自由度を一層高めることができる。
実施形態においては、脆弱部43をベース接続面21bの両端部21dに隣接して形成する例について説明するが、その他の例として、脆弱部43をベース接続面21bの一方の端部21dのみに隣接して形成してもよい。
脆弱部43は、例えば、キャリアベース21を軸方向Lに貫通する円形(丸形)の孔部で形成されている。脆弱部43を孔部とすることにより、ベース接続面21bのうち周方向の両端部21dに隣接させて、脆弱部43(すなわち、孔部)を容易に形成できる。周方向の両端部21dの孔部は、例えば、同一の孔径で形成されている。脆弱部43を孔部とすることにより、プラネタリキャリア4のコストを抑えることができる。また、孔部の孔径を変えることにより、脆弱部43の脆弱性を簡単に調整できる。
実施形態においては、脆弱部43を円形の孔部とする例について説明するが、その他の例として、脆弱部43を、矩形等の孔部や、ベース面21aから窪むように形成された凹部等としてもよい。また、実施形態においては、周方向の両端部21dの孔部を同一の孔径で形成した例について説明するが、両端部21dの孔部をより力のかかる回転方向側の孔部の径を大きくしてもよい。
さらに、脆弱部43は、接続端32aの溶接代21cを避け、かつ、後述する第一ピニオンワッシャ(ピニオンワッシャ)18を軸方向Lにおいて避けた部位21eに形成されている。また、接続端32aの溶接代21cを避ける部位も、部位21eとして説明する。換言すれば、部位21eは、接続端32aの溶接代21cを避けた部位、及び、第一ピニオンワッシャ18を避けた部位の少なくも一方の部位が該当する。
接続端32aの溶接代21cを避けた部位21eに脆弱部43を形成することにより、脚部32の接続端32aをキャリアベース21のベース接続面21bに接合する溶接強度を確保でき、溶接コストを抑えることができる。
なお、第一ピニオンワッシャ18を避けた部位21eに脆弱部43を形成する理由については後述する。
図2、図3に示すように、脚部32の接続端32aがベース接続面21b(図4参照)に接続されることにより、キャリアベース21にキャリアプレート20が一体に固定され、プラネタリキャリア4が組み付けられる。プラネタリキャリア4には、キャリアベース21とキャリアプレート20との間に内部空間23が形成されている。内部空間23にはピニオン軸15及びピニオンギヤ6が配置されている。
すなわち、キャリアプレート20の第一支持孔部35及びキャリアベース21の第二支持孔部42に、ピニオン軸15の両端部15a,15bが軸方向Lの両側から嵌入された状態で支持されている。ピニオン軸15にピニオンギヤ6が軸受25を介して回転自在に設けられている。
ピニオンギヤ6の一部が収納開口27から外部に露出されている。ピニオンギヤ6のうち収納開口27から露出された部位6aがリングギヤ(すなわち、内周歯)8に噛合されている。
つぎに、第一ピニオンワッシャ18を避けた部位21eに脆弱部43を形成する理由について説明する。
すなわち、ピニオンギヤ6がピニオン軸15を介してプラネタリキャリア4に取り付けられた状態において、ピニオン軸15のうち、キャリアベース21とピニオンギヤ6との間に第一ピニオンワッシャ18が嵌合されている。第一ピニオンワッシャ18は、キャリアベース21とピニオンギヤ6とに挟持された状態に介在されている。
また、ピニオン軸15のうち、キャリアプレート20(具体的には、本体部31)とピニオンギヤ6との間に第二ピニオンワッシャ19が嵌合されている。第二ピニオンワッシャ19は、キャリアベース21とピニオンギヤ6とに挟持された状態に介在されている。第一ピニオンワッシャ18及び第二ピニオンワッシャ19は、ピニオンギヤ6の回転に追従して回転する。
そこで、キャリアベース21とピニオンギヤ6との間に介在された第一ピニオンワッシャ18を避けた部位21e(図5参照)に脆弱部43を形成するようにした。よって、例えば、脆弱部43が第一ピニオンワッシャ18に干渉することを防止できる。これにより、第一ピニオンワッシャ18の回転により、例えば、第一ピニオンワッシャ18に想定外の摩耗等が発生することを回避できる。
(その他の変形例)
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
2 サンギヤ
4 プラネタリキャリア
6 ピニオンギヤ
8 リングギヤ
15 ピニオン軸
18 第一ピニオンワッシャ(ピニオンワッシャ)
20 キャリアプレート(第一保持部材)
21 キャリアベース(第二保持部材)
21a ベース面
21b ベース接続面(接続端が接続された部位)
21c 溶接代
21d 周方向の端部(両端部)
21e 接続端の溶接代及び第一ピニオンワッシャを避けた部位
21e 接続端の溶接代
32 脚部(連結部)
32a 接続端
32b 先端面
35 第一支持孔部(支持孔部)
42 第二支持孔部(支持孔部)
43 脆弱部

Claims (5)

  1. サンギヤ及びリングギヤに噛合された複数のピニオンギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアであって、
    前記ピニオンギヤが設けられたピニオン軸を軸方向の両側から支持する支持孔部を有する一対の保持部材を備え、
    前記一対の保持部材のうち一方の第一保持部材は、
    他方の第二保持部材に向けて前記軸方向に延び、前記第二保持部材に対向させて接続される接続端を有する連結部を備え、
    前記第二保持部材は、
    前記接続端が接続された部位のうち周方向の端部に形成された脆弱部を有することを特徴とするプラネタリキャリア。
  2. 前記脆弱部は、前記接続端が接続された部位のうち周方向の両端部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のプラネタリキャリア。
  3. 前記脆弱部は、前記接続端の溶接代を避けた部位に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプラネタリキャリア。
  4. 前記脆弱部は、前記ピニオンギヤが前記プラネタリキャリアに取り付けられた状態において、前記ピニオン軸に嵌合されて前記第二保持部材と前記ピニオンギヤとの間に介在されたピニオンワッシャを避けた部位に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラネタリキャリア。
  5. 前記脆弱部は、前記第二保持部材を前記軸方向へ貫通する孔部であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプラネタリキャリア。
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