プラネタリキャリア

【課題】所望の剛性を確保すると共に、軽量化及び製造コストを低減すること。
【解決手段】プラネタリキャリア２０は、ピニオン軸１６の軸方向に沿って所定の離間距離をおいて対面する第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂと、前記第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂからそれぞれ反対側に向かって突出する第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂとを有し、捩り応力が集中する第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂと第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂとの付け根部３６ａ、３６ｂを除いた第１側壁２６ａと第２側壁２６ｂとの間に第１及び第２延出部３８ａ、３８ｂ同士を溶接した溶接部位５６を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピニオン軸を支持するプラネタリキャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車の自動変速機等には、サンギヤや複数のピニオン等を含むプラネタリギヤユニットが用いられている。このプラネタリギヤユニットには、複数のピニオンが軸着されたピニオン軸の両端部をそれぞれ支持する一対の側壁を備えたプラネタリキャリアが設けられる。
【０００３】
この種のプラネタリキャリアに関し、例えば、特許文献１には、太陽歯車及び遊星歯車等の各歯車を支持する一方の歯車支持板（円板）から脚部を伸張させ、前記脚部の先端ボスを他方の歯車支持板の嵌合穴に嵌挿し、この嵌合部位を電子ビーム銃によって溶接することにより、前記一方の歯車支持板と前記他方の歯車支持板との結合強度を向上させることができるとする技術的思想が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６４７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に開示された技術的思想を、例えば、複数のピニオンが共通のピニオン軸に同軸状に軸着された多連ピニオンを有するプラネタリギヤユニットに適用した場合、噛合するピニオン同士の噛み合いの反力によってピニオン軸を軸支するプラネタリキャリアに対して捩り応力が発生する。この場合、前記捩り応力は、プラネタリキャリアを構成する一方及び他方の歯車支持板と脚部との連結部位に集中する。
【０００６】
従って、特許文献１に開示されたプラネタリキャリアでは、前記プラネタリキャリアの所望の剛性を保持するために、一方の歯車支持板と他方の歯車支持板とを連結する脚部（ボス部）の外径を大きくして（脚部を太くして）溶接面積を増大させる必要がある。この結果、特許文献１に開示されたプラネタリキャリアでは、その重量が増加すると共に、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、所望の剛性を確保すると共に、軽量化及び製造コストを低減することが可能なプラネタリキャリアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、所定の距離をおいて対面する２つの側壁と、前記２つの側壁を連結する連結部とを備え、前記２つの側壁間にピニオン軸を支持するプラネタリキャリアであって、前記２つの側壁の各々は、一方の側壁から他方の側壁へ向かう延出部を一体的に有し、前記延出部同士は、前記側壁から互いに反対側の延出部へ向かって突出する付け根部を除いた前記２つの側壁の間で溶接されて、前記連結部を構成することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、プラネタリキャリアに付与される捩り応力が集中する、側壁と延出部との付け根部を除いた２つの側壁の間に延出部同士を溶接した溶接部位を設けることにより、前記溶接部位に捩り応力が集中することが好適に回避され、プラネタリキャリアの所望の剛性を容易に確保することができる。
【００１０】
この結果、本発明では、プラネタリキャリアの所望の剛性を保持するために、特許文献１に開示された従来技術のように一方の歯車支持板と他方の歯車支持板とを連結する脚部の外径を大きくして溶接面積を増大させるがことが不要となり、従来技術と比較して軽量化を達成することができると共に、製造コストを低減することができる。
【００１１】
また、本発明では、延出部同士が溶接される合わせ面を、例えば、傾斜面又は段差面とすることにより、溶接部位における溶接面積を増大することができ、溶接強度を向上させてプラネタリキャリアの剛性に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、捩り応力が集中する側壁と延出部との付け根部以外に溶接部位を設けることにより、所望の剛性を確保すると共に、軽量化及び製造コストを低減することが可能なプラネタリキャリアを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るプラネタリキャリアが組み込まれたプラネタリギヤユニットの分解斜視図である。
【図２】図１に示すプラネタリキャリアの斜視図である。
【図３】前記プラネタリキャリアの正面図である。
【図４】前記プラネタリキャリアの右側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【図６】比較例に係るギヤユニットの構造を示すスケルトン図である。
【図７】比較例に係るギヤユニットの動作説明に供される説明図である。
【図８】比較例に係るギヤユニットを構成する２連ピニオン及びキャリアの側面図である。
【図９】前記プラネタリキャリアに捩り応力が付与されて連結部が変形したイメージを示す説明図である。
【図１０】（ａ）は、第１変形例に係る延出部の合わせ面を有するプラネタリキャリアの正面図、（ｂ）は、溶接前の分解斜視図である。
【図１１】（ａ）は、第２変形例に係る延出部の合わせ面を有するプラネタリキャリアの正面図、（ｂ）は、溶接前の分解斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るプラネタリキャリアが組み込まれたトルク配分機構の要部縦断面図である。
【図１３】前記トルク配分機構の構造を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプラネタリキャリアが組み込まれたプラネタリギヤユニットの分解斜視図である。
【００１５】
図１に示されるように、プラネタリギヤユニット１０は、図示しない回転駆動源から伝達された回転駆動力が入出力される入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂと、前記入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂにそれぞれ連結されて該入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂと一体的に回転する２つのサンギヤ１４ａ、１４ｂと、前記入力軸１２ａ側のサンギヤ１４ａ及び前記出力軸１２ｂ側のサンギヤ１４ｂとそれぞれ噛合する歯部を有し一体的に形成された２つのピニオン１８ａ、１８ｂが共通のピニオン軸１６に対して自由回転可能に軸支されると共に、周方向に沿って等角度離間して配設される複数の２連ピニオン２０とを含む。
【００１６】
さらに、プラネタリギヤユニット１０は、前記ピニオン軸１６を回動自在に支持するプラネタリキャリア２２と、前記プラネタリキャリア２２の端面に装着されてピニオン軸１６の抜けを防止するスナップリング２４とを備えて構成される。なお、プラネタリギヤユニット１０は、歯部を介して前記２連ピニオン２０と噛合する図示しないリングギヤを含んで構成される。
【００１７】
図２は、図１に示すプラネタリキャリアの斜視図、図３は、前記プラネタリキャリアの正面図、図４は、前記プラネタリキャリアの右側面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【００１８】
前記プラネタリキャリア２２は、図２及び図３に示されるように、ピニオン軸１６の軸方向に沿って所定の離間距離をおいて対面する第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂと、前記第１側壁２６ａと前記第２側壁２６ｂとを連結する連結部２８とを有する。
【００１９】
第１側壁２６ａは、中央部に入力軸１２ａが挿通する円形状の開口部３０が形成された第１円板部３２ａと、前記第１円板部３２ａから外方に向かって突出する環状フランジ部３４と、前記第１円板部３２ａに連続する付け根部３６ａから第２側壁２６ｂ側に向かって略平行に所定長だけ突出し、該第１円板部３２ａの周方向に沿って等角度だけ離間する４つの第１延出部３８ａと、前記第１円板部３２ａに形成され各ピニオン軸１６の一端部が係止される円形状凹部４０とを有する。
【００２０】
第２側壁２６ｂは、中央部に出力軸１２ｂが挿通する円形状の開口部４２が形成された第２円板部３２ｂと、前記第２円板部３２ｂに連続する付け根部３６ｂから第１側壁２６ａ側に向かって所定長だけ突出し、該第２円板部３２ｂの周方向に沿って等角度だけ離間する４つの第２延出部３８ｂと、前記第２円板部３２ｂに形成され各ピニオン軸１６の他端部が挿通される円形状の挿通孔４４と、略Ｃ字状のスナップリング２４（図１参照）を装着するための円弧状の４つの係合壁４６と、前記スナップリング２４の回転を阻止するために該スナップリング２４の一端部を係止する係止溝４８とを有する（図２参照）。
【００２１】
第１側壁２６ａの第１延出部３８ａと、第２側壁２６ｂの第２延出部３８ｂとは、互いに反対側の延出部へ向かって突出（延出）するように設けられ、前記第１延出部２６ａの端面に形成された合わせ面５０と前記第２延出部２６ｂの端面に形成された合わせ面５０とが溶接されて溶接部位５６（図２及び図３参照）が形成されることにより、第１延出部３８ａと第２延出部３８ｂとが同軸状に固定されて連結部２８が構成される。
【００２２】
第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂは、それぞれ、第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂを含んで、例えば、鍛造成形や鋳造成形等によって一体成形される。
【００２３】
第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂの合わせ面５０は、図１に示されるように、それぞれ入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂと略直交する矩形状の平坦面によって形成される。この場合、図５に示されるように、前記第１延出部３８ａと前記第２延出部３８ｂの合わせ面５０同士を当接させ、溶接機（溶接ガン５２）によって前記合わせ面５０同士を溶着してナゲット５４を形成することにより、第１及び第２延出部３８ａ、３８ｂ同士が溶接されて強固に固定される。
【００２４】
本発明の実施形態に係るプラネタリキャリア２２が組み込まれたプラネタリギヤユニット１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、比較例に係るギヤユニットとの関係でその作用効果を説明する。
【００２５】
図６は、比較例に係るギヤユニットの構造を示すスケルトン図、図７は、比較例に係るギヤユニットの動作説明に供される説明図、図８は、比較例に係るギヤユニットを構成する２連ピニオン及びキャリアの側面図、図９は、前記キャリアに捩り応力が付与されて連結部が変形したイメージを示す説明図である。
【００２６】
この比較例に係るギヤユニット１００は、図６に示されるように、回転駆動力によって回転駆動される入力軸１０２に連結された第１ピニオン１０４（図１のサンギヤ１４ａに対応）と、出力軸１０６に連結される第２ピニオン１０８（図１のサンギヤ１４ｂに対応）と、前記第１ピニオン１０４及び第２ピニオン１０８とそれぞれ噛合する２つのピニオン１１０ａ、１１０ｂ（図１のピニオン１８ａ、１８ｂに対応）が共通のピニオン軸１１２（図１のピニオン軸１６に対応）に対して自由回転可能に同軸状に配置された２連ピニオン１１４（図１の２連ピニオン２０に対応）と、相互に対向する２つの円板部１１６ａ、１１６ｂ（図８参照）と前記２つの円板部１１６ａ、１１６ｂを連結する複数の連結部１１８とによって前記２連ピニオン１１４を支持するキャリア１２０（図１のプラネタリキャリア２２に対応）とを有する。
【００２７】
この比較例に係るギヤユニット１００の動作を概略説明すると、図７に示されるように、入力軸１０２に伝達された回転駆動力によって第１ピニオン１０４が矢印Ａ方向に沿って回転し、前記第１ピニオン１０４と噛合する２連ピニオン１１４の一方のピニオン１１０ａが矢印Ｂ方向に沿って回転し、前記第１ピニオン１０４と前記２連ピニオン１１４の一方のピニオン１１０ａとが噛合することによって、噛み合い反力Ｆ１が発生する。
【００２８】
また、２連ピニオン１１４の一方のピニオン１１０ａが回転することにより、ピニオン軸１１２を介して同軸状に連結された他方のピニオン１１０ｂが矢印Ｃ方向に沿って回転し、前記他方のピニオン１１０ｂと噛合する第２ピニオン１０８が矢印Ｄ方向に沿って回転し、矢印Ｄ方向の回転駆動力が前記第２ピニオン１０８に連結された出力軸１０７から出力される。
【００２９】
この場合、前記２連ピニオン１１４の他方のピニオン１１０ｂと第２ピニオン１０８とが噛合することによって、噛み合い反力Ｆ２が発生する。この噛み合い反力Ｆ１と噛み合い反力Ｆ２とは、相互に反対方向に発生し、相互に反対方向に向かう噛み合い反力Ｆ１及びＦ２によってキャリア１２０に捩り応力が作用する。
【００３０】
従って、キャリア１２０は、一方の円板部１１６ａと連結部１１８とが結合される付け根部Ｐ１及び他方の円板部１１６ｂと連結部１１８とが結合される付け根部Ｐ２に捩り応力が集中する。この結果、図９に示されるように、一方の円板部１１６ａと他方の円板部１１６ｂとを連結する連結部１１８が捩られて変形する。なお、図９に示される連結部１１８の変形状態は、イメージとして描出したものである。
【００３１】
これに対し、本実施形態では、プラネタリキャリア２２に付与される捩り応力が集中する、第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂと第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂとの付け根部３６ａ、３６ｂを除いた第１側壁２６ａと第２側壁２６ｂとの間に第１及び第２延出部３８ａ、３８ｂ同士の溶接部位５６（図３及び図５参照）を設けることにより、前記溶接部位５６に捩り応力が集中することが好適に回避され、プラネタリキャリア２２の所望の剛性を容易に確保することができる。
【００３２】
従って、本実施形態では、プラネタリキャリア２２の所望の剛性を保持するために、特許文献１に開示された従来技術のように一方の歯車支持板と他方の歯車支持板とを連結する脚部の外径を大きくして溶接面積を増大させるがことが不要となり、従来技術と比較して軽量化を達成することができると共に、製造コストを低減することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、ピニオン軸方向に沿った第１延出部３８ａと第２延出部３８ｂの寸法が同一（等長）に設定され、相互に対向する第１側壁２６ａと第２側壁２６ｂとの間の中央部に第１延出部２６ａと第２延出部２６との溶接部位５６を設けることにより（図３及び図５参照）、プラネタリキャリア２２に付与される捩り応力が集中する付け根部３６ａ、３６ｂから最も離間する部位に前記溶接部位５６を設けることができ、プラネタリキャリア２２の剛性を可及的に向上させることができる。
【００３４】
この場合、前記第１延出部３８ａと前記第２延出部３８ｂのピニオン軸方向に沿った寸法をそれぞれ同一でなく不等長とし、第１側壁２６ａ及び第２側壁２６ｂから連続する第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂの付け根部３６ａ、３６ｂを除いた他の部位であれば、第１側壁２６ａと第２側壁２６ｂとの間の任意の部位に溶接部位５６を設けるとよい。
【００３５】
換言すると、比較例に示されるように、プラネタリキャリア２２に付与される捩り応力が、第１側壁２６ａと第１延出部３８ａとが連結される付け根部３６ａ及び第２側壁２６ｂと第２延出部３８ｂとが連結される付け根部３６ｂに集中するため、捩り応力の集中部位である前記付け根部３６ａ、３６ｂを除いた他の部位に第１延出部３８ａと第２延出部３８ｂとの溶接部位５６を設けることにより、前記溶接部位５６に捩り応力が集中することがなく、プラネタリキャリア２２の所望の剛性を容易に確保することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、共通のピニオン軸１６に対して複数のピニオン１８ａ、１８ｂが同軸状で自由回転可能に軸着された多連ピニオンを用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、単一のピニオンがピニオン軸１６に対して自由回転可能に軸着された単ピニオンにも適用することができる。
【００３７】
図１０（ａ）は、第１変形例に係る延出部の合わせ面を有するプラネタリキャリアの正面図、図１０（ｂ）は、溶接前の分解斜視図である。図１１（ａ）は、第２変形例に係る延出部の合わせ面を有するプラネタリキャリアの正面図、図１１（ｂ）は、溶接前の分解斜視図である。
【００３８】
第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂの延出部同士が溶接される合わせ面５０は、図１の矩形状の平坦面に限定されるものではなく、例えば、図１０の第１変形例に係る合わせ面５０ａに示されるように、ピニオン軸１６に対して交差する傾斜面６０によって形成し、又は、図１１の第２変形例に係る合わせ面５０ｂに示されるように、階段状の段差を有する段差面６２によって形成されるようにしてもよい。なお、前記段差面６２は、階段状に限定されるものではなく、溶接部位５６の長さを増大させる任意の段差形状とするとよい。
【００３９】
このように、第１延出部３８ａ及び第２延出部３８ｂの延出部同士が溶接される合わせ面５０ａ、５０ｂを傾斜面６０又は段差面６２とすることにより、図１の矩形状の平坦面と比較して、溶接部位５６における溶接面積を増大することができ（溶接部位５６の長さを伸張させることができ）、溶接強度を向上させてプラネタリキャリア２２の剛性に寄与することができる。
【００４０】
図１２は、本発明の他の実施形態に係るプラネタリキャリアが組み込まれたトルク配分機構の要部縦断面図、図１３は、前記トルク配分機構の構造を示すスケルトン図である。
【００４１】
この他の実施形態に係るプラネタリキャリア２２ａでは、後記する３つのピニオンが共通のピニオン軸に自由回転可能に軸着された３連ピニオンを用いている点で前記実施形態と相違している。
【００４２】
図示しない車両の左右駆動輪間で駆動力を配分するトルク配分機構２００は、遊星歯車機構からなり、ベアリング２０１を介してプラネタリキャリア２２ａが出力軸２０３の外周部に対して回転自在に支持されると共に、円周方向に沿って９０度の離間角度で配置された４本のピニオン軸２０２の各々に、第１ピニオン２０４ａ、第２ピニオン２０４ｂ及び第３ピニオン２０４ｃからなる３つのピニオンを一体的に形成した３連ピニオン２０６が回転自在に支持される。
【００４３】
図示しないドライブシャフトを介して左右駆動輪に連結される駆動軸Ｓの外周には、第１ピニオン２０４ａと噛合する第１サンギヤ２０８ａが回転自在に固定される。また、駆動軸Ｓの外周に固定された第２サンギヤ２０８ｂは、前記第２ピニオン２０４ｂと噛合するように設けられる。さらに、出力軸２０３の外周に回転自在に支持された第３サンギヤ２０８ｃは、前記第３ピニオン２０４ｃと噛合するように設けられる。
【００４４】
この場合、第３サンギヤ２０８ｃは、右クラッチＣＲを介してトルク配分機構２００のハウジング２１０に結合可能に設けられ、右クラッチＣＲの係合によってプラネタリキャリア２２ａの回転速度が増速される。また、プラネタリキャリア２２ａは、左クラッチＣＬを介してハウジング２１０に結合可能に設けられ、左クラッチＣＬの係合によってプラネタリキャリア２２ａの回転速度が減速される。
【００４５】
なお、図示しないエンジンによって駆動された回転駆動力は、矢印方向に沿って伝達され、出力軸２０３から相互に噛合する第１サンギヤ２０８ａ、第１ピニオン２０４ａ、ピニオン軸２０２、第２ピニオン２０４ｂ及び第２サンギヤ２０８ｂを経由して駆動軸Ｓに伝達される。
【００４６】
他の実施形態に係るプラネタリキャリア２２ａのその他の構成並びに作用効果は、図１に示されるプラネタリキャリア２２と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００４７】
１６、２０２ピニオン軸
１８ａ、１８ｂ、２０４ａ〜２０４ｃピニオン
２２、２２ａプラネタリキャリア
２６ａ、２６ｂ側壁
２８連結部
３６ａ、３６ｂ付け根部
３８ａ、３８ｂ延出部
５０、５０ａ、５０ｂ合わせ面
５６溶接部位
６０傾斜面
６２段差面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離をおいて対面する２つの側壁と、前記２つの側壁を連結する連結部とを備え、前記２つの側壁間にピニオン軸を支持するプラネタリキャリアであって、
前記２つの側壁の各々は、一方の側壁から他方の側壁へ向かう延出部を一体的に有し、前記延出部同士は、前記側壁から互いに反対側の延出部へ向かって突出する付け根部を除いた前記２つの側壁の間で溶接されて、前記連結部を構成することを特徴とするプラネタリキャリア。
【請求項２】
請求項１記載のプラネタリキャリアにおいて、
前記延出部同士が溶接される合わせ面は、少なくとも、前記ピニオン軸に対して交差する傾斜面、又は、段差を有する段差面を含むことを特徴とするプラネタリキャリア。

【図１】