遊星歯車式動力伝達装置
【課題】コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止すること。
【解決手段】シングルピニオン式遊星歯車３０のキャリアプレート３６に、前進クラッチ３１の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置において、キャリアプレート３６を、ブレーキ/クラッチドラム３３に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部３６ａと、シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン軸７４に固定されたピニオンキャリア部３６ｂと、に分割して２つの別部品にすると共に、２つの別部品を分割部分にて動力伝達可能に結合する。そして、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定した。
【解決手段】シングルピニオン式遊星歯車３０のキャリアプレート３６に、前進クラッチ３１の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置において、キャリアプレート３６を、ブレーキ/クラッチドラム３３に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部３６ａと、シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン軸７４に固定されたピニオンキャリア部３６ｂと、に分割して２つの別部品にすると共に、２つの別部品を分割部分にて動力伝達可能に結合する。そして、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦要素が配置された遊星歯車式動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦クラッチが配置され、遊星歯車のピニオンを支持するキャリアを、多板摩擦クラッチのクラッチドラムに向かって延長し、その延長端部をスナップリングの取り付け位置に結合させたキャリアプレートとする。そして、キャリアプレートに、多板摩擦クラッチの締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６３０１４号公報
【特許文献２】特開平９−８９０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の遊星歯車式動力伝達装置のキャリアプレートは、ピニオン軸を保持していることや遊星歯車のはす歯形状に起因するスラスト荷重に耐えるため、ある程度の部品硬度が必要である。また、キャリアプレートがスプライン嵌合されるクラッチドラムについても、スナップリングを介して締結荷重を受けることや遠心力で開口部が外側に開くのを防止するため、ある程度の部品硬度が必要である。このため、互いにスプライン嵌合されるキャリアプレートとクラッチドラムが同程度の硬度を持つ部品となり、キャリアプレートとクラッチドラムが摩擦運動により接触したときに凝着摩耗が生じやすい、という問題があった。
【０００５】
一方、凝着摩耗を回避するには、互いに接触する２つの部品硬度に十分な硬度差を持たせる必要がある。このため、キャリアプレートに比べてより高い部品硬度が必要なクラッチドラムの部品硬度を、キャリアプレートの部品硬度よりも高く設定することになる。しかし、このように部品硬度を設定すると、クラッチドラムの部品硬度が、クラッチドラムにとって必要とされる部品硬度よりも高い過剰品質（オーバースペック）となってしまうし、クラッチドラムを過剰品質化することでコスト増を招く。
【０００６】
ここで、「凝着摩耗」とは、２つの固体間の実接触面積を構成する凝着部分が、摩擦運動によりせん断剥離されることに基因して生ずる摩耗現象をいう。特に、２つの面の硬さが同じ場合や硬さの差が少ない場合には、様々な摩耗現象のうち、凝着摩耗がほとんど支配的に生じることが知られている。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止することができる遊星歯車式動力伝達装置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】
上記目的を達成するため、本発明の遊星歯車式動力伝達装置は、駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦要素が配置され、前記遊星歯車のピニオンを支持するキャリアを、前記多板摩擦要素の摩擦プレート支持部材に向かって延長し、その延長端部をスナップリングの取り付け位置に結合させたキャリアプレートとし、前記キャリアプレートに、前記多板摩擦要素の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させている。
この遊星歯車式動力伝達装置において、前記キャリアプレートを、前記摩擦プレート支持部材に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部と、前記遊星歯車のピニオン軸に固定されたピニオンキャリア部と、に分割して２つの別部品にすると共に、前記リテーニングプレート部と前記ピニオンキャリア部を分割部分にて動力伝達可能に結合する。
そして、前記リテーニングプレート部の部品硬度を、前記摩擦プレート支持部材の部品硬度および前記ピニオンキャリア部の部品硬度より相対的に低く設定した。
【発明の効果】
【０００９】
よって、ピニオンキャリア部の必要部品硬度を例えば1.0とし、摩擦プレート支持部材の必要部品硬度を例えば1.1とした場合、リテーニングプレート部の部品硬度を例えば0.5にする。このとき、部品硬度比は、ピニオンキャリア部：リテーニングプレート部：摩擦プレート支持部材＝1.0：0.5：1.1となる。そして、互いに接触するピニオンキャリア部とリテーニングプレート部の部品硬度差は0.5（＝1.0−0.5）となり、また、摩擦プレート支持部材とリテーニングプレート部の部品硬度差は0.6（＝1.1−0.5）となる。
このように、リテーニングプレート部の部品硬度を、摩擦プレート支持部材の部品硬度およびピニオンキャリア部の部品硬度より相対的に低く設定することで、接触部品間の硬度差が十分に確保され、凝着摩耗の発生が有効に抑えられる。そして、ピニオンキャリア部と摩擦プレート支持部材とは、互いに接触することのない部品関係であり、独立した部品硬度の設定が許容されるため、それぞれの部品について必要とされる部品硬度に設定でき、コスト増を招く構成部品の過剰品質化が防止される。
この結果、コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止することができる。加えて、３つの部品のうち、一番摩耗するのは、部品硬度を最も低く設定したリテーニングプレート部であるため、摩耗して取り替えるのは、小さな部品によるリテーニングプレート部だけで済む。その結果、低コストによりメインテナンスを行えるという効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系を示す駆動系全体構成図である。
【図２】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機の前後進切替機構を示す断面図である。
【図３】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置においてシングルピニオン式遊星歯車と前進クラッチが配置された要部構成を示す拡大断面図である。
【図４】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置のブレーキ/クラッチドラムとリテーニングプレート部の詳細を示す図３のＡ方向矢視図である。
【図５】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置のブレーキ/クラッチドラムとリテーニングプレート部の詳細を示す図３のＢ方向矢視図である。
【図６】実施例２の遊星歯車式動力伝達装置においてシングルピニオン式遊星歯車と前進クラッチが配置された要部構成を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の遊星歯車式動力伝達装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系を示す。以下、図１に基づき、駆動系全体構成を説明する。
【００１３】
ベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系は、図１に示すように、エンジン１と、トルクコンバータ２と、前後進切替機構３と、ベルト式無段変速機構４と、終減速機構５と、駆動輪６，６と、を備えている。
【００１４】
前記エンジン１は、駆動源として設けられ、ドライバーのアクセル操作による出力トルクの制御以外に、外部からのエンジン制御信号によりエンジン回転数や燃料噴射量が制御可能である。
【００１５】
前記トルクコンバータ２は、トルク増大機能を有する流体伝動装置であり、トルク増大機能を必要としないとき、エンジン出力軸１１（＝トルクコンバータ入力軸）とトルクコンバータ出力軸２１を直結可能なロックアップクラッチ２０を有する。トルクコンバータ２は、エンジン出力軸１１にコンバータハウジング２２を介して連結されたタービンランナ２３と、トルクコンバータ出力軸２１に連結されたポンプインペラ２４と、ワンウェイクラッチ２５を介して設けられたステータ２６と、を構成要素とする。
【００１６】
前記前後進切替機構３は、エンジン１からベルト式無段変速機構４へ入力される回転駆動力の入力回転方向を、前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向で切り替える機構である。この前後進切替機構３は、シングルピニオン式遊星歯車３０と、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２と、を有する。実施例１では、この前後進切替機構３に遊星歯車式動力伝達装置を適用している。
【００１７】
前記ベルト式無段変速機構４は、ベルト接触径の変化により変速機入力軸４０の入力回転数と変速機出力軸４１の出力回転数の比である変速比を無段階に変化させる無段変速機能を有する。このベルト式無段変速機構４は、プライマリプーリ４２と、セカンダリプーリ４３と、ベルト４４と、を有する。前記プライマリプーリ４２は、固定プーリ４２ａとスライドプーリ４２ｂにより構成され、スライドプーリ４２ｂは、プライマリ圧室４５に導かれるプライマリ圧によりスライド動作する。前記セカンダリプーリ４３は、固定プーリ４３ａとスライドプーリ４３ｂにより構成され、スライドプーリ４３ｂは、セカンダリ圧室４６に導かれるセカンダリ圧によりスライド動作する。前記ベルト４４は、プライマリプーリ４２のＶ字形状をなす一対のシーブ面と、セカンダリプーリ４３のＶ字形状をなす一対のシーブ面に巻き掛けられている。
【００１８】
前記終減速機構５は、ベルト式無段変速機構４の変速機出力軸４１からの変速機出力回転を減速すると共に差動機能を与えて左右の駆動輪６，６に伝達する機構である。この終減速機構５は、変速機出力軸４１とアイドラ軸５０と左右のドライブ軸５１，５１に介装され、減速機能を持つ第１ギヤ５２と、第２ギヤ５３と、第３ギヤ５４と、第４ギヤ５５と、差動機能を持つディファレンシャルギヤ５６を有する。
【００１９】
図２は、遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機の前後進切替機構３を示す。以下、図２に基づき前後進切替機構３の構成を説明する。
【００２０】
前記前後進切替機構３は、図２に示すように、シングルピニオン式遊星歯車３０（遊星歯車）と、前進クラッチ３１（多板摩擦要素）と、後退ブレーキ３２と、ブレーキ/クラッチドラム３３（摩擦プレート支持部材）と、クラッチハブ３４と、変速機ケース３５と、キャリアプレート３６と、を備えている。
【００２１】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０は、サンギヤ３０ａと、リングギヤ３０ｂと、サンギヤ３０ａとリングギヤ３０ｂに噛み合うピニオン３０ｃと、複数のピニオン３０ｃを支持するキャリア３０ｄと、を有する。前記サンギヤ３０ａは、トルクコンバータ出力軸２１に連結され、エンジン１およびトルクコンバータ２を経過した回転駆動力が入力される。前記リングギヤ３０ｂは、プライマリプーリ４２の固定プーリ４２ａに対しリングギヤプレート７０を介して連結され、前後進切替機構３を経過した正転方向または逆転方向の回転駆動力をベルト式無段変速機構４のプライマリプーリ４２へ出力する。なお、固定プーリ４２ａは、変速機ケース３５に対しボールベアリング７１により回転可能に支持されている。
【００２２】
前記前進クラッチ３１は、前進走行時、ブレーキ/クラッチドラム３３とクラッチピストン７２の間に形成されるクラッチ圧室７３にクラッチ圧を導くことにより、クラッチピストン７２が図２の左方向にストロークして締結する湿式多板クラッチである。この前進クラッチ３１を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のサンギヤ３０ａとキャリア３０ｄを、前進クラッチ３１の締結力に応じて連結する。前進クラッチ３１は、クラッチハブ３４に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドライブプレート３１ａ（例えば、４枚）と、ブレーキ/クラッチドラム３３に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドリブンプレート３１ｂ（例えば、４枚）と、を交互に配置することで構成される。なお、クラッチピストン７２とスプリング支持プレート７５との間には、前進クラッチ３１の解放時、クラッチピストン７２に対し図２の右方向に付勢力を与えるリターンスプリング７６が介装されている。
【００２３】
前記後退ブレーキ３２は、後退走行時、変速機ケース３５とブレーキピストン７７の間に形成されるブレーキ圧室７８にブレーキ圧を導くことにより、ブレーキピストン７７が図２の右方向にストロークして締結する湿式多板ブレーキである。この後退ブレーキ３２を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のキャリア３０ｄを、後退ブレーキ３２の締結力に応じて変速機ケース３６に固定する。この後退ブレーキ３２は、ブレーキ/クラッチドラム３３に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドライブプレート３２ａ（例えば、５枚）と、変速機ケース３５に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドリブンプレート３２ｂ（例えば、５枚）と、を交互に配置することで構成される。なお、ブレーキピストン７７とスプリング支持プレート７９との間には、後退ブレーキ３２の解放時、ブレーキピストン７７に対し図２の左方向に付勢力を与えるリターンスプリング８０が介装されている。
【００２４】
前記キャリアプレート３６は、シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン３０ｃを支持するキャリアを、ブレーキ/クラッチドラム３３に向かって外径方向に延長し、その延長端部をスナップリング８１の取り付け位置にスプライン嵌合させたプレートである。つまり、キャリアプレート３６に対し、ピニオン３０ｃを支持するキャリアの役割と、前進クラッチ３１の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割と、を兼務させている。そして、本来ならば一体部品として構成されるキャリアプレート３６を、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂに分割して２つの別部品にすると共に、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にて動力伝達可能にスプライン結合している。
【００２５】
図３〜図５は、実施例１の遊星歯車式動力伝達装置においてシングルピニオン式遊星歯車３０と前進クラッチ３１が配置された要部構成を示す。以下、図３〜図５に基づき、実施例１の遊星歯車式動力伝達装置の要部構成を詳しく説明する。
【００２６】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のサンギヤ３０ａは、図３の左側面とリングギヤプレート７０との間に第１スラストベアリング８２が介装され、図３の右側面位置にクラッチハブ３４が固定される。サンギヤ内周面には、トルクコンバータ出力軸２１に結合するスプライン部３０ｅが形成される。
【００２７】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のリングギヤ３０ｂは、図３の左側面位置にリングギヤプレート７０が固定され、このリングギヤプレート７０の内周面には、プライマリプーリ４２の固定プーリ４２ａに結合するスプライン部７０ａが形成される。
【００２８】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン３０ｃは、ピニオン軸７４に対しニードルベアリング８３を介して回転可能に支持され、図３の左側面位置に第１スラストワッシャ８４が嵌装され、図３の右側面位置に第２スラストワッシャ８５が嵌装される。そして、図３の左側面側では第１スラストワッシャ８４を挟んでキャリア３０ｄをピニオン軸７４に固定し、図３の右側面側では第２スラストワッシャ８５を挟んでピニオンキャリア部３６ｂをピニオン軸７４に固定している。キャリア３０ｄは、ピニオン３０ｃを支持する役割のみを担うもので、このキャリア３０ｄとリングギヤプレート７０との間には、キャリアプレート３６を２分割したことに伴い、キャリア３０ｄの軸方向位置決めを行うために第２スラストベアリング８６が介装される。
【００２９】
前記ブレーキ/クラッチドラム３３は、図４および図５に示すように、円筒状ドラムのうち、内面側に前進クラッチ３１のドリブンプレート３１ｂと嵌合するスプライン内歯３３ａを形成し、外面側に後退ブレーキ３２のドライブプレート３２ａと嵌合するスプライン外歯３３ｂを形成している。そして、図４および図５に示すように、スナップリング８１を取り付ける内面位置に環状のスナップリング溝３３ｃを形成すると共に、スナップリング８１側の円周上４箇所程度に、端面位置から軸方向内側に切り込んだプレート突き当て溝３３ｄを形成している。キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａは、全周のスプライン歯のうち、プレート突き当て溝３３ｄに対応する位置のスプライン歯の形成を省略している。すなわち、図５のハッチング領域Ｃにおいて、リテーニングプレート部３６ａをプレート突き当て溝３３ｄに突き当てることにより軸方向移動を規制している。このため、リテーニングプレート部３６ａは、図３に示すように、スナップリング８１への当接による軸方向移動規制位置から、プレート突き当て溝３３ｄへの突き当てによる軸方向移動規制位置までの範囲が、軸方向への移動許容範囲として決められている。
【００３０】
前記キャリアプレート３６は、ブレーキ/クラッチドラム３３に対しスプライン嵌合により周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部３６ａと、シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン軸７４に固定されたピニオンキャリア部３６ｂと、に分割して２つの別部品にしている。そして、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にてスプライン結合部３６ｃにより動力伝達可能に結合することでキャリアプレート３６を構成している。
【００３１】
前記リテーニングプレート部３６ａと前記ピニオンキャリア部３６ｂは、図３に示すように、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂが互いに離れる軸方向側への移動を許容する。しかし、リテーニングプレート部３６ａがピニオンキャリア部３６ｂに向かう軸方向側への移動を規制するように互いに径方向に重なり合う径方向重合部３６ｄを有する形状設定としている。実施例１では、リテーニングプレート部３６ａの分割面形状を、スプライン結合部３６ｃと径方向重合部３６ｄを有する段差面形状に設定している。すなわち、前進クラッチ３１のクラッチプレート（ドライブプレート３１ａ、ドリブンプレート３１ｂ）からリテーニングプレート部３６ａが受けるクラッチ締結によるスラスト荷重Ｆを、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１と、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂの径方向重合部３６ｄと、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造を有する。
【００３２】
そして、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定している。具体的な部品硬度の設定を述べると、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度は、凝着摩耗の回避を考慮し、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度に対し十分な硬度差を持たせるように設定している。一方、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度は、それぞれの硬度を部品必要硬度に設定している。
【００３３】
次に、作用を説明する。
実施例１の遊星歯車式動力伝達装置における作用を、「前後進切り替え作用」、「凝着摩耗防止作用」、「スラスト荷重支持作用」に分けて説明する。
【００３４】
［前後進切り替え作用］
実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用された前後進切替機構３にて行われる、前進クラッチ３１の締結による前進走行と、後退ブレーキ３２の締結による後退走行と、の前後進切り替え作用を説明する。
【００３５】
Ｎ→Ｄセレクト操作による前進走行時には、クラッチ圧室７３にクラッチ圧を導くことによりクラッチピストン７２が、図２の左方向にストロークし、解放されている前進クラッチ３１が、クラッチ圧室７３へのクラッチ圧の大きさに応じて締結される。
この前進クラッチ３１を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のサンギヤ３０ａとキャリア３０ｄが、クラッチハブ３４→前進クラッチ３１→ブレーキ/クラッチドラム３３→キャリアプレート３６（リテーニングプレート部３６ａ、ピニオンキャリア部３６ｂ）→ピニオン軸７４を介し、前進クラッチ３１の締結力に応じて連結される。
このため、前進クラッチ３１を完全締結状態にすると、シングルピニオン式遊星歯車３０の３つの回転メンバ（サンギヤ３０ａ、リングギヤ３０ｂ、キャリア３０ｄ）が一体となって同一回転する。つまり、プライマリプーリ４２へ回転駆動力を伝達するリングギヤ３０ｂへの出力回転が、エンジン１とトルクコンバータ２を介してサンギヤ３０ａへ入力される入力回転と同一方向で同一回転数による正回転とされる。
【００３６】
Ｎ→Ｒセレクト操作による後退走行時には、ブレーキ圧室７８にブレーキ圧を導くことによりブレーキピストン７７が、図２の右方向にストロークし、解放されている後退ブレーキ３２が、ブレーキ圧室７８へのブレーキ圧の大きさに応じて締結される。
この後退ブレーキ３２を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のキャリア３０ｄが、ピニオン軸７４→キャリアプレート３６（リテーニングプレート部３６ａ、ピニオンキャリア部３６ｂ）→ブレーキ/クラッチドラム３３→後退ブレーキ３２を介し、後退ブレーキ３２の締結力に応じて変速機ケース３６に固定される。
このため、後退ブレーキ３２を完全締結状態にすると、シングルピニオン式遊星歯車３０の３つの回転メンバ（サンギヤ３０ａ、リングギヤ３０ｂ、キャリア３０ｄ）のうち、キャリア３０ｄを固定することで、サンギヤ３０ａとリングギヤ３０ｂの回転方向を異ならせる。つまり、プライマリプーリ４２へ回転駆動力を伝達するリングギヤ３０ｂへの出力回転が、エンジン１とトルクコンバータ２を介してサンギヤ３０ａへ入力される入力回転と逆方向で異なる回転数による逆回転とされる。
【００３７】
［凝着摩耗防止作用］
上記のように、前進走行時と後退走行時の駆動力伝達経路には、何れもキャリアプレート３６とブレーキ/クラッチドラム３３を含む。このため、キャリアプレート３６とブレーキ/クラッチドラム３３が伝達駆動力の変動に伴う摩擦運動により互いに接触したときに生じやすい凝着摩耗を防止することが必要である。以下、これを反映する凝着摩耗防止作用を説明する。
【００３８】
まず、２部品が摩擦運動により接触したときに生じる凝着摩耗は、２つの面の硬さが同じ場合や硬さの差が少ない場合に支配的に生じることが知られている。以下、１部品構成によるキャリアプレートと、キャリアプレートをスプライン嵌合するクラッチドラムと、の間で凝着摩耗が生じやすい原因を列挙する。
(a) キャリアプレートは、ピニオン軸を保持しているし、遊星歯車のはす歯形状に起因するスラスト荷重に耐える必要がある。このため、キャリアプレートは、ある程度の部品硬度を要する。
(b) クラッチドラムは、スナップリングを介して締結荷重を受けているし、遠心力で開口部が外側に開くのを防止する必要がある。このため、クラッチドラムは、ある程度の部品硬度を要する。
(c) キャリアプレートとクラッチドラムのスプライン嵌合部には、僅かな隙間が介在するため、この隙間により、キャリアプレートとクラッチドラムが互いに摺動する。
【００３９】
このように、原因(a),(b)によって互いにスプライン嵌合される１部品構成のキャリアプレートとクラッチドラムが同程度の硬度を持つ部品となる。したがって、キャリアプレートとクラッチドラムが、原因(c)により摩擦運動により接触したとき、「摺動→凝着→剥離」を繰り返しながら摩耗する凝着摩耗が生じやすい。
【００４０】
一方、凝着摩耗を回避するには、互いに接触する２つの部品硬度に十分な硬度差を持たせる必要がある。このため、１部品構成のキャリアプレートに比べてより高い部品硬度が必要なクラッチドラムの部品硬度を、キャリアプレートの部品硬度よりも高く設定することになる。しかし、このように部品硬度を設定すると、クラッチドラムの部品硬度が、クラッチドラムにとって必要とされる部品硬度よりも高い過剰品質（オーバースペック）となってしまうし、クラッチドラムを過剰品質化することでコスト増を招く。
【００４１】
これに対し、実施例１では、キャリアプレート３６を、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂとの２部品に分割した。そして、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定した。
【００４２】
このため、ピニオンキャリア部３６ｂの必要部品硬度を例えば1.0とし、ブレーキ/クラッチドラム３３の必要部品硬度を例えば1.1とした場合、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を例えば0.5にする。このとき、部品硬度比は、ピニオンキャリア部３６ｂ：リテーニングプレート部３６ａ：ブレーキ/クラッチドラム３３＝1.0：0.5：1.1となる。そして、互いにスプライン結合部３６ｄにより接触するピニオンキャリア部３６ｂとリテーニングプレート部３６ａの部品硬度差は0.5（＝1.0−0.5）となる。また、互いにスプライン嵌合により接触するブレーキ/クラッチドラム３３とリテーニングプレート部３６ａの部品硬度差は0.6（＝1.1−0.5）となる。
【００４３】
したがって、接触部品であるピニオンキャリア部３６ｂとリテーニングプレート部３６ａの間での硬度差が十分に確保されると共に、接触部品であるブレーキ/クラッチドラム３３とリテーニングプレート部３６ａの間での硬度差が十分に確保され、凝着摩耗の発生が有効に抑えられる。
【００４４】
そして、ピニオンキャリア部３６ｂとブレーキ/クラッチドラム３３とは、リテーニングプレート部３６ａを介在することで、互いに接触することのない部品関係であり、独立した部品硬度の設定が許容される。このため、ピニオンキャリア部３６ｂとブレーキ/クラッチドラム３３については、それぞれの部品について必要部品硬度に設定でき、コスト増を招く構成部品の過剰品質化が防止される。
【００４５】
さらに、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂとブレーキ/クラッチドラム３３の３つの部品のうち、一番摩耗するのは、部品硬度を最も低く設定したリテーニングプレート部３６ａである。このため、長期間使用や高頻度使用等による摩耗して取り替えるのは、小さな部品によるリテーニングプレート部３６ａだけで済む。その結果、低コストによりメインテナンスを行える。
【００４６】
［スラスト荷重支持作用］
上記のように、前進走行時には、前進クラッチ３１が締結されることに伴いキャリアプレート３６に大きなスラスト荷重が作用する。このため、駆動力伝達に影響を与えない剛性を保ってクラッチ締結によるスラスト荷重を支持することが必要である。以下、これを反映するスラスト荷重支持作用を説明する。
【００４７】
前進クラッチ３１の解放時には、スプライン結合部３６ｄにより結合されているリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、図３に示すように、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂが互いに離れる軸方向側への移動が許容された状態にある。
【００４８】
しかし、前進クラッチ３１の締結時には、クラッチピストン７２が図３の左方向に移動するのに伴ってドライブプレート３１ａとドリブンプレート３１ｂも移動し、図３の左端部のドライブプレート３１ａがリテーニングプレート部３６ａに当接する。
【００４９】
そして、前進クラッチ３１の軸方向移動により各プレート隙間が埋められると、クラッチピストン７２へのクラッチ圧の上昇に伴って前進クラッチ３１の締結荷重（＝スラスト荷重）が増していき、大きなスラスト荷重Ｆがリテーニングプレート部３６ａにより受けられる。
【００５０】
そして、リテーニングプレート部３６ａにより受けられた大きなスラスト荷重Ｆは、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１（第１スラスト分担荷重F1）と、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂの径方向重合部３６ｄ（第２スラスト分担荷重F2）と、に分けて支持される。ここで、スナップリング８１により支持された第１スラスト分担荷重F1は、スナップリング８１を固定するブレーキ/クラッチドラム３３により受けられる。また、径方向重合部３６ｄにより支持された第２スラスト分担荷重F2は、ピニオンキャリア部３６ｂ→ピニオン軸７４→キャリア３０ｄ→第２スラストベアリング８６を介してリングギヤプレート７０により受けられる。
【００５１】
このように、実施例１では、リテーニングプレート部３６ａの分割面形状を、スプライン結合部３６ｃと径方向重合部３６ｄを有する段差面形状に設定する。そして、リテーニングプレート部３６ａにより受けられたスラスト荷重Ｆを、スナップリング８１による第１スラスト分担荷重F1と、径方向重合部３６ｄによる第２スラスト分担荷重F2と、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造（Ｆ＝F1＋F2）を有する構成を採用した。
【００５２】
例えば、１部品によるキャリアプレートとした場合、前進クラッチ３１により受けられたスラスト荷重を、スナップリング８１と、第２スラストワッシャ８５と、に分けて支持することになる。このため、スラスト荷重の入力位置に対し、スナップリング８１までの支持位置が近く、第２スラストワッシャ８５までの支持位置が遠く、支持荷重とスパンを掛け合わせたモーメントバランスをとるには、スナップリング８１により支持された第１スラスト分担荷重が大きくなる。したがって、スナップリング８１が固定されたブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を高くする必要がある。
【００５３】
これに対し、実施例１では、リテーニングプレート部３６ａへのスラスト荷重Ｆの入力位置に対し、径方向重合部３６ｄによる支持位置が、第２スラストワッシャ８５までの支持位置より近くなる。このため、支持荷重とスパンを掛け合わせたモーメントバランスをとったとき、径方向重合部３６ｄにより支持される第２スラスト分担荷重F2が大きくなり、スナップリング８１により支持される第１スラスト分担荷重F1が小さくなる。
したがって、スナップリング８１が固定されたブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を変えない場合はスラスト荷重支持剛性が高められ、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くした場合はコストダウンに繋がる。
【００５４】
次に、効果を説明する。
実施例１の遊星歯車式動力伝達装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５５】
(1) 駆動源（エンジン１）からの動力伝達系に遊星歯車（シングルピニオン式遊星歯車３０）と多板摩擦要素（前進クラッチ３１）が配置され、前記遊星歯車のピニオン３０ｃを支持するキャリア３０ｄを、前記多板摩擦要素の摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に向かって延長し、その延長端部をスナップリング８１の取り付け位置に結合させたキャリアプレート３６とし、前記キャリアプレート３６に、前記多板摩擦要素の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレート３６を、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部３６ａと、前記遊星歯車（シングルピニオン式遊星歯車３０）のピニオン軸７４に固定されたピニオンキャリア部３６ｂと、に分割して２つの別部品にすると共に、前記リテーニングプレート部３６ａと前記ピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にて動力伝達可能に結合し、
前記リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の部品硬度および前記ピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定した。
このため、コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止することができる。
【００５６】
(2) 前記キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、前記リテーニングプレート部３６ａが前記ピニオンキャリア部２６ｂに向かう軸方向側への移動を規制するように互いに径方向に重なり合う径方向重合部３６ｄを有する形状設定とし、
前記多板摩擦要素（前進クラッチ３１）の摩擦プレート（ドライブプレート３１ａ、ドリブンプレート３１ｂ）から前記リテーニングプレート部３６ａが受ける要素締結によるスラスト荷重Ｆを、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に固定されたスナップリング８１と、前記径方向重合部３６ｄと、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造を有する。
このため、(1)の効果に加え、スナップリング８１が固定された摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の剛性や部品硬度を変えない場合はスラスト荷重支持剛性を高めることができ、摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の剛性や部品硬度を低くした場合はコストダウンを図ることができる。
【実施例２】
【００５７】
実施例２は、リテーニングプレート部３６ａが受けるスラスト荷重の支持構造を実施例１とは異ならせた例である。
【００５８】
まず、構成を説明する。
図６は、実施例２の遊星歯車式動力伝達装置のシングルピニオン式遊星歯車と前進クラッチによる要部構成を示す。以下、図６に基づき、実施例２の遊星歯車式動力伝達装置のスラスト荷重支持構造を詳しく説明する。
【００５９】
前記キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、図６に示すように、スプライン結合部３６ｅにより互いに軸方向に相対移動可能に結合している。
【００６０】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン３０ｃとキャリアプレート３６との間に、リテーニングプレート部３６ａと径方向に重なり合う位置まで径方向に拡大した拡径スラストワッシャ８７を介装している。
すなわち、前進クラッチ３１のドライブプレート３１ａおよびドリブンプレート３１ｂからリテーニングプレート部３６ａが受けるクラッチ締結によるスラスト荷重Ｆを、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１と、拡径スラストワッシャ８７と、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造を有する。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
次に、作用を説明する。
実施例２でのスラスト荷重支持作用を説明すると、リテーニングプレート部３６ａにより受けられた大きなスラスト荷重Ｆは、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１（第１スラスト分担荷重F1'）と、拡径スラストワッシャ８７（第２スラスト分担荷重F2'）と、に分けて支持される。ここで、スナップリング８１により支持された第１スラスト分担荷重F1'は、スナップリング８１を固定するブレーキ/クラッチドラム３３により受けられる。また、拡径スラストワッシャ８７により支持された第２スラスト分担荷重F2'は、ピニオン３０ｃ→第１スラストワッシャ８４→キャリア３０ｄ→第２スラストベアリング８６を介してリングギヤプレート７０により受けられる。
【００６２】
このように、実施例２では、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを互いに軸方向に相対移動可能に結合すると共に、ピニオン３０ｃとキャリアプレート３６との間に拡径スラストワッシャ８７を介装した。そして、リテーニングプレート部３６ａにより受けられたスラスト荷重Ｆを、スナップリング８１による第１スラスト分担荷重F1'と、拡径スラストワッシャ８７による第２スラスト分担荷重F2'と、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造（Ｆ＝F1'＋F2'）を有する構成を採用した。
【００６３】
この実施例２では、実施例１と同様に、リテーニングプレート部３６ａへのスラスト荷重Ｆの入力位置に対し、拡径スラストワッシャ８７までの支持位置が、第２スラストワッシャ８５までの支持位置より近くなる。このため、支持荷重とスパンを掛け合わせたモーメントバランスをとったとき、第２スラストワッシャ８５により支持される第２スラスト分担荷重F2'が大きくなり、スナップリング８１により支持される第１スラスト分担荷重F1'が小さくなる。
【００６４】
したがって、スナップリング８１が固定されたブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を変えない場合はスラスト荷重支持剛性が高められ、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くした場合はコストダウンに繋がる。
【００６５】
加えて、リテーニングプレート部３６ａへのスラスト荷重Ｆをピニオンキャリア部３６ｂが直接受けることのない支持構造である。このため、ピニオンキャリア部３６ｂが受けるスラスト荷重が、実施例１に比べ大幅に低減し、ピニオンキャリア部３６ｂの剛性や部品硬度を低くすることが可能である。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６６】
次に、効果を説明する。
実施例２の遊星歯車式動力伝達装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００６７】
(3) 前記キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、スプライン結合部３６ｅにより互いに軸方向に相対移動可能に結合し、
前記遊星歯車（シングルピニオン式遊星歯車３０）のピニオン３０ｃと前記キャリアプレート３６との間に、前記リテーニングプレート部３６ａと径方向に重なり合う位置まで径方向に拡大した拡径スラストワッシャ８７を介装し、
前記多板摩擦要素（前進クラッチ３１）の摩擦プレート（ドライブプレート３１ａ、ドリブンプレート３１ｂ）から前記リテーニングプレート部３６ａが受ける要素締結によるスラスト荷重Ｆを、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に固定されたスナップリング８１と、前記拡径スラストワッシャ８７と、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造を有する。
このため、実施例１の(1),(2)の効果に加え、ピニオンキャリア部３６ｂの剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、ピニオンキャリア部３６ｂの剛性や部品硬度を低くすることでコストダウンを図ることができる。
【００６８】
以上、本発明の遊星歯車式動力伝達装置を実施例１および実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６９】
実施例１，２では、多板摩擦要素を、多板構造による前進クラッチ３１とする例を示した。しかし、多板摩擦要素としては、多板構造による後退ブレーキや変速用クラッチや変速用ブレーキ等であっても良い。
【００７０】
実施例１，２では、摩擦プレート支持部材を、ブレーキドラムとクラッチドラムを兼用するブレーキ/クラッチドラム３３とする例を示した。しかし、摩擦プレート支持部材としては、摩擦プレートを支持するクラッチドラムやブレーキドラムやクラッチハブ等であっても良い。
【００７１】
実施例１，２では、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にてスプライン結合３６ｃ，３６ｅにより動力伝達可能に結合する例を示した。しかし、リテーニングプレート部とピニオンキャリア部を分割部分にて櫛歯構造等の他の構造により動力伝達可能に結合する例としても良い。
【００７２】
実施例１，２では、本発明の遊星歯車式動力伝達装置をベルト式無段変速機の前後進切替機構に適用する例を示した。しかし、本発明の遊星歯車式動力伝達装置は、ベルト式無段変速機の副変速機や複数の変速段を有する自動変速機（ステップＡＴ）のギヤトレーン等に適用することもできる。要するに、遊星歯車と多板摩擦要素が配置された様々な動力伝達系に適用することができる。
【００７３】
実施例１，２では、本発明の遊星歯車式動力伝達装置を駆動源にエンジンを備えたエンジン車に適用する例を示した。しかし、本発明の遊星歯車式動力伝達装置は、エンジン車に限らず、駆動源にエンジンとモータを備えたハイブリッド車、駆動源にモータを備えた電気自動車に対しても適用することができる。要するに、遊星歯車式動力伝達装置を備えた車両であれば適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ エンジン（駆動源）
２ トルクコンバータ
３ 前後進切替機構
４ ベルト式無段変速機構
５ 終減速機構
６，６ 駆動輪
３０ シングルピニオン式遊星歯車（遊星歯車）
３０ａ サンギヤ
３０ｂ リングギヤ
３０ｃ ピニオン
３０ｄ キャリア
３１ 前進クラッチ（多板摩擦要素）
３１ａ ドライブプレート（摩擦プレート）
３１ｂ ドリブンプレート（摩擦プレート）
３２ 後退ブレーキ
３３ ブレーキ/クラッチドラム（摩擦プレート支持部材）
３４ クラッチハブ
３５ 変速機ケース
３６ キャリアプレート
３６ａ リテーニングプレート部
３６ｂ ピニオンキャリア部
３６ｃ スプライン結合部
３６ｄ 径方向重合部
３６ｅ スプライン結合部
７４ ピニオン軸
８１ スナップリング
８７ 拡径スラストワッシャ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦要素が配置された遊星歯車式動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦クラッチが配置され、遊星歯車のピニオンを支持するキャリアを、多板摩擦クラッチのクラッチドラムに向かって延長し、その延長端部をスナップリングの取り付け位置に結合させたキャリアプレートとする。そして、キャリアプレートに、多板摩擦クラッチの締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６３０１４号公報
【特許文献２】特開平９−８９０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の遊星歯車式動力伝達装置のキャリアプレートは、ピニオン軸を保持していることや遊星歯車のはす歯形状に起因するスラスト荷重に耐えるため、ある程度の部品硬度が必要である。また、キャリアプレートがスプライン嵌合されるクラッチドラムについても、スナップリングを介して締結荷重を受けることや遠心力で開口部が外側に開くのを防止するため、ある程度の部品硬度が必要である。このため、互いにスプライン嵌合されるキャリアプレートとクラッチドラムが同程度の硬度を持つ部品となり、キャリアプレートとクラッチドラムが摩擦運動により接触したときに凝着摩耗が生じやすい、という問題があった。
【０００５】
一方、凝着摩耗を回避するには、互いに接触する２つの部品硬度に十分な硬度差を持たせる必要がある。このため、キャリアプレートに比べてより高い部品硬度が必要なクラッチドラムの部品硬度を、キャリアプレートの部品硬度よりも高く設定することになる。しかし、このように部品硬度を設定すると、クラッチドラムの部品硬度が、クラッチドラムにとって必要とされる部品硬度よりも高い過剰品質（オーバースペック）となってしまうし、クラッチドラムを過剰品質化することでコスト増を招く。
【０００６】
ここで、「凝着摩耗」とは、２つの固体間の実接触面積を構成する凝着部分が、摩擦運動によりせん断剥離されることに基因して生ずる摩耗現象をいう。特に、２つの面の硬さが同じ場合や硬さの差が少ない場合には、様々な摩耗現象のうち、凝着摩耗がほとんど支配的に生じることが知られている。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止することができる遊星歯車式動力伝達装置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】
上記目的を達成するため、本発明の遊星歯車式動力伝達装置は、駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦要素が配置され、前記遊星歯車のピニオンを支持するキャリアを、前記多板摩擦要素の摩擦プレート支持部材に向かって延長し、その延長端部をスナップリングの取り付け位置に結合させたキャリアプレートとし、前記キャリアプレートに、前記多板摩擦要素の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させている。
この遊星歯車式動力伝達装置において、前記キャリアプレートを、前記摩擦プレート支持部材に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部と、前記遊星歯車のピニオン軸に固定されたピニオンキャリア部と、に分割して２つの別部品にすると共に、前記リテーニングプレート部と前記ピニオンキャリア部を分割部分にて動力伝達可能に結合する。
そして、前記リテーニングプレート部の部品硬度を、前記摩擦プレート支持部材の部品硬度および前記ピニオンキャリア部の部品硬度より相対的に低く設定した。
【発明の効果】
【０００９】
よって、ピニオンキャリア部の必要部品硬度を例えば1.0とし、摩擦プレート支持部材の必要部品硬度を例えば1.1とした場合、リテーニングプレート部の部品硬度を例えば0.5にする。このとき、部品硬度比は、ピニオンキャリア部：リテーニングプレート部：摩擦プレート支持部材＝1.0：0.5：1.1となる。そして、互いに接触するピニオンキャリア部とリテーニングプレート部の部品硬度差は0.5（＝1.0−0.5）となり、また、摩擦プレート支持部材とリテーニングプレート部の部品硬度差は0.6（＝1.1−0.5）となる。
このように、リテーニングプレート部の部品硬度を、摩擦プレート支持部材の部品硬度およびピニオンキャリア部の部品硬度より相対的に低く設定することで、接触部品間の硬度差が十分に確保され、凝着摩耗の発生が有効に抑えられる。そして、ピニオンキャリア部と摩擦プレート支持部材とは、互いに接触することのない部品関係であり、独立した部品硬度の設定が許容されるため、それぞれの部品について必要とされる部品硬度に設定でき、コスト増を招く構成部品の過剰品質化が防止される。
この結果、コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止することができる。加えて、３つの部品のうち、一番摩耗するのは、部品硬度を最も低く設定したリテーニングプレート部であるため、摩耗して取り替えるのは、小さな部品によるリテーニングプレート部だけで済む。その結果、低コストによりメインテナンスを行えるという効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系を示す駆動系全体構成図である。
【図２】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機の前後進切替機構を示す断面図である。
【図３】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置においてシングルピニオン式遊星歯車と前進クラッチが配置された要部構成を示す拡大断面図である。
【図４】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置のブレーキ/クラッチドラムとリテーニングプレート部の詳細を示す図３のＡ方向矢視図である。
【図５】実施例１の遊星歯車式動力伝達装置のブレーキ/クラッチドラムとリテーニングプレート部の詳細を示す図３のＢ方向矢視図である。
【図６】実施例２の遊星歯車式動力伝達装置においてシングルピニオン式遊星歯車と前進クラッチが配置された要部構成を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の遊星歯車式動力伝達装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系を示す。以下、図１に基づき、駆動系全体構成を説明する。
【００１３】
ベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系は、図１に示すように、エンジン１と、トルクコンバータ２と、前後進切替機構３と、ベルト式無段変速機構４と、終減速機構５と、駆動輪６，６と、を備えている。
【００１４】
前記エンジン１は、駆動源として設けられ、ドライバーのアクセル操作による出力トルクの制御以外に、外部からのエンジン制御信号によりエンジン回転数や燃料噴射量が制御可能である。
【００１５】
前記トルクコンバータ２は、トルク増大機能を有する流体伝動装置であり、トルク増大機能を必要としないとき、エンジン出力軸１１（＝トルクコンバータ入力軸）とトルクコンバータ出力軸２１を直結可能なロックアップクラッチ２０を有する。トルクコンバータ２は、エンジン出力軸１１にコンバータハウジング２２を介して連結されたタービンランナ２３と、トルクコンバータ出力軸２１に連結されたポンプインペラ２４と、ワンウェイクラッチ２５を介して設けられたステータ２６と、を構成要素とする。
【００１６】
前記前後進切替機構３は、エンジン１からベルト式無段変速機構４へ入力される回転駆動力の入力回転方向を、前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向で切り替える機構である。この前後進切替機構３は、シングルピニオン式遊星歯車３０と、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２と、を有する。実施例１では、この前後進切替機構３に遊星歯車式動力伝達装置を適用している。
【００１７】
前記ベルト式無段変速機構４は、ベルト接触径の変化により変速機入力軸４０の入力回転数と変速機出力軸４１の出力回転数の比である変速比を無段階に変化させる無段変速機能を有する。このベルト式無段変速機構４は、プライマリプーリ４２と、セカンダリプーリ４３と、ベルト４４と、を有する。前記プライマリプーリ４２は、固定プーリ４２ａとスライドプーリ４２ｂにより構成され、スライドプーリ４２ｂは、プライマリ圧室４５に導かれるプライマリ圧によりスライド動作する。前記セカンダリプーリ４３は、固定プーリ４３ａとスライドプーリ４３ｂにより構成され、スライドプーリ４３ｂは、セカンダリ圧室４６に導かれるセカンダリ圧によりスライド動作する。前記ベルト４４は、プライマリプーリ４２のＶ字形状をなす一対のシーブ面と、セカンダリプーリ４３のＶ字形状をなす一対のシーブ面に巻き掛けられている。
【００１８】
前記終減速機構５は、ベルト式無段変速機構４の変速機出力軸４１からの変速機出力回転を減速すると共に差動機能を与えて左右の駆動輪６，６に伝達する機構である。この終減速機構５は、変速機出力軸４１とアイドラ軸５０と左右のドライブ軸５１，５１に介装され、減速機能を持つ第１ギヤ５２と、第２ギヤ５３と、第３ギヤ５４と、第４ギヤ５５と、差動機能を持つディファレンシャルギヤ５６を有する。
【００１９】
図２は、遊星歯車式動力伝達装置が適用されたベルト式無段変速機の前後進切替機構３を示す。以下、図２に基づき前後進切替機構３の構成を説明する。
【００２０】
前記前後進切替機構３は、図２に示すように、シングルピニオン式遊星歯車３０（遊星歯車）と、前進クラッチ３１（多板摩擦要素）と、後退ブレーキ３２と、ブレーキ/クラッチドラム３３（摩擦プレート支持部材）と、クラッチハブ３４と、変速機ケース３５と、キャリアプレート３６と、を備えている。
【００２１】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０は、サンギヤ３０ａと、リングギヤ３０ｂと、サンギヤ３０ａとリングギヤ３０ｂに噛み合うピニオン３０ｃと、複数のピニオン３０ｃを支持するキャリア３０ｄと、を有する。前記サンギヤ３０ａは、トルクコンバータ出力軸２１に連結され、エンジン１およびトルクコンバータ２を経過した回転駆動力が入力される。前記リングギヤ３０ｂは、プライマリプーリ４２の固定プーリ４２ａに対しリングギヤプレート７０を介して連結され、前後進切替機構３を経過した正転方向または逆転方向の回転駆動力をベルト式無段変速機構４のプライマリプーリ４２へ出力する。なお、固定プーリ４２ａは、変速機ケース３５に対しボールベアリング７１により回転可能に支持されている。
【００２２】
前記前進クラッチ３１は、前進走行時、ブレーキ/クラッチドラム３３とクラッチピストン７２の間に形成されるクラッチ圧室７３にクラッチ圧を導くことにより、クラッチピストン７２が図２の左方向にストロークして締結する湿式多板クラッチである。この前進クラッチ３１を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のサンギヤ３０ａとキャリア３０ｄを、前進クラッチ３１の締結力に応じて連結する。前進クラッチ３１は、クラッチハブ３４に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドライブプレート３１ａ（例えば、４枚）と、ブレーキ/クラッチドラム３３に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドリブンプレート３１ｂ（例えば、４枚）と、を交互に配置することで構成される。なお、クラッチピストン７２とスプリング支持プレート７５との間には、前進クラッチ３１の解放時、クラッチピストン７２に対し図２の右方向に付勢力を与えるリターンスプリング７６が介装されている。
【００２３】
前記後退ブレーキ３２は、後退走行時、変速機ケース３５とブレーキピストン７７の間に形成されるブレーキ圧室７８にブレーキ圧を導くことにより、ブレーキピストン７７が図２の右方向にストロークして締結する湿式多板ブレーキである。この後退ブレーキ３２を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のキャリア３０ｄを、後退ブレーキ３２の締結力に応じて変速機ケース３６に固定する。この後退ブレーキ３２は、ブレーキ/クラッチドラム３３に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドライブプレート３２ａ（例えば、５枚）と、変速機ケース３５に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合されたドリブンプレート３２ｂ（例えば、５枚）と、を交互に配置することで構成される。なお、ブレーキピストン７７とスプリング支持プレート７９との間には、後退ブレーキ３２の解放時、ブレーキピストン７７に対し図２の左方向に付勢力を与えるリターンスプリング８０が介装されている。
【００２４】
前記キャリアプレート３６は、シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン３０ｃを支持するキャリアを、ブレーキ/クラッチドラム３３に向かって外径方向に延長し、その延長端部をスナップリング８１の取り付け位置にスプライン嵌合させたプレートである。つまり、キャリアプレート３６に対し、ピニオン３０ｃを支持するキャリアの役割と、前進クラッチ３１の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割と、を兼務させている。そして、本来ならば一体部品として構成されるキャリアプレート３６を、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂに分割して２つの別部品にすると共に、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にて動力伝達可能にスプライン結合している。
【００２５】
図３〜図５は、実施例１の遊星歯車式動力伝達装置においてシングルピニオン式遊星歯車３０と前進クラッチ３１が配置された要部構成を示す。以下、図３〜図５に基づき、実施例１の遊星歯車式動力伝達装置の要部構成を詳しく説明する。
【００２６】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のサンギヤ３０ａは、図３の左側面とリングギヤプレート７０との間に第１スラストベアリング８２が介装され、図３の右側面位置にクラッチハブ３４が固定される。サンギヤ内周面には、トルクコンバータ出力軸２１に結合するスプライン部３０ｅが形成される。
【００２７】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のリングギヤ３０ｂは、図３の左側面位置にリングギヤプレート７０が固定され、このリングギヤプレート７０の内周面には、プライマリプーリ４２の固定プーリ４２ａに結合するスプライン部７０ａが形成される。
【００２８】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン３０ｃは、ピニオン軸７４に対しニードルベアリング８３を介して回転可能に支持され、図３の左側面位置に第１スラストワッシャ８４が嵌装され、図３の右側面位置に第２スラストワッシャ８５が嵌装される。そして、図３の左側面側では第１スラストワッシャ８４を挟んでキャリア３０ｄをピニオン軸７４に固定し、図３の右側面側では第２スラストワッシャ８５を挟んでピニオンキャリア部３６ｂをピニオン軸７４に固定している。キャリア３０ｄは、ピニオン３０ｃを支持する役割のみを担うもので、このキャリア３０ｄとリングギヤプレート７０との間には、キャリアプレート３６を２分割したことに伴い、キャリア３０ｄの軸方向位置決めを行うために第２スラストベアリング８６が介装される。
【００２９】
前記ブレーキ/クラッチドラム３３は、図４および図５に示すように、円筒状ドラムのうち、内面側に前進クラッチ３１のドリブンプレート３１ｂと嵌合するスプライン内歯３３ａを形成し、外面側に後退ブレーキ３２のドライブプレート３２ａと嵌合するスプライン外歯３３ｂを形成している。そして、図４および図５に示すように、スナップリング８１を取り付ける内面位置に環状のスナップリング溝３３ｃを形成すると共に、スナップリング８１側の円周上４箇所程度に、端面位置から軸方向内側に切り込んだプレート突き当て溝３３ｄを形成している。キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａは、全周のスプライン歯のうち、プレート突き当て溝３３ｄに対応する位置のスプライン歯の形成を省略している。すなわち、図５のハッチング領域Ｃにおいて、リテーニングプレート部３６ａをプレート突き当て溝３３ｄに突き当てることにより軸方向移動を規制している。このため、リテーニングプレート部３６ａは、図３に示すように、スナップリング８１への当接による軸方向移動規制位置から、プレート突き当て溝３３ｄへの突き当てによる軸方向移動規制位置までの範囲が、軸方向への移動許容範囲として決められている。
【００３０】
前記キャリアプレート３６は、ブレーキ/クラッチドラム３３に対しスプライン嵌合により周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部３６ａと、シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン軸７４に固定されたピニオンキャリア部３６ｂと、に分割して２つの別部品にしている。そして、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にてスプライン結合部３６ｃにより動力伝達可能に結合することでキャリアプレート３６を構成している。
【００３１】
前記リテーニングプレート部３６ａと前記ピニオンキャリア部３６ｂは、図３に示すように、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂが互いに離れる軸方向側への移動を許容する。しかし、リテーニングプレート部３６ａがピニオンキャリア部３６ｂに向かう軸方向側への移動を規制するように互いに径方向に重なり合う径方向重合部３６ｄを有する形状設定としている。実施例１では、リテーニングプレート部３６ａの分割面形状を、スプライン結合部３６ｃと径方向重合部３６ｄを有する段差面形状に設定している。すなわち、前進クラッチ３１のクラッチプレート（ドライブプレート３１ａ、ドリブンプレート３１ｂ）からリテーニングプレート部３６ａが受けるクラッチ締結によるスラスト荷重Ｆを、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１と、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂの径方向重合部３６ｄと、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造を有する。
【００３２】
そして、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定している。具体的な部品硬度の設定を述べると、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度は、凝着摩耗の回避を考慮し、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度に対し十分な硬度差を持たせるように設定している。一方、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度は、それぞれの硬度を部品必要硬度に設定している。
【００３３】
次に、作用を説明する。
実施例１の遊星歯車式動力伝達装置における作用を、「前後進切り替え作用」、「凝着摩耗防止作用」、「スラスト荷重支持作用」に分けて説明する。
【００３４】
［前後進切り替え作用］
実施例１の遊星歯車式動力伝達装置が適用された前後進切替機構３にて行われる、前進クラッチ３１の締結による前進走行と、後退ブレーキ３２の締結による後退走行と、の前後進切り替え作用を説明する。
【００３５】
Ｎ→Ｄセレクト操作による前進走行時には、クラッチ圧室７３にクラッチ圧を導くことによりクラッチピストン７２が、図２の左方向にストロークし、解放されている前進クラッチ３１が、クラッチ圧室７３へのクラッチ圧の大きさに応じて締結される。
この前進クラッチ３１を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のサンギヤ３０ａとキャリア３０ｄが、クラッチハブ３４→前進クラッチ３１→ブレーキ/クラッチドラム３３→キャリアプレート３６（リテーニングプレート部３６ａ、ピニオンキャリア部３６ｂ）→ピニオン軸７４を介し、前進クラッチ３１の締結力に応じて連結される。
このため、前進クラッチ３１を完全締結状態にすると、シングルピニオン式遊星歯車３０の３つの回転メンバ（サンギヤ３０ａ、リングギヤ３０ｂ、キャリア３０ｄ）が一体となって同一回転する。つまり、プライマリプーリ４２へ回転駆動力を伝達するリングギヤ３０ｂへの出力回転が、エンジン１とトルクコンバータ２を介してサンギヤ３０ａへ入力される入力回転と同一方向で同一回転数による正回転とされる。
【００３６】
Ｎ→Ｒセレクト操作による後退走行時には、ブレーキ圧室７８にブレーキ圧を導くことによりブレーキピストン７７が、図２の右方向にストロークし、解放されている後退ブレーキ３２が、ブレーキ圧室７８へのブレーキ圧の大きさに応じて締結される。
この後退ブレーキ３２を締結すると、シングルピニオン式遊星歯車３０のキャリア３０ｄが、ピニオン軸７４→キャリアプレート３６（リテーニングプレート部３６ａ、ピニオンキャリア部３６ｂ）→ブレーキ/クラッチドラム３３→後退ブレーキ３２を介し、後退ブレーキ３２の締結力に応じて変速機ケース３６に固定される。
このため、後退ブレーキ３２を完全締結状態にすると、シングルピニオン式遊星歯車３０の３つの回転メンバ（サンギヤ３０ａ、リングギヤ３０ｂ、キャリア３０ｄ）のうち、キャリア３０ｄを固定することで、サンギヤ３０ａとリングギヤ３０ｂの回転方向を異ならせる。つまり、プライマリプーリ４２へ回転駆動力を伝達するリングギヤ３０ｂへの出力回転が、エンジン１とトルクコンバータ２を介してサンギヤ３０ａへ入力される入力回転と逆方向で異なる回転数による逆回転とされる。
【００３７】
［凝着摩耗防止作用］
上記のように、前進走行時と後退走行時の駆動力伝達経路には、何れもキャリアプレート３６とブレーキ/クラッチドラム３３を含む。このため、キャリアプレート３６とブレーキ/クラッチドラム３３が伝達駆動力の変動に伴う摩擦運動により互いに接触したときに生じやすい凝着摩耗を防止することが必要である。以下、これを反映する凝着摩耗防止作用を説明する。
【００３８】
まず、２部品が摩擦運動により接触したときに生じる凝着摩耗は、２つの面の硬さが同じ場合や硬さの差が少ない場合に支配的に生じることが知られている。以下、１部品構成によるキャリアプレートと、キャリアプレートをスプライン嵌合するクラッチドラムと、の間で凝着摩耗が生じやすい原因を列挙する。
(a) キャリアプレートは、ピニオン軸を保持しているし、遊星歯車のはす歯形状に起因するスラスト荷重に耐える必要がある。このため、キャリアプレートは、ある程度の部品硬度を要する。
(b) クラッチドラムは、スナップリングを介して締結荷重を受けているし、遠心力で開口部が外側に開くのを防止する必要がある。このため、クラッチドラムは、ある程度の部品硬度を要する。
(c) キャリアプレートとクラッチドラムのスプライン嵌合部には、僅かな隙間が介在するため、この隙間により、キャリアプレートとクラッチドラムが互いに摺動する。
【００３９】
このように、原因(a),(b)によって互いにスプライン嵌合される１部品構成のキャリアプレートとクラッチドラムが同程度の硬度を持つ部品となる。したがって、キャリアプレートとクラッチドラムが、原因(c)により摩擦運動により接触したとき、「摺動→凝着→剥離」を繰り返しながら摩耗する凝着摩耗が生じやすい。
【００４０】
一方、凝着摩耗を回避するには、互いに接触する２つの部品硬度に十分な硬度差を持たせる必要がある。このため、１部品構成のキャリアプレートに比べてより高い部品硬度が必要なクラッチドラムの部品硬度を、キャリアプレートの部品硬度よりも高く設定することになる。しかし、このように部品硬度を設定すると、クラッチドラムの部品硬度が、クラッチドラムにとって必要とされる部品硬度よりも高い過剰品質（オーバースペック）となってしまうし、クラッチドラムを過剰品質化することでコスト増を招く。
【００４１】
これに対し、実施例１では、キャリアプレート３６を、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂとの２部品に分割した。そして、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、ブレーキ/クラッチドラム３３の部品硬度およびピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定した。
【００４２】
このため、ピニオンキャリア部３６ｂの必要部品硬度を例えば1.0とし、ブレーキ/クラッチドラム３３の必要部品硬度を例えば1.1とした場合、リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を例えば0.5にする。このとき、部品硬度比は、ピニオンキャリア部３６ｂ：リテーニングプレート部３６ａ：ブレーキ/クラッチドラム３３＝1.0：0.5：1.1となる。そして、互いにスプライン結合部３６ｄにより接触するピニオンキャリア部３６ｂとリテーニングプレート部３６ａの部品硬度差は0.5（＝1.0−0.5）となる。また、互いにスプライン嵌合により接触するブレーキ/クラッチドラム３３とリテーニングプレート部３６ａの部品硬度差は0.6（＝1.1−0.5）となる。
【００４３】
したがって、接触部品であるピニオンキャリア部３６ｂとリテーニングプレート部３６ａの間での硬度差が十分に確保されると共に、接触部品であるブレーキ/クラッチドラム３３とリテーニングプレート部３６ａの間での硬度差が十分に確保され、凝着摩耗の発生が有効に抑えられる。
【００４４】
そして、ピニオンキャリア部３６ｂとブレーキ/クラッチドラム３３とは、リテーニングプレート部３６ａを介在することで、互いに接触することのない部品関係であり、独立した部品硬度の設定が許容される。このため、ピニオンキャリア部３６ｂとブレーキ/クラッチドラム３３については、それぞれの部品について必要部品硬度に設定でき、コスト増を招く構成部品の過剰品質化が防止される。
【００４５】
さらに、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂとブレーキ/クラッチドラム３３の３つの部品のうち、一番摩耗するのは、部品硬度を最も低く設定したリテーニングプレート部３６ａである。このため、長期間使用や高頻度使用等による摩耗して取り替えるのは、小さな部品によるリテーニングプレート部３６ａだけで済む。その結果、低コストによりメインテナンスを行える。
【００４６】
［スラスト荷重支持作用］
上記のように、前進走行時には、前進クラッチ３１が締結されることに伴いキャリアプレート３６に大きなスラスト荷重が作用する。このため、駆動力伝達に影響を与えない剛性を保ってクラッチ締結によるスラスト荷重を支持することが必要である。以下、これを反映するスラスト荷重支持作用を説明する。
【００４７】
前進クラッチ３１の解放時には、スプライン結合部３６ｄにより結合されているリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、図３に示すように、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂが互いに離れる軸方向側への移動が許容された状態にある。
【００４８】
しかし、前進クラッチ３１の締結時には、クラッチピストン７２が図３の左方向に移動するのに伴ってドライブプレート３１ａとドリブンプレート３１ｂも移動し、図３の左端部のドライブプレート３１ａがリテーニングプレート部３６ａに当接する。
【００４９】
そして、前進クラッチ３１の軸方向移動により各プレート隙間が埋められると、クラッチピストン７２へのクラッチ圧の上昇に伴って前進クラッチ３１の締結荷重（＝スラスト荷重）が増していき、大きなスラスト荷重Ｆがリテーニングプレート部３６ａにより受けられる。
【００５０】
そして、リテーニングプレート部３６ａにより受けられた大きなスラスト荷重Ｆは、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１（第１スラスト分担荷重F1）と、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂの径方向重合部３６ｄ（第２スラスト分担荷重F2）と、に分けて支持される。ここで、スナップリング８１により支持された第１スラスト分担荷重F1は、スナップリング８１を固定するブレーキ/クラッチドラム３３により受けられる。また、径方向重合部３６ｄにより支持された第２スラスト分担荷重F2は、ピニオンキャリア部３６ｂ→ピニオン軸７４→キャリア３０ｄ→第２スラストベアリング８６を介してリングギヤプレート７０により受けられる。
【００５１】
このように、実施例１では、リテーニングプレート部３６ａの分割面形状を、スプライン結合部３６ｃと径方向重合部３６ｄを有する段差面形状に設定する。そして、リテーニングプレート部３６ａにより受けられたスラスト荷重Ｆを、スナップリング８１による第１スラスト分担荷重F1と、径方向重合部３６ｄによる第２スラスト分担荷重F2と、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造（Ｆ＝F1＋F2）を有する構成を採用した。
【００５２】
例えば、１部品によるキャリアプレートとした場合、前進クラッチ３１により受けられたスラスト荷重を、スナップリング８１と、第２スラストワッシャ８５と、に分けて支持することになる。このため、スラスト荷重の入力位置に対し、スナップリング８１までの支持位置が近く、第２スラストワッシャ８５までの支持位置が遠く、支持荷重とスパンを掛け合わせたモーメントバランスをとるには、スナップリング８１により支持された第１スラスト分担荷重が大きくなる。したがって、スナップリング８１が固定されたブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を高くする必要がある。
【００５３】
これに対し、実施例１では、リテーニングプレート部３６ａへのスラスト荷重Ｆの入力位置に対し、径方向重合部３６ｄによる支持位置が、第２スラストワッシャ８５までの支持位置より近くなる。このため、支持荷重とスパンを掛け合わせたモーメントバランスをとったとき、径方向重合部３６ｄにより支持される第２スラスト分担荷重F2が大きくなり、スナップリング８１により支持される第１スラスト分担荷重F1が小さくなる。
したがって、スナップリング８１が固定されたブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を変えない場合はスラスト荷重支持剛性が高められ、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くした場合はコストダウンに繋がる。
【００５４】
次に、効果を説明する。
実施例１の遊星歯車式動力伝達装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５５】
(1) 駆動源（エンジン１）からの動力伝達系に遊星歯車（シングルピニオン式遊星歯車３０）と多板摩擦要素（前進クラッチ３１）が配置され、前記遊星歯車のピニオン３０ｃを支持するキャリア３０ｄを、前記多板摩擦要素の摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に向かって延長し、その延長端部をスナップリング８１の取り付け位置に結合させたキャリアプレート３６とし、前記キャリアプレート３６に、前記多板摩擦要素の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレート３６を、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部３６ａと、前記遊星歯車（シングルピニオン式遊星歯車３０）のピニオン軸７４に固定されたピニオンキャリア部３６ｂと、に分割して２つの別部品にすると共に、前記リテーニングプレート部３６ａと前記ピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にて動力伝達可能に結合し、
前記リテーニングプレート部３６ａの部品硬度を、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の部品硬度および前記ピニオンキャリア部３６ｂの部品硬度より相対的に低く設定した。
このため、コスト増を招く構成部品の過剰品質化を抑えながら、凝着摩耗の発生を防止することができる。
【００５６】
(2) 前記キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、前記リテーニングプレート部３６ａが前記ピニオンキャリア部２６ｂに向かう軸方向側への移動を規制するように互いに径方向に重なり合う径方向重合部３６ｄを有する形状設定とし、
前記多板摩擦要素（前進クラッチ３１）の摩擦プレート（ドライブプレート３１ａ、ドリブンプレート３１ｂ）から前記リテーニングプレート部３６ａが受ける要素締結によるスラスト荷重Ｆを、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に固定されたスナップリング８１と、前記径方向重合部３６ｄと、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造を有する。
このため、(1)の効果に加え、スナップリング８１が固定された摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の剛性や部品硬度を変えない場合はスラスト荷重支持剛性を高めることができ、摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）の剛性や部品硬度を低くした場合はコストダウンを図ることができる。
【実施例２】
【００５７】
実施例２は、リテーニングプレート部３６ａが受けるスラスト荷重の支持構造を実施例１とは異ならせた例である。
【００５８】
まず、構成を説明する。
図６は、実施例２の遊星歯車式動力伝達装置のシングルピニオン式遊星歯車と前進クラッチによる要部構成を示す。以下、図６に基づき、実施例２の遊星歯車式動力伝達装置のスラスト荷重支持構造を詳しく説明する。
【００５９】
前記キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、図６に示すように、スプライン結合部３６ｅにより互いに軸方向に相対移動可能に結合している。
【００６０】
前記シングルピニオン式遊星歯車３０のピニオン３０ｃとキャリアプレート３６との間に、リテーニングプレート部３６ａと径方向に重なり合う位置まで径方向に拡大した拡径スラストワッシャ８７を介装している。
すなわち、前進クラッチ３１のドライブプレート３１ａおよびドリブンプレート３１ｂからリテーニングプレート部３６ａが受けるクラッチ締結によるスラスト荷重Ｆを、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１と、拡径スラストワッシャ８７と、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造を有する。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
次に、作用を説明する。
実施例２でのスラスト荷重支持作用を説明すると、リテーニングプレート部３６ａにより受けられた大きなスラスト荷重Ｆは、ブレーキ/クラッチドラム３３に固定されたスナップリング８１（第１スラスト分担荷重F1'）と、拡径スラストワッシャ８７（第２スラスト分担荷重F2'）と、に分けて支持される。ここで、スナップリング８１により支持された第１スラスト分担荷重F1'は、スナップリング８１を固定するブレーキ/クラッチドラム３３により受けられる。また、拡径スラストワッシャ８７により支持された第２スラスト分担荷重F2'は、ピニオン３０ｃ→第１スラストワッシャ８４→キャリア３０ｄ→第２スラストベアリング８６を介してリングギヤプレート７０により受けられる。
【００６２】
このように、実施例２では、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを互いに軸方向に相対移動可能に結合すると共に、ピニオン３０ｃとキャリアプレート３６との間に拡径スラストワッシャ８７を介装した。そして、リテーニングプレート部３６ａにより受けられたスラスト荷重Ｆを、スナップリング８１による第１スラスト分担荷重F1'と、拡径スラストワッシャ８７による第２スラスト分担荷重F2'と、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造（Ｆ＝F1'＋F2'）を有する構成を採用した。
【００６３】
この実施例２では、実施例１と同様に、リテーニングプレート部３６ａへのスラスト荷重Ｆの入力位置に対し、拡径スラストワッシャ８７までの支持位置が、第２スラストワッシャ８５までの支持位置より近くなる。このため、支持荷重とスパンを掛け合わせたモーメントバランスをとったとき、第２スラストワッシャ８５により支持される第２スラスト分担荷重F2'が大きくなり、スナップリング８１により支持される第１スラスト分担荷重F1'が小さくなる。
【００６４】
したがって、スナップリング８１が固定されたブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を変えない場合はスラスト荷重支持剛性が高められ、ブレーキ/クラッチドラム３３の剛性や部品硬度を低くした場合はコストダウンに繋がる。
【００６５】
加えて、リテーニングプレート部３６ａへのスラスト荷重Ｆをピニオンキャリア部３６ｂが直接受けることのない支持構造である。このため、ピニオンキャリア部３６ｂが受けるスラスト荷重が、実施例１に比べ大幅に低減し、ピニオンキャリア部３６ｂの剛性や部品硬度を低くすることが可能である。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６６】
次に、効果を説明する。
実施例２の遊星歯車式動力伝達装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００６７】
(3) 前記キャリアプレート３６のリテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂは、スプライン結合部３６ｅにより互いに軸方向に相対移動可能に結合し、
前記遊星歯車（シングルピニオン式遊星歯車３０）のピニオン３０ｃと前記キャリアプレート３６との間に、前記リテーニングプレート部３６ａと径方向に重なり合う位置まで径方向に拡大した拡径スラストワッシャ８７を介装し、
前記多板摩擦要素（前進クラッチ３１）の摩擦プレート（ドライブプレート３１ａ、ドリブンプレート３１ｂ）から前記リテーニングプレート部３６ａが受ける要素締結によるスラスト荷重Ｆを、前記摩擦プレート支持部材（ブレーキ/クラッチドラム３３）に固定されたスナップリング８１と、前記拡径スラストワッシャ８７と、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造を有する。
このため、実施例１の(1),(2)の効果に加え、ピニオンキャリア部３６ｂの剛性や部品硬度を低くすることが可能であり、ピニオンキャリア部３６ｂの剛性や部品硬度を低くすることでコストダウンを図ることができる。
【００６８】
以上、本発明の遊星歯車式動力伝達装置を実施例１および実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６９】
実施例１，２では、多板摩擦要素を、多板構造による前進クラッチ３１とする例を示した。しかし、多板摩擦要素としては、多板構造による後退ブレーキや変速用クラッチや変速用ブレーキ等であっても良い。
【００７０】
実施例１，２では、摩擦プレート支持部材を、ブレーキドラムとクラッチドラムを兼用するブレーキ/クラッチドラム３３とする例を示した。しかし、摩擦プレート支持部材としては、摩擦プレートを支持するクラッチドラムやブレーキドラムやクラッチハブ等であっても良い。
【００７１】
実施例１，２では、リテーニングプレート部３６ａとピニオンキャリア部３６ｂを分割部分にてスプライン結合３６ｃ，３６ｅにより動力伝達可能に結合する例を示した。しかし、リテーニングプレート部とピニオンキャリア部を分割部分にて櫛歯構造等の他の構造により動力伝達可能に結合する例としても良い。
【００７２】
実施例１，２では、本発明の遊星歯車式動力伝達装置をベルト式無段変速機の前後進切替機構に適用する例を示した。しかし、本発明の遊星歯車式動力伝達装置は、ベルト式無段変速機の副変速機や複数の変速段を有する自動変速機（ステップＡＴ）のギヤトレーン等に適用することもできる。要するに、遊星歯車と多板摩擦要素が配置された様々な動力伝達系に適用することができる。
【００７３】
実施例１，２では、本発明の遊星歯車式動力伝達装置を駆動源にエンジンを備えたエンジン車に適用する例を示した。しかし、本発明の遊星歯車式動力伝達装置は、エンジン車に限らず、駆動源にエンジンとモータを備えたハイブリッド車、駆動源にモータを備えた電気自動車に対しても適用することができる。要するに、遊星歯車式動力伝達装置を備えた車両であれば適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ エンジン（駆動源）
２ トルクコンバータ
３ 前後進切替機構
４ ベルト式無段変速機構
５ 終減速機構
６，６ 駆動輪
３０ シングルピニオン式遊星歯車（遊星歯車）
３０ａ サンギヤ
３０ｂ リングギヤ
３０ｃ ピニオン
３０ｄ キャリア
３１ 前進クラッチ（多板摩擦要素）
３１ａ ドライブプレート（摩擦プレート）
３１ｂ ドリブンプレート（摩擦プレート）
３２ 後退ブレーキ
３３ ブレーキ/クラッチドラム（摩擦プレート支持部材）
３４ クラッチハブ
３５ 変速機ケース
３６ キャリアプレート
３６ａ リテーニングプレート部
３６ｂ ピニオンキャリア部
３６ｃ スプライン結合部
３６ｄ 径方向重合部
３６ｅ スプライン結合部
７４ ピニオン軸
８１ スナップリング
８７ 拡径スラストワッシャ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦要素が配置され、前記遊星歯車のピニオンを支持するキャリアを、前記多板摩擦要素の摩擦プレート支持部材に向かって延長し、その延長端部をスナップリングの取り付け位置に結合させたキャリアプレートとし、前記キャリアプレートに、前記多板摩擦要素の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレートを、前記摩擦プレート支持部材に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部と、前記遊星歯車のピニオン軸に固定されたピニオンキャリア部と、に分割して２つの別部品にすると共に、前記リテーニングプレート部と前記ピニオンキャリア部を分割部分にて動力伝達可能に結合し、
前記リテーニングプレート部の部品硬度を、前記摩擦プレート支持部材の部品硬度および前記ピニオンキャリア部の部品硬度より相対的に低く設定した
ことを特徴とする遊星歯車式動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載された遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレートのリテーニングプレート部とピニオンキャリア部は、前記リテーニングプレート部が前記ピニオンキャリア部に向かう軸方向側への移動を規制するように互いに径方向に重なり合う径方向重合部を有する形状設定とし、
前記多板摩擦要素の摩擦プレートから前記リテーニングプレート部が受ける要素締結によるスラスト荷重を、前記摩擦プレート支持部材に固定されたスナップリングと、前記径方向重合部と、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造を有する
ことを特徴とする遊星歯車式動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１に記載された遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレートのリテーニングプレート部とピニオンキャリア部は、スプライン結合部により互いに軸方向に相対移動可能に結合し、
前記遊星歯車のピニオンと前記キャリアプレートとの間に、前記リテーニングプレート部と径方向に重なり合う位置まで径方向に拡大した拡径スラストワッシャを介装し、
前記多板摩擦要素のクラッチプレートから前記リテーニングプレート部が受ける要素締結によるスラスト荷重を、前記摩擦プレート支持部材に固定されたスナップリングと、前記拡径スラストワッシャと、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造を有する
ことを特徴とする遊星歯車式動力伝達装置。
【請求項１】
駆動源からの動力伝達系に遊星歯車と多板摩擦要素が配置され、前記遊星歯車のピニオンを支持するキャリアを、前記多板摩擦要素の摩擦プレート支持部材に向かって延長し、その延長端部をスナップリングの取り付け位置に結合させたキャリアプレートとし、前記キャリアプレートに、前記多板摩擦要素の締結荷重を受けるリテーニングプレートの役割を兼務させた遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレートを、前記摩擦プレート支持部材に対し周方向に噛み合い結合されたリテーニングプレート部と、前記遊星歯車のピニオン軸に固定されたピニオンキャリア部と、に分割して２つの別部品にすると共に、前記リテーニングプレート部と前記ピニオンキャリア部を分割部分にて動力伝達可能に結合し、
前記リテーニングプレート部の部品硬度を、前記摩擦プレート支持部材の部品硬度および前記ピニオンキャリア部の部品硬度より相対的に低く設定した
ことを特徴とする遊星歯車式動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載された遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレートのリテーニングプレート部とピニオンキャリア部は、前記リテーニングプレート部が前記ピニオンキャリア部に向かう軸方向側への移動を規制するように互いに径方向に重なり合う径方向重合部を有する形状設定とし、
前記多板摩擦要素の摩擦プレートから前記リテーニングプレート部が受ける要素締結によるスラスト荷重を、前記摩擦プレート支持部材に固定されたスナップリングと、前記径方向重合部と、に分けて支持する第１スラスト荷重支持構造を有する
ことを特徴とする遊星歯車式動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１に記載された遊星歯車式動力伝達装置において、
前記キャリアプレートのリテーニングプレート部とピニオンキャリア部は、スプライン結合部により互いに軸方向に相対移動可能に結合し、
前記遊星歯車のピニオンと前記キャリアプレートとの間に、前記リテーニングプレート部と径方向に重なり合う位置まで径方向に拡大した拡径スラストワッシャを介装し、
前記多板摩擦要素のクラッチプレートから前記リテーニングプレート部が受ける要素締結によるスラスト荷重を、前記摩擦プレート支持部材に固定されたスナップリングと、前記拡径スラストワッシャと、に分けて支持する第２スラスト荷重支持構造を有する
ことを特徴とする遊星歯車式動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９７８４６（Ｐ２０１２−１９７８４６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２０５５（Ｐ２０１１−６２０５５）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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