JP6879199B2 - リングギヤとフランジの組付方法 - Google Patents

Description

本発明は、リングギヤとフランジの組付方法に関する。

例えば車両用エンジンのクランクシャフトとオートマチックトランスミッションとの間には、トルクコンバータに取り付ける円板状のフランジをリングギヤに組み付けたプラネタリギヤ（遊星歯車装置）が連結されている。リングギヤとフランジの組付方法としては、例えばリングギヤの内周壁にフランジの外周部を当接配置した後、フランジの外周部を押圧してかしめることにより両者を固定する方法が知られている（特許文献１参照）。この組付方法によれば、リングギヤとフランジとの間のアーク溶接が不要となり、熱歪を除去する作業を必要としないので、製造コストを低減することができる。

特開平７−４２８１１号公報

ところで、上記のようなかしめ作業は、押圧する荷重が小さ過ぎるとリングギヤとフランジの固定強度が十分に得られず、リングギヤからフランジが抜け易くなる。一方、押圧する荷重が大き過ぎるとフランジやリングギヤが変形する可能性がある。フランジやリングギヤの変形は、素性の悪化を招き、騒音や振動を起こす懸念がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、リングギヤやフランジの変形を防止しつつ、両者を十分な強度で固定することができるリングギヤとフランジの組付方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるリングギヤとフランジの組付方法は、リングギヤの内周壁に対し、その軸方向で一端部から他端部に向かう方向に円板状のフランジの外周部を嵌合させるリングギヤとフランジの組付方法であって、前記リングギヤは前記内周壁に、前記一端部から他端部に向かう方向で該リングギヤの外径側から内径側に傾斜する内周テーパ面と、前記内周テーパ面の前記他端部側の端部から連続するように該リングギヤの外径側に凹んだ凹部と、を有し、前記フランジは前記外周部に、該フランジの径方向に延びる直線部と、前記直線部から連続するように該フランジの径方向から前記軸方向へと曲がる第１コーナー部と、前記第１コーナー部から連続するように該フランジの前記軸方向から径方向へと曲がる第２コーナー部と、を有すると共に、前記直線部の外周端面には、該フランジの前記リングギヤに対する嵌合方向に向かって該フランジの外径側から内径側に傾斜する外周テーパ面が設けられており、前記フランジの外周テーパ面を前記リングギヤの内周テーパ面に摺接させて該内周テーパ面を乗り越えさせることにより、前記フランジの直線部を前記リングギヤの凹部に嵌合させることを特徴とする。

本発明にかかるリングギヤとフランジの組付方法によれば、リングギヤとフランジを組み付ける際、フランジの外周テーパ面をリングギヤの内周テーパ面に摺接させる。これにより、フランジの外周部を第１コーナー部及び第２コーナー部を介して内径方向に弾性変形させた後、外径方向に弾性復帰させ、直線部を凹部に強固に嵌合することができる。このため当該組付方法では、かしめ作業のような塑性変形を伴う工程を行うことなく、リングギヤとフランジとを嵌め合いのみで強固に固定することができる。その結果、リングギヤやフランジが塑性変形を生じて、製品使用時に騒音や振動を起こすことを防止できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るリングギヤとフランジの組付方法によってリングギヤにフランジを固定したプラネタリギヤの側面断面図である。 図２Ａは、リングギヤにフランジを組み付ける直前の状態を示す要部拡大断面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す状態からリングギヤにフランジを組み付ける途中の状態を示す要部拡大断面図である。 図３は、第１変形例に係るプラネタリギヤの要部拡大側面断面図である。 図４は、第２変形例に係るプラネタリギヤの要部拡大側面断面図である。

以下、本発明にかかるリングギヤとフランジの組付方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るリングギヤとフランジの組付方法によってリングギヤ１０にフランジ１２を固定したプラネタリギヤ１４の側面断面図である。図２Ａは、リングギヤ１０にフランジ１２を組み付ける直前の状態を示す要部拡大断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す状態からリングギヤ１０にフランジ１２を組み付ける途中の状態を示す要部拡大断面図である。

図１に示すように、プラネタリギヤ１４は、リングギヤ１０と、フランジ１２とを備える。プラネタリギヤ１４は、例えば車両用エンジンのクランクシャフトとオートマチックトランスミッションに装着されたトルクコンバータとの間に連結される装置である。

リングギヤ１０は、内周壁１０ａに内歯１６が設けられ、外周壁１０ｂに外歯１７が設けられた円筒形状のギヤである。内歯１６は、例えば図示しないプラネタリピニオンと噛合する。外歯１７は、例えば図示しないスタータモータに連結されたピニオンと噛合する。リングギヤ１０の内周壁１０ａには、さらに、内周テーパ面１８と、凹部２０とが設けられている。リングギヤ１０は、内歯１６及び外歯１７のいずれか一方しか持たない構成でもよい。

内周テーパ面１８は、リングギヤ１０の軸方向（中心軸Ｃに沿う方向）で一端部１０ｃに開口し、この軸方向で一端部１０ｃから他端部１０ｄに向かう方向に沿って漸次縮径した傾斜面である。つまり内周テーパ面１８は、内周壁１０ａの一端部１０ｃから他端部１０ｄに向かう方向でリングギヤ１０の外径側から内径側に傾斜している。凹部２０は、内周テーパ面１８の他端部１０ｄ側の端部１８ａの他端部１０ｄ側に連続するように設けられ、リングギヤ１０の外径側に凹んだ環状凹部である。内歯１６は、内周壁１０ａの凹部２０よりも他端部１０ｄ側から他端部１０ｄに向かって延在している。外歯１７は、外周壁１０ｂの軸方向に亘って形成されている。

フランジ１２は、円板基部１２ａの外周にリム状の外周部１２ｂが形成された円板状部材である。フランジ１２は、例えば図示しないトルクコンバータに取り付けられる。フランジ１２の外周部１２ｂには、直線部２２と、第１コーナー部２４と、第２コーナー部２６と、外周テーパ面２８とが設けられている。図１に示すように、フランジ１２は、リングギヤ１０の中心軸Ｃと同軸に配置され、リングギヤ１０の一端部１０ｃから他端部１０ｄに向かう方向に沿って外周部１２ｂが内周壁１０ａに嵌挿される。以下では、リングギヤ１０に対するフランジ１２の嵌合方向を嵌合方向Ｃ１と呼び、その反対方向を非嵌合方向Ｃ２と呼んで説明する（図１参照）。

直線部２２は、フランジ１２の軸方向に直交する径方向に延びている。直線部２２は、外周部１２ｂにおいて最も嵌合方向Ｃ１側に配置されると共に、フランジ１２の最も外径側へと突出している。第１コーナー部２４は、径方向に沿う直線部２２の内径側端部を軸方向でリングギヤ１０から離間する方向（非嵌合方向Ｃ２）に折り曲げた形状を有する。第２コーナー部２６は、第１コーナー部２４から連続するようにフランジ１２の軸方向（非嵌合方向Ｃ２）から内径方向へと折り曲げた形状を有し、円板基部１２ａに繋がっている。外周テーパ面２８は、直線部２２の外径側端部である外周端面２２ａの嵌合方向Ｃ１側の角部に設けられ、嵌合方向Ｃ１に向かう方向に沿って漸次縮径した傾斜面である。つまり外周テーパ面２８は、嵌合方向Ｃ１に向かってフランジ１２の外径側から内径側に傾斜している。これにより、外周テーパ面２８は、フランジ１２のリングギヤ１０への組付時にリングギヤ１０の内周テーパ面１８と摺接可能な位置に対向配置される（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。

次に、本実施形態のリングギヤ１０とフランジ１２の組付方法を説明する。

先ず、フランジ１２をリングギヤ１０の一端部１０ｃ側で同軸に配置する。これにより、図２Ａに示すように、フランジ１２の外周テーパ面２８がリングギヤ１０の内周テーパ面１８と摺接可能な位置に対向配置される。続いて、フランジ１２をリングギヤ１０に対して相対的に嵌合方向Ｃ１に移動させ、外周テーパ面２８を内周テーパ面１８に対して摺接させる。そうすると図２Ｂに示すように、フランジ１２は、外周テーパ面２８が内周テーパ面１８に摺接しながら内周テーパ面１８から内径方向への押圧力を受ける。このため、フランジ１２は第１コーナー部２４及び第２コーナー部２６を介して弾性変形し、直線部２２が内径側に移動する。従って、少なくともフランジ１２の外周テーパ面２８の最も外径側に張り出した部位（外周端面２２ａ）の中心軸Ｃからの径方向距離は、リングギヤ１０の内周テーパ面１８の最も内径側に張り出した部位（端部１８ａ）の中心軸Ｃからの径方向距離よりも大きい構造となっている。外周テーパ面２８が内周テーパ面１８の端部１８ａを完全に乗り越えると、直線部２２が外径方向に弾性復帰して凹部２０に嵌合する（図１参照）。これによりフランジ１２のリングギヤ１０に対する組付作業が完了し、両者が強固に連結される。

以上のように、当該組付方法では、リングギヤ１０とフランジ１２を組み付ける際、フランジ１２の外周テーパ面２８をリングギヤ１０の内周テーパ面１８に摺接させる。これにより、フランジ１２の外周部１２ｂを第１コーナー部２４及び第２コーナー部２６を介して内径方向に弾性変形させた後、外径方向に弾性復帰させ、直線部２２を凹部２０に嵌合することができる。このため当該組付方法では、かしめ作業のような塑性変形を伴う工程を行うことなく、リングギヤ１０とフランジ１２とを嵌め合いのみで強固に固定することができる。その結果、リングギヤ１０やフランジ１２が塑性変形を生じて、製品使用時に騒音や振動を起こすことを防止できる。すなわち当該組付方法では、外周テーパ面２８が内周テーパ面１８に摺接して押圧されることによる外周部１２ｂの変形量、つまり凹部２０の一端部１０ｃ側の段差（端部１８ａの内径方向への突出高さ）をフランジ１２の弾性変形の範囲内に設定しておく。これにより組付時にフランジ１２やリングギヤ１０に過度な負荷がかかってこれらが塑性変形を生じることを防止しつつ、リングギヤ１０とフランジ１２を強固に固定できる。

図３は、第１変形例に係るプラネタリギヤ１４Ａの要部拡大側面断面図である。なお、図３において、図１〜図２Ｂに示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略し、図４に示すプラネタリギヤ１４Ｂについても同様とする。

図３に示すように、このプラネタリギヤ１４Ａは、図１〜図２Ｂに示すプラネタリギヤ１４のフランジ１２と構成の異なるフランジ３０を備える。フランジ３０の外周部１２ｂには、直線部２２及び外周テーパ面２８と、第１コーナー部２４と、第２コーナー部３２とが設けられている。第２コーナー部３２は、図１に示すフランジ１２の第２コーナー部２６とその曲がり方向が逆である。つまり第２コーナー部３２は、第１コーナー部２４から連続するようにフランジ３０の軸方向（非嵌合方向Ｃ２）から外径方向へと折り曲げた形状を有する。なお、フランジ３０では、第２コーナー部３２が外径方向に曲がっているため、この第２コーナー部３２と円板基部１２ａとの間にさらに２つのコーナー部３４，３５を設けている。図３では、コーナー部３４，３５及び円板基部１２ａについては、その板厚方向の中心を２点鎖線で模式的に図示している。

図４は、第２変形例に係るプラネタリギヤ１４Ｂの要部拡大側面断面図である。

図４に示すように、このプラネタリギヤ１４Ｂは、図１〜図２Ｂに示すプラネタリギヤ１４のフランジ１２と構成の異なるフランジ４０を備える。フランジ４０の外周部１２ｂには、直線部２２及び外周テーパ面２８と、第１コーナー部４２と、第２コーナー部４４とが設けられている。第１コーナー部４２は、図１に示すフランジ１２の第１コーナー部２４とその曲がり方向が逆である。つまり第１コーナー部４２は、径方向に沿う直線部２２の内径側端部を軸方向でリングギヤ１０に近接する方向（嵌合方向Ｃ１）に折り曲げた形状を有する。第２コーナー部４４は、第１コーナー部４２から連続するようにフランジ４０の軸方向（嵌合方向Ｃ１）から内径方向へと折り曲げた形状を有する。

従って、これらプラネタリギヤ１４Ａ，１４Ｂにおいても、上記したプラネタリギヤ１４と同様、フランジ３０，４０の外周テーパ面２８をリングギヤ１０の内周テーパ面１８に摺接させて凹部２０に嵌合させることにより、リングギヤ１０とフランジ３０，４０を嵌め合いのみで強固に固定することができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ リングギヤ
１０ａ 内周壁
１０ｂ 外周壁
１２，３０，４０ フランジ
１２ｂ 外周部
１４，１４Ａ，１４Ｂ プラネタリギヤ
１８ 内周テーパ面
２０ 凹部
２２ 直線部
２４，４２ 第１コーナー部
２６，３２，４４ 第２コーナー部
２８ 外周テーパ面

Claims (1)

1. リングギヤの内周壁に対し、その軸方向で一端部から他端部に向かう方向に円板状のフランジの外周部を嵌合させるリングギヤとフランジの組付方法であって、
   前記リングギヤは前記内周壁に、前記一端部から他端部に向かう方向で該リングギヤの外径側から内径側に傾斜する内周テーパ面と、前記内周テーパ面の前記他端部側の端部から連続するように該リングギヤの外径側に凹んだ凹部と、を有し、
   前記フランジは前記外周部に、該フランジの径方向に延びる直線部と、前記直線部から連続するように該フランジの径方向から前記軸方向へと曲がる第１コーナー部と、前記第１コーナー部から連続するように該フランジの前記軸方向から径方向へと曲がる第２コーナー部と、を有すると共に、前記直線部の外周端面には、該フランジの前記リングギヤに対する嵌合方向に向かって該フランジの外径側から内径側に傾斜する外周テーパ面が設けられており、
   前記フランジの外周テーパ面を前記リングギヤの内周テーパ面に摺接させて該内周テーパ面を乗り越えさせることにより、前記フランジの直線部を前記リングギヤの凹部に嵌合させることを特徴とするリングギヤとフランジの組付方法。

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