JP4367182B2

JP4367182B2 - 遊星歯車装置

Info

Publication number: JP4367182B2
Application number: JP2004059354A
Authority: JP
Inventors: 憲弘山村; 勇治安田; 直紀加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: CN1664417A; US20050197226A1; JP2005249054A; CN100591957C

Description

本発明は遊星歯車装置に関し、特に、リングギヤが摩擦板のハブとしても機能する遊星歯車装置に関する。

一般に、自動変速機には複数の遊星歯車装置が備えられており、遊星歯車装置は、サンギヤ、リングギヤ、それらサンギヤおよびリングギヤと同軸で回転するキャリヤの３つの回転要素、および、そのキャリヤに自転可能に支持されてそれらサンギヤおよびリングギヤに噛み合わされているピニオンを有している。また、自動変速機には、上記遊星歯車装置の３つの回転要素を選択的に連結または停止するための摩擦板、すなわち、クラッチまたはブレーキが備えられている。

このような構造の自動変速機においては、リングギヤが上記摩擦板のハブとしても機能する場合がある（たとえば、特許文献１）。リングギヤに摩擦板のハブとしての機能を兼備させる場合、リングギヤの外周面には、上記摩擦板と噛み合うスプライン溝が形成される。さらに、上記特許文献１にも示されるように、リングギヤには、内周側から外周側へ潤滑油を導く油孔が穿設される。この油孔により、リングギヤ内周面に到達する潤滑油がリングギヤ外周側へ導かれて摩擦板が潤滑される。
特開２００３−９７６７８号公報特開２０００−２１３６３３号公報

上記油孔は、潤滑油の比較的溜まりやすいリングギヤ内歯の歯底に開口するように穿設されるが、内歯の歯底であっても潤滑油の溜まり具合が十分ではなく、その結果、リングギヤ外周側に位置する摩擦板に供給される潤滑油が十分ではない場合もあった。さらに、上記油孔は、リングギヤ外周側から穿設することになるが、その油孔を内歯が形成されている部分に穿設する場合には、スプライン溝と内歯の位相の両方を考慮しなければならないという問題もあった。

本発明は、以上の事情を背景として成されたものであり、その目的とするところは、リングギヤが摩擦板のハブとしての機能を兼ね備えている場合において、その摩擦板に対する潤滑性がよい遊星歯車装置を提供することにある。

上記目的を達成するための第１発明は、(a)ピニオンを回転可能に支持するピニオンシャフトの軸端を支持するキャリヤと、内周に前記ピニオンと噛み合う内歯が形成されているとともに、外周にスプライン溝が形成されることにより摩擦板のハブとしての機能を有するリングギヤとを備え、前記ピニオンとピニオンシャフトとの間にはピニオンシャフト内の油路から潤滑油が供給され、そのリングギヤには、内周側から外周側に向けて潤滑油を導くための油孔が形成されている遊星歯車装置であって、(b)前記リングギヤの内周面の一部には、一周に亘って溝が形成され、その溝の溝底に一端が開口するように、前記油孔が形成されており、(c)前記溝は、前記ピニオンとそのピニオンシャフトとの間から流出してそのピニオンの側面に沿って外径方向へ排出される潤滑油を受ける位置に形成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、前記溝が、前記リングギヤの内周面のうち前記内歯と前記ピニオンとが噛み合わない部分に形成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、前記溝が、前記リングギヤの内周面のうち、前記内歯と前記ピニオンとが噛み合わない部分において前記ピニオンの側面に隣接する位置に形成されていることを特徴とする。

また、第４発明は、第１発明の遊星歯車装置において、前記溝は、その一部分が、前記リングギヤの内周面のうち前記リングギヤの内歯と前記ピニオンとが噛み合う位置に形成されていることを特徴とする。

第１発明によれば、リングギヤの内周面の一部に一周に亘って溝が形成されており、その溝は、ピニオンとピニオンシャフトとの間から流出してそのピニオンの側面に沿って外径方向へ排出される潤滑油を受ける位置に形成されていることから、その溝に潤滑油が溜まり易く、且つ、その溝の溝底に油孔が開口しているので、リングギヤの外周面に設けられた摩擦板に対する潤滑性が向上する。また、油孔を内歯が形成されている部分に穿設する場合には、リングギヤのスプライン溝と内歯の位相を考慮する必要がない。

また、第２発明のように、リングギヤの内歯とピニオンとが噛み合わない部分に溝が形成されていると、溝によってリングギヤの内歯の強度が低下することがない。また、リングギヤの内歯とピニオンとが噛み合わない部分は、リングギヤの内歯とピニオンとが噛み合っている部分よりも潤滑油が溜まりやすいので、溝に潤滑油が溜まりやすく、従って、より摩擦板に対する潤滑性が向上する。

特に、ピニオンの側面では、そのピニオンの径方向外側に向けて潤滑油が排出されるので、第３発明のように、溝の位置が、リングギヤの内歯とピニオンとが噛み合わない範囲においてピニオンの側面に隣接する位置とされている場合には、ピニオンの側面から径方向外側に排出された潤滑油が溝内に導かれやすくなるので、一層、溝に潤滑油が溜まりやすい。従って、より一層、摩擦板に対する潤滑性が向上する。

また、第４発明のように、溝の一部分がリングギヤの内歯がピニオンと噛み合う位置に形成されている場合にも、ピニオンの側面において径方向外側に排出された潤滑油が溝内に導かれやすくなるので、一層、溝に潤滑油が溜まりやすい。従って、より一層、摩擦板に対する潤滑性が向上する。

以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用された第１、第２遊星歯車装置２０、７０を含む自動変速機１０の一部を示す断面図である。

第１、第２遊星歯車装置２０、７０は、互いに隣接し、且つ、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。すなわち、第１遊星歯車装置２０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、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、そのロングピニオン２４を自転および公転可能に支持するキャリヤ２８とを備えている。そして、上記ロングピニオン２４の軸心には、ニードルベアリング３０を介してロングピニオン２４をキャリヤ２８に固定するためにロングピニオンシャフト３２が挿し通されている。

上記キャリヤ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を介して自動変速機１０のケース４０に支持されることにより、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。また、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が形成されている。

上記第１および第２支持壁４２、４４には、ロングピニオン２４および後述するショートピニオン７４の数に対応する数の貫通穴４６が形成されており、ロングピニオンシャフト３２は、第１および第２支持壁４２、４４にそれぞれ形成された貫通穴４６に挿し通されて、その両端が支持壁４２、４４に支持される。

上記第２支持壁４４には、外周面から径方向内側に向かい、前記貫通穴４６と連通する外側径方向穴４８、および、その外側径方向穴４８と同一軸線上であって、内周面から径方向外側に向かい、前記貫通穴４６と連通する内側径方向穴５０とが形成されている。

前記ロングピニオンシャフト３２には、その軸方向の一方の端部に、第２支持壁４４に形成された外側径方向穴４８および内側径方向穴５０に連通する第１径方向穴５２が形成されている。また、その軸心に、その軸方向に平行に延び、一方の端が上記第１径方向穴５２に連通し、他方の端がロングピニオンシャフト３２の他方の端側の側面に開口する軸方向穴５４が形成されている。そして、その軸方向穴５４を軸方向に略三等分する位置に、一端がその軸方向穴５４に開口し他端が、ロングピニオンシャフト３２の外周面に開口する第２径方向穴５５が形成されている。

そして、ピン５６が、第２支持壁４４の外側径方向穴４８を貫通し、ロングピニオンシャフト３２の第１径方向穴５２の中央付近まで差し込まれることにより、ロングピニオンシャフト３２はキャリヤ２８に固定される。また、ロングピニオンシャフト３２の軸方向穴５４の第１径方向穴５２とは反対側の端部には、潤滑油の流出を防ぐための蓋６０が嵌め入れられている。

また、第１支持壁４２および第２支持壁４４のロングピニオン２４に対向する側の側面と、ロングピニオン２４の側面との間には、ワッシャ６２が設けられている。

前記第２遊星歯車装置７０は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置であり、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７２と、その第２サンギヤ７２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７４とを備えており、それら第２サンギヤ７２およびショートピニオン７４と、前記ロングピニオン２４、キャリヤ２８、リングギヤ２６などにより、第２遊星歯車装置７０が構成される。そして、上記ショートピニオン７４の軸心には、ニードルベアリング７６を介してショートピニオン７４をキャリヤ２８に固定するためにショートピニオンシャフト７８が挿し通されている。

前記キャリヤ２８の支持部３６には、軸方向の中央付近に、前記第１および第２支持壁４２、４４と平行な第３支持壁８０が形成されており、この第３支持壁８０には、ショートピニオンシャフト７８の一端が嵌め入れられる貫通穴８２が形成されており、ショートピニオンシャフト７８の他端が第１支持壁４２の貫通穴４６に挿し通されることにより、ショートピニオンシャフト７８の両端は、支持壁４２、８０に支持される。

前記リングギヤ２６の内周面に形成されている内歯１２０には、その内歯１２０が前記ロングピニオン２４と噛み合わない部分であって、内歯１２０とロングピニオン２４とが噛み合う部分に隣接する位置に、内歯１２０が完全に切除された切り欠き１２２が形成されており、さらに、その切り欠き１２２の側面１２２ａに連続するようにして、リングギヤ２６の内周面の全周に亘って、内歯１２０の底面（歯底）に対して僅かに凹んだ溝１２４が形成されている。

また、リングギヤ２６はクラッチハブとしても機能するものであり、その外周面にはスプライン溝１２６が形成されている。このスプライン溝１２６に、複数の外向摩擦板１２８が嵌合している。この複数の外向摩擦板１２８と、その外向摩擦板１２８に対して交互に積層される内向摩擦板１３０とによりクラッチ１３２が構成される。

リングギヤ２６には、さらに、一方が溝１２４の底面に開口し、リングギヤ２６をその径方向に貫通して他方がスプライン溝１２６の底面に開口する油孔１３４が、溝１２４の周方向において複数穿設されている。

このように構成された第１遊星歯車装置２０においては、入力軸１２からその径方向に放出される潤滑油の一部は、図２において矢印で示すように、キャリヤ２８の第２支持壁４４に形成された内側径方向穴５０に供給され、その内側径方向穴５０からロングピニオンシャフト３２に形成された第１径方向穴５２を経由して軸方向穴５４へと流れる。次いで、潤滑油は、その軸方向穴５４から第２径方向穴５５を経由してロングピニオンシャフト３２の外周面に供給されてニードルベアリング３０を潤滑する。さらに、第２径方向穴５５を経由してロングピニオンシャフト３２の外周面に供給された潤滑油は、ロングピニオン２４の回転によってロングピニオンシャフト３２の周方向に広がりつつロングピニオン２４の側面へと流れる。そして、ロングピニオン２４の側面へ供給された潤滑油は、ロングピニオン２４の側面とワッシャ６２の側面との間を通ってロングピニオン２４の径方向外側へと排出される。そして、ロングピニオン２４の側面からその径方向外側へ排出された潤滑油は、切り欠き１２２を経由して、ロングピニオン２４の軸方向における位置がそのロングピニオン２４の側面に隣接する位置とされた溝１２４へと流れ、さらに、溝１２４に溜まった潤滑油は油孔１３４によってリングギヤ２６の外周面へと導かれる。

以上、説明したように、本実施例によれば、リングギヤ２６の内周面の一部に一周に亘って溝１２４が形成されていることから、その溝１２４に潤滑油が溜まり易く、且つ、その溝１２４の溝底に油孔１３４が開口しているので、リングギヤ２６の外周面に設けられたクラッチ１３２に対する潤滑性が向上する。また、油孔１３４を内歯１２０が形成されている部分に穿設する際にも、リングギヤ２６のスプライン溝１２６と内歯１２０の位相を考慮する必要がない。

また、本実施例によれば、リングギヤ２６の内歯１２０とロングピニオン２４とが噛み合わない部分に溝１２４が形成されているので、溝１２４によってリングギヤ２６の内歯１２０の強度が低下することがない。また、溝１２４の位置が、リングギヤ２６の内歯１２０とロングピニオン２４とが噛み合わない範囲においてロングピニオン２４の側面に隣接する位置とされているので、ロングピニオン２４の側面から径方向外側に排出された潤滑油が溝１２４内に導かれやすくなるので、特に、溝１２４に潤滑油が溜まりやすい。従って、クラッチ１３２に対する潤滑性がより一層向上する。

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、遊星歯車装置２０、７０は所謂ラビニヨ型であったが、本発明は、ラビニヨ型以外の遊星歯車装置にも適用できる。

また、前述の実施例では、溝１２４は、リングギヤ２６の内歯１２０とロングピニオン２４とが噛み合わない範囲においてロングピニオン２４の側面に隣接する位置に形成されていたが、図３に示すように、溝１２４の一部が、ロングピニオン２４の側面よりもリングギヤ２６の内歯１２０とロングピニオン２４とが噛み合う位置となり、溝１２４の他の部分がその噛み合い部分とならない位置となるように、その溝１２４が形成されてもよい。この位置に溝１２４が形成されている場合にも、ロングピニオン２４の側面から径方向外側に排出される潤滑油が溝１２４内に導かれやすい。

また、図４に示すように、リングギヤ２６の内歯１３６が、ロングピニオン２４の側面付近までしか形成されておらず、リングギヤ２６の内周面に内歯１３６が形成されていない部分がある場合には、リングギヤ２６の内周面のうち内歯１３６よりもそのリングギヤ２６の軸方向外側部分に溝１２４が形成されてもよい。

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第１、第２遊星歯車装置を含む自動変速機の一部を示す断面図である。図１の第１遊星歯車装置における潤滑油の流れを説明する図である。図１とは異なる位置に溝が形成されている例を示す図である。図１、図３とは異なる位置に溝が形成されている例を示す図である。

符号の説明

２０：第１遊星歯車装置、２４：ロングピニオン、２６：リングギヤ、１２０：内歯、１２４：溝、１２６：スプライン溝、１３２：クラッチ、１３４：油孔

Claims

ピニオンを回転可能に支持するピニオンシャフトの軸端を支持するキャリヤと、内周に前記ピニオンと噛み合う内歯が形成されているとともに、外周にスプライン溝が形成されることにより摩擦板のハブとしての機能を有するリングギヤとを備え、前記ピニオンとピニオンシャフトとの間にはピニオンシャフト内の油路から潤滑油が供給され、該リングギヤには、内周側から外周側に向けて潤滑油を導くための油孔が形成されている遊星歯車装置であって、
前記リングギヤの内周面の一部には、一周に亘って溝が形成され、該溝の溝底に一端が開口するように、前記油孔が形成されており、
前記溝は、前記ピニオンと該ピニオンシャフトとの間から流出して該ピニオンの側面に沿って外径方向へ排出される潤滑油を受ける位置に形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
請求項１の遊星歯車装置であって、前記溝が、前記リングギヤの内周面のうち前記内歯と前記ピニオンとが噛み合わない部分に形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
請求項２の遊星歯車装置であって、前記溝が、前記リングギヤの内周面のうち、前記内歯と前記ピニオンとが噛み合わない部分において前記ピニオンの側面に隣接する位置に形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
請求項１の遊星歯車装置であって、前記溝は、その一部分が、前記リングギヤの内周面のうち前記リングギヤの内歯と前記ピニオンとが噛み合う位置に形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。