(57)【要約】【課題】  アンバランスを容易に解消できる回転体のバランス取り構造を提供する。【解決手段】  プラネタリキャリア１０のバランス取り構造は、中心軸１０１周りの所定の位相位置において、プラネタリキャリア１０に形成された切欠き部１１と、切欠き部１１によるアンバランスをキャンセルする一対のリブ２１とを備える。一対のリブ２１は、所定の位相位置と同一の位相位置であって、かつ切欠き部１１から中心軸１０１の延びる方向にずれた位置において、プラネタリキャリア１０に形成されている。一対のリブ２１は、プラネタリキャリア１０を構成するダイキャストボディにより成形されている。【選択図】        図２
2006090739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションを構成し、回転軸を中心に回転する回転体のバランス取り構造であって、
前記回転軸周りの所定の位相位置において、前記回転体に形成されたアンバランス要素と、
前記所定の位相位置と同一の位相位置であって、かつ前記アンバランス要素から前記回転軸の延びる方向にずれた位置において、前記回転体に形成され、前記アンバランス要素によるアンバランスをキャンセルするキャンセル要素とを備え、
前記キャンセル要素は、前記回転体を構成する粗形材により成形されている、回転体のバランス取り構造。
【請求項２】
前記粗形材の肉厚が、前記回転軸の周方向において、前記キャンセル要素が形成された位置と他の位置との間で不均一である、請求項１に記載の回転体のバランス取り構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、回転体のバランス取り構造に関し、より特定的には、トランスミッションを構成する回転体のバランス取り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションを構成する従来の回転体に関して、たとえば、特開平３−４８０４５号公報には、回転方向にかかわらず、その特性を変化させないことを目的とした遊星歯車装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された遊星歯車装置は、複数の遊星歯車と、これらの遊星歯車を回転可能に支持する第１および第２キャリアと、第１および第２キャリアを回転可能に支持する低速軸とを備える。低速軸の所定の位相位置には、低速軸の端面から軸方向に延びる切欠き部が形成されている。
【特許文献１】特開平３−４８０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の低速軸に形成された切欠き部は、低速軸の周方向の１個所のみに形成されている。このため、切欠き部がアンバランス要素となり、遊星歯車装置を駆動させた場合に、低速軸で発生するノイズが大きくなってしまう。また、振動が発生して、遠心力やトルクの伝達に偏りが生じたり、ほかの部品との嵌合状態に偏りが生じたりする。
【０００４】
また、このような問題を解決する方法として、機械加工などにより低速軸を完成させた後、アンバランスを解消するための孔加工を低速軸に行なう方法も考えられる。しかしながら、この場合、部品ごとにバランス測定を実施し、その測定結果に基づいて、低速軸の適当な位置に適当な大きさの孔を加工しなければならない。このため、部品の生産効率が低下するという問題が生じる。また、孔加工によって、低速軸の強度が低下するという問題も生じる。
【０００５】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、アンバランスを容易に解消できる回転体のバランス取り構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従った回転体のバランス取り構造は、トランスミッションを構成し、回転軸を中心に回転する回転体のバランス取り構造である。回転体のバランス取り構造は、回転軸周りの所定の位相位置において、回転体に形成されたアンバランス要素と、アンバランス要素によるアンバランスをキャンセルするキャンセル要素とを備える。キャンセル要素は、所定の位相位置と同一の位相位置であって、かつアンバランス要素から回転軸の延びる方向にずれた位置において、回転体に形成されている。キャンセル要素は、回転体を構成する粗形材により成形されている。なお、回転体を構成する粗形材とは、鋳造、鍛造および焼結のいずれかの工程によって、その形状が得られた回転体の部分を指す。
【０００７】
このように構成された回転体のバランス取り構造によれば、キャンセル要素を形成することによって、アンバランス要素に起因して発生するノイズや振動を抑えることができる。また、キャンセル要素は、粗形材から形成されているため、バランス取りのために部品ごとに実施するアンバランス測定や、その測定結果に基づいて実施する孔加工などの工程を省略することができる。これにより、回転体の生産性を向上させ、延いては、その回転体を用いたトランスミッションの製造コストを低減させることができる。
【０００８】
加えて、キャンセル要素は、アンバランス要素が形成された所定の位相位置と同一の位相位置に形成されている。このため、アンバランス要素が、切欠きや窪みである場合には、キャンセル要素を突出部や肉厚部とすることができる。これにより、アンバランス要素およびキャンセル要素の双方が切欠きや窪みとなることを回避でき、回転体の強度が著しく低下することを防止できる。この場合、強度に対するトランスミッションの信頼性を向上させることができる。また、アンバランス要素が、突出部や肉厚部である場合には、キャンセル要素を切欠きや窪みとすることができる。これにより、アンバランス要素およびキャンセル要素の双方が突出部や肉厚部となることを回避でき、回転体の重量が著しく増加することを防止できる。この場合、トランスミッションで生じるエネルギロスを小さくできる。
【０００９】
また好ましくは、粗形材の肉厚が、回転軸の周方向において、キャンセル要素が形成された位置と他の位置との間で不均一である。このように構成された回転体のバランス取り構造によれば、鋳造、鍛造および焼結のいずれかの工程によって、キャンセル要素を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明に従えば、アンバランスを容易に解消できる回転体のバランス取り構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ参照番号が付されている。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態におけるプラネタリキャリアが設けられたプラネタリギアを示す模式図である。プラネタリギア５０は、車両の自動変速機に組み込まれており、入力された回転を、減速または加速して出力したり、逆回転にして出力する機能を有する。プラネタリギア５０は、その中心に配置されたサンギア４２と、サンギア４２の外周上で環状に延在するリングギア４３と、サンギア４２とリングギア４３との間に配置され、双方のギアに噛み合って設けられた複数のピニオンギア４１と、ピニオンギア４１を回転自在に支持するプラネタリキャリア１０とを備える。プラネタリギア５０では、これらのどの部品に入力を加え、どの部品を固定するかによって、車両の走行状況に応じた機能が適時、引き出される。
【００１３】
図２は、図１中のプラネタリキャリアを示す斜視図である。図３は、図２中の矢印ＩＩＩから見たプラネタリキャリアの端面図である。図２および図３を参照して、プラネタリキャリア１０は、たとえば、鋼やアルミニウムを用いたダイキャスト法により作製されている。プラネタリキャリア１０は、相対的に大きい大筒状部６と、大筒状部６から連続して形成された、相対的に小さい小筒状部５とから構成されており、大筒状部６と小筒状部５との間に段差を持って形成されている。大筒状部６および小筒状部５は、中心軸１０１に沿って並んで設けられている。
【００１４】
小筒状部５の内周面には、中心軸１０１の軸方向に延びるスプライン溝１２と、スプライン溝１２に交差するように延びるスナップリング溝１３とが形成されている。スナップリング溝１３は、小筒状部５の端部５ａから距離を隔てた位置で、小筒状部５の周方向に延びて形成されている。小筒状部５の所定の位相位置（図３中で一点鎖線１０２が延びる位置）には、端部５ａから中心軸１０１の軸方向に向けて小筒状部５を開口する切欠き部１１が形成されている。切欠き部１１は、切欠き部１１が形成された所定の位相位置で、スナップリング溝１３と重なるように形成されている。
【００１５】
小筒状部５には、スプライン溝１２に嵌め合わされるように、図示しないシャフト部材が挿通される。このとき、スナップリング溝１３には、スナップリングが配置され、そのスナップリングによって、小筒状部５に対するシャフト部材の抜け止めがなされる。切欠き部１１は、小筒状部５にシャフト部材が挿通された状態で、スナップリングが正常な位置に装着されているかを確認する際や、メンテナンス時、スナップリングを取り外すための治具を挿入する際に用いられる。
【００１６】
図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったプラネタリキャリアの断面図である。図２および図４を参照して、大筒状部６には、複数の孔１７が、中心軸１０１を中心に周方向に並んで９０°おきに形成されている。孔１７には、図１中のピニオンギア４１を回転自在に支持する支持シャフトが挿通される。大筒状部６は、複数の孔１７が形成されたそれぞれの位置に、互いに間隔を隔てた位置で平行に延びる一対のリブ２１から２４を有する。一対のリブ２１から２４の各々は、互いに平行に延びるリブ間に位置して、図１中のピニオンギア４１が配置される空間を規定している。一対のリブ２１から２４は、後に説明するプラネタリキャリア１０のダイキャスト工程によって成形されている。
【００１７】
リブ２１は、切欠き部１１が形成された所定の位相位置（図４中で一点鎖線１０２が延びる位置）に形成されており、リブ２２から２４は、ほかの位相位置に形成されている。より詳細に説明すれば、一対のリブ２１は、互いに間隔を隔てた位置で平行に延びるリブ２１ａおよび２１ｂから構成されている。リブ２１ａおよび２１ｂは、一点鎖線１０２から同じ距離だけ離れた位置で、一点鎖線１０２に対して平行に延びている。一対のリブ２２から２４は、肉厚ｔで形成されており、一対のリブ２１、つまりリブ２１ａおよび２１ｂは、肉厚ｔよりも大きい肉厚Ｔで形成されている。リブ２１ａとリブ２１ｂとは、一点鎖線１０２を挟んで、同一重量となるように形成されている。
【００１８】
小筒状部５では、切欠き部１１が形成された所定の位相位置で、ほかの位相位置と比較して重量が小さくなっている。一方、大筒状部６では、相対的に大きい肉厚を有する一対のリブ２１が、切欠き部１１が形成された所定の位相位置と同一位相に設けられている。このため、大筒状部６では、その所定の位相位置で、ほかの位相位置と比較して重量が大きくなっている。このような構成により、切欠き部１１に起因してプラネタリキャリア１０に生じていたアンバランスが、一対のリブ２１によって解消されている。
【００１９】
続いて、図２中のプラネタリキャリアの形状決定から量産に移るまでの工程を順を追って説明する。まず、設計されたプラネタリキャリア１０の形状に基づいて仮の金型を作製し、その金型を用いてプラネタリキャリア１０の試作モデルを作製する。この試作モデルでは、切欠き部１１は、形成されているが、一対のリブ２１は、一対のリブ２２から２４と同じ肉厚ｔで形成されている。次に、試作モデルをバランス測定器に設置し、試作モデルのアンバランス量を測定する。次に、測定されたアンバランス量から、そのアンバランスを解消するための補正値を算出し、リブ２１の肉厚Ｔを決定する。以上の工程により、量産されるプラネタリキャリア１０の最終形状を決定し、その形状に基づいて、量産用の金型を作製する。
【００２０】
図５は、図２中のプラネタリキャリアの製造工程を示す斜視図である。図５を参照して、プラネタリキャリア１０の量産時には、上述の量産用の金型を用いたダイキャスト工程により、プラネタリキャリア１０のダイキャストボディ３０を成形する。ダイキャストボディ３０の状態で、切欠き部１１およびリブ２１の形状が、図２中に示す最終形状に形成されている。図２を参照して、ダイキャストボディ３０に、スプライン溝１２、孔１７およびスナップリング溝１３などを形成するための機械加工を実施し、図中に示すプラネタリキャリア１０を完成させる。
【００２１】
図６は、図１中のプラネタリギアが組み込まれた自動変速機の一例を示す断面図である。図６を参照して、プラネタリギア５０は、自動変速機６０内でインプットシャフト５１からドライブシャフト５６へと回転が伝達される経路上に位置して、設けられている。インプットシャフト５１から入力された回転は、プラネタリギア５０および５３で、減速、加速または逆回転にされて、カウンタドライブギア５２に出力される。回転は、さらに、カウンタドリブンギア５４およびディファレンシャルドライブピニオン５５へと順に伝わり、最後にディファレンシャル５７からドライブシャフト５６に出力される。
【００２２】
この発明の実施の形態における回転体のバランス取り構造は、トランスミッションとしての自動変速機６０を構成し、回転軸としての中心軸１０１を中心に回転する回転体としてのプラネタリキャリア１０のバランス取り構造である。プラネタリキャリア１０のバランス取り構造は、中心軸１０１周りの所定の位相位置において、プラネタリキャリア１０に形成されたアンバランス要素としての切欠き部１１と、切欠き部１１によるアンバランスをキャンセルするキャンセル要素としての一対のリブ２１とを備える。一対のリブ２１は、所定の位相位置と同一の位相位置であって、かつ切欠き部１１から中心軸１０１の延びる方向にずれた位置において、プラネタリキャリア１０に形成されている。一対のリブ２１は、プラネタリキャリア１０を構成する粗形材としてのダイキャストボディ３０により成形されている。
【００２３】
なお、一対のリブ２１が形成される上述の「同一の位相位置」には、図４中の一点鎖線１０２上に重なって形成されている場合のみならず、本実施の形態の一対のリブ２１のように、アンバランスを解消する上で、切欠き部１１と同一の位相位置に形成されていると同一視できる場合が含まれる。
【００２４】
また、本実施の形態では、アンバランスの解消以外の目的、つまり、スナップリングの目視用または治具挿入用として形成された切欠き部１１をアンバランス要素とし、アンバランスの解消のみを目的として形成された一対のリブ２１をキャンセル要素としている。しかしながら、アンバランス要素およびキャンセル要素の双方が、アンバランスの解消以外の目的を持って形成されている場合も生じる。また、アンバランス要素が、重量を部分的に増大させる突出部や肉厚部であって、キャンセル要素が、重量を部分的に低減させる切欠き部や開口部であっても良い。
【００２５】
また、本実施の形態では、プラネタリキャリア１０が自動変速機６０内に組み込まれている場合について説明したが、手動変速機または無段変速機に組み込まれている場合にも、同様に本発明を適用することができる。また、プラネタリキャリア１０は、ダイキャスト以外の鋳造により作製されていても良いし、鍛造や焼結によって作製されていても良い。この場合、一対のリブ２１は、これらの工程によって成形される。
【００２６】
このように構成された、この発明の実施の形態におけるプラネタリキャリア１０のバランス取り構造によれば、切欠き部１１によるアンバランスを解消する一対のリブ２１は、ダイキャスト工程により得られている。このため、プラネタリキャリア１０の機械加工が終わった後に、部品ごとにアンバランス量を測定し、孔加工等を行なう必要がなく、プラネタリキャリア１０の生産効率を向上させることができる。
【００２７】
また、プラネタリキャリア１０では、切欠き部１１と、切欠き部１１によるアンバランスを解消する一対のリブ２１とが、同一位相に形成されている。一方、切欠き部１１によるアンバランスを解消する方法としては、このほかに、切欠き部１１が形成された位相位置から１８０°ずれた位相位置に、切欠き部１１と同様の切欠き形状を設ける方法が考えられる。しかしこの場合、小筒状部５の強度が著しく低下し、プラネタリキャリア１０に要求される強度特性を十分に満足できない可能性が生じる。特に、プラネタリキャリア１０には、エンジンから出力された回転が減速されて伝わるため、強度に対して極めて高い要求がなされる。そこで本実施の形態のように、切欠き部１１と、切欠き部１１によるアンバランスを解消するリブ２１とを、同一位相に配置することで、双方がプラネタリキャリア１０の強度を低下させる形状となることを回避できる。
【００２８】
また、本実施の形態では、アンバランスを生じさせる形状を切欠き部１１としたが、アンバランスを生じさせる形状が、突出部や肉厚部の場合もある。この場合にも、アンバランスを解消する方法として、突出部や肉厚部が形成された位相位置から１８０°ずれた位相位置に、別の突出部や肉厚部を設ける方法が考えられる。
【００２９】
しかしながら、このような方法を採ると、プラネタリキャリア１０の重量が著しく増大してしまう。プラネタリキャリア１０の重量増加は、車両重量を増大させ、プラネタリキャリア１０を搭載した車両の燃費を低下させたり、ドライバビリティ（操作性）を低下させたりする。また、エンジンから出力されたエネルギの伝達効率が、プラネタリギア５０で低下したり、車両の初動時に消費されるエネルギが増加したりして、車両の燃費を低下させる。また、アンバランスの解消のために設けた突出部や肉厚部が自動変速機６０内の潤滑経路を妨げる場合もある。さらに、自動変速機６０内には、密に部品が配置されているため、アンバランスを解消するための突出部や肉厚部が設けられない場合もある。本実施の形態によれば、自動変速機６０を構成するプラネタリキャリア１０特有のこのような問題も回避することができる。
【００３０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態におけるプラネタリキャリアが設けられたプラネタリギアを示す模式図である。
【図２】図１中のプラネタリキャリアを示す斜視図である。
【図３】図２中の矢印ＩＩＩから見たプラネタリキャリアの端面図である。
【図４】図２中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったプラネタリキャリアの断面図である。
【図５】図２中のプラネタリキャリアの製造工程を示す斜視図である。
【図６】図１中のプラネタリギアが組み込まれた自動変速機の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  プラネタリキャリア、１１  切欠き部、２１  一対のリブ、３０  ダイキャストボディ、６０  自動変速機、１０１  中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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