(57)【要約】【課題】回転ユニットの耐久性を向上させることができるようにする。【解決手段】回転自在に配設され、被嵌（かん）入部を備えた支持部材と、両端に嵌入部を、各嵌入部間に本体部を備え、各嵌入部において被嵌入部に嵌入されるシャフト部材と、シャフト部材によって回転自在に配設された回転体とを有する。そして、シャフト部材は、本体部の硬度が各嵌入部の硬度より高く、かつ、本体部と各嵌入部との硬度差は、各嵌入部と各被嵌入部との硬度差より大きくされる。この場合、嵌入部と被嵌入部との硬度差が小さくされるので、被嵌入部の内周面において支持部材に摩耗が発生するのを防止することができる。その結果、回転ユニットの耐久性を向上させることができる。【選択図】図１
2007271023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配設され、被嵌入部を備えた支持部材と、両端に嵌入部を、該各嵌入部間に本体部を備え、各嵌入部において前記被嵌入部に嵌入されるシャフト部材と、該シャフト部材によって回転自在に配設された回転体とを有するとともに、前記シャフト部材は、本体部の硬度が各嵌入部の硬度より高く、かつ、本体部と各嵌入部との硬度差は、各嵌入部と各被嵌入部との硬度差より大きくされることを特徴とする回転ユニット。
【請求項２】
前記本体部だけに熱処理が施され、本体部の硬度が各嵌入部の硬度より高くされる請求項１に記載の回転ユニット。
【請求項３】
前記各嵌入部だけに熱処理が施され、各嵌入部の硬度が本体部の硬度より低くされる請求項１に記載の回転ユニット。
【請求項４】
前記支持部材はキャリヤであり、前記シャフト部材はピニオンシャフトであり、前記回転体はピニオンであり、前記ピニオンシャフトによってピニオンが支持される請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転ユニット。
【請求項５】
前記熱処理は高周波焼入れによって行われる請求項１、２及び４のいずれか１項に記載の回転ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、変速機、例えば、自動変速機においては、複数の回転ユニットとしてのプラネタリギヤユニットを備えた変速装置における動力伝達経路を、クラッチ、ブレーキ等を係脱することによって切り換え、ギヤ比を変更して変速を行い、複数の変速段を達成するようになっている。また、前記クラッチ、ブレーキ等を係脱するためにそれぞれ油圧サーボが配設され、該各油圧サーボに所定の油圧の油を供給することによって、クラッチ、ブレーキ等を係合させ、各油圧サーボから油をドレーンすることによって、クラッチ、ブレーキ等を解放することができる。
【０００３】
前記プラネタリギヤユニットは、サンギヤ、該サンギヤの径方向外方においてサンギヤと相対的に回転自在に配設されたリングギヤ、及び前記サンギヤ及びリングギヤに対して相対的に回転自在に配設されたキャリヤを備える。該キャリヤはキャリヤケースを備え、該キャリヤケースの複数箇所にピニオンシャフトが取り付けられ、該ピニオンシャフトに対してピニオンが複数のニードルローラを介して回転自在に配設される。
【０００４】
ところで、前記プラネタリギヤユニットを作動させて、キャリヤを介して他の部材に回転を伝達したり、キャリヤに回転を入力したり、キャリヤから回転を出力したりする際に、前記ピニオンシャフトに大きい荷重が加わる。
【０００５】
そこで、ピニオンシャフト及びキャリヤケースに熱処理を施し、ピニオンシャフトと各ニードルローラとが接触する面、及びピニオンシャフトとキャリヤケースとが接触する面に摩耗が発生するのを防止することが考えられるが、キャリヤケースに熱処理を施すと、キャリヤケースのフランジ部に割れが発生することがある。また、熱処理によって、キャリヤケースにおいて、ピニオンシャフトを嵌（かん）入するためのシャフト穴の径が変化したり、歪（ひず）みが発生したりして、ピニオンの支持精度が低くなってしまう。そこで、ピニオンシャフトだけに熱処理を施すようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のプラネタリギヤユニットにおいては、前記ピニオンシャフトをキャリヤケースに取り付けるに当たり、キャリヤケースにシャフト穴を形成し、該シャフト穴にピニオンシャフトを嵌入し、止めピンによってピニオンシャフトの回転止めを行うようにしているので、ピニオンシャフトに荷重が加わるのに伴って、キャリヤケースとピニオンシャフトとの間にガタが発生してしまう。ところが、前述されたように、ピニオンシャフトだけに熱処理が施され、キャリヤケースには熱処理が施されないので、硬度差によってキャリヤケースに摩耗が発生してしまう。その結果、プラネタリギヤユニットの耐久性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来のプラネタリギヤユニットの問題点を解決して、耐久性を向上させることができる回転ユニット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】
そのために、本発明の回転ユニットにおいては、回転自在に配設され、被嵌入部を備えた支持部材と、両端に嵌入部を、該各嵌入部間に本体部を備え、各嵌入部において前記被嵌入部に嵌入されるシャフト部材と、該シャフト部材によって回転自在に配設された回転体とを有する。
【０００９】
そして、前記シャフト部材は、本体部の硬度が各嵌入部の硬度より高く、かつ、本体部と各嵌入部との硬度差は、各嵌入部と各被嵌入部との硬度差より大きくされる。
【００１０】
本発明の他の回転ユニットにおいては、さらに、前記本体部だけに熱処理が施される。そして、本体部の硬度が各嵌入部の硬度より高くされる。
【００１１】
本発明の更に他の回転ユニットにおいては、さらに、前記各嵌入部だけに熱処理が施される。そして、各嵌入部の硬度が本体部の硬度より低くされる。
【００１２】
本発明の更に他の回転ユニットにおいては、さらに、前記支持部材はキャリヤである。そして、前記シャフト部材はピニオンシャフトである。また、前記回転体はピニオンである。そして、前記ピニオンシャフトによってピニオンが支持される。
【００１３】
本発明の更に他の回転ユニットにおいては、さらに、前記熱処理は高周波焼入れによって行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転ユニットにおいては、回転自在に配設され、被嵌入部を備えた支持部材と、両端に嵌入部を、該各嵌入部間に本体部を備え、各嵌入部において前記被嵌入部に嵌入されるシャフト部材と、該シャフト部材によって回転自在に配設された回転体とを有する。
【００１５】
そして、前記シャフト部材は、本体部の硬度が各嵌入部の硬度より高く、かつ、本体部と各嵌入部との硬度差は、各嵌入部と各被嵌入部との硬度差より大きくされる。
【００１６】
この場合、嵌入部と被嵌入部との硬度差が小さくされるので、被嵌入部の内周面において支持部材に摩耗が発生するのを防止することができる。その結果、回転ユニットの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの断面図、図２は本発明の実施の形態における変速装置の要部を示す概略図である。
【００１９】
図において、１１は差動回転要素としての、かつ、回転ユニットとしてのプラネタリギヤユニットであり、該プラネタリギヤユニット１１は、回転自在に配設された第１の回転要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳの径方向外方においてサンギヤＳと相対的に回転自在に配設された第２、第３の回転要素としてのリングギヤＲ１、Ｒ２、並びに前記サンギヤＳ及びリングギヤＲ１、Ｒ２に対して相対的に回転自在に配設された第４の回転要素としての、かつ、支持部材としてのキャリヤＣＲを備える。なお、前記リングギヤＲ１は小径のギヤによって、リングギヤＲ２は大径のギヤによって形成される。
【００２０】
また、前記キャリヤＣＲは、フロントキャリヤ２１、該フロントキャリヤ２１に取り付けられ、フロントキャリヤ２１によって支持されたカップ状のキャリヤカバー２２、及び該キャリヤカバー２２に取り付けられ、キャリヤカバー２２を介して前記フロントキャリヤ２１によって支持されたカップ状のリヤキャリヤ２３を備える。なお、前記フロントキャリヤ２１、キャリヤカバー２２及びリヤキャリヤ２３は、いずれもステンレス鋼にプレス加工を施すことによって形成され、キャリヤケース３０を構成する。
【００２１】
前記フロントキャリヤ２１は、軸方向に延在させて、かつ、前方（図において右方）に突出させて配設された円筒状のボス部２４、及び該ボス部２４の一端、すなわち、後端（図において左端）から径方向外方に向けて形成された円板状のフランジ部２５を有する。そして、前記キャリヤカバー２２の前方の開口の周縁が、前記フランジ部２５の外周縁に取り付けられ、前記リヤキャリヤ２３の前方の開口の周縁が、キャリヤカバー２２の後方（図において左方）の開口の周縁に取り付けられる。
【００２２】
前記キャリヤＣＲの径方向内側及び径方向外側において、円周方向における複数箇所に第１、第２のシャフト部材としての、ステンレス鋼製のピニオンシャフト１８、１９が取り付けられ、該ピニオンシャフト１８、１９に対して第１、第２の回転体としてのピニオンＰ１、Ｐ２が回転自在に配設される。
【００２３】
そのために、前記フランジ部２５の径方向内側及び径方向外側には、各ピニオンシャフト１８、１９の一端、すなわち、前端（図において右端）を嵌入するための第１、第２の被嵌入部としてのシャフト穴２８、２９が形成され、キャリヤカバー２２の底部３１には、ピニオンシャフト１９の他端、すなわち、後端を嵌入するための第３の被嵌入部としてのシャフト穴３３が形成され、リヤキャリヤ２３の底部３４には、ピニオンシャフト１８の他端、すなわち、後端を嵌入するための第４の被嵌入部としてのシャフト穴３５が形成される。なお、前記ピニオンシャフト１８がフロントキャリヤ２１及びリヤキャリヤ２３に対して相対的に回転することがないように、図示されない止めピンによってピニオンシャフト１８の回転止めが行われる。そのために、前記フランジ部２５に前記止めピンを螺（ら）合するための穴７１が形成される。
【００２４】
前記ピニオンＰ１は、ロングピニオンから成り、径方向内方において、サンギヤＳと噛（し）合させられ、径方向外方において、前記リングギヤＲ１及びピニオンＰ２と噛合させられる。また、ピニオンＰ２は、ショートピニオンから成り、径方向外方においてリングギヤＲ２と噛合させられる。
【００２５】
前記フロントキャリヤ２１及びリヤキャリヤ２３に対してピニオンＰ１を回転自在に配設するために、ピニオンＰ１の前端とフランジ部２５との間にワッシャｗ１が、ピニオンＰ１の後端と底部３４との間にワッシャｗ２が、ピニオンシャフト１８の前半部（図において右半部）とピニオンＰ１との間にニードルローラｂ１が、ピニオンシャフト１８の後半部（図において左半部）とピニオンＰ１との間にニードルローラｂ２が配設される。
【００２６】
そして、前記フロントキャリヤ２１及びキャリヤカバー２２に対してピニオンＰ２を回転自在に配設するために、ピニオンＰ２の前端とフランジ部２５との間にワッシャｗ３が、ピニオンＰ２の後端と底部３１との間にワッシャｗ４が、ピニオンシャフト１９の前半部とピニオンＰ２との間にニードルローラｂ３が、ピニオンシャフト１９の後半部とピニオンＰ２との間にニードルローラｂ４が配設される。
【００２７】
前記リングギヤＲ１の径方向外方には、摩擦係合要素としてのクラッチＣａが配設される。該クラッチＣａは、第１の摩擦材としての外側薄板４３、第２の摩擦材としての内側薄板４４等を備え、前記リングギヤＲ１の外周面に形成されたスプラインと、内側薄板４４の内周面に形成されたスプラインとが係合させられる。したがって、前記リングギヤＲ１は前記クラッチＣａのハブを兼ねる。
【００２８】
また、前記リングギヤＲ２の径方向外方には、摩擦係合要素としてのクラッチＣｂが配設される。該クラッチＣｂは、第１の摩擦材としての外側薄板４５、第２の摩擦材としての内側薄板４６等を備え、前記リングギヤＲ２の外周面に形成されたスプラインと、内側薄板４６の内周面に形成されたスプラインとが係合させられる。したがって、前記リングギヤＲ２は前記クラッチＣｂのハブを兼ねる。
【００２９】
また、５１は入力軸、５３は該入力軸５１の外側に回転自在に配設されたスリーブとしてのサンギヤ軸であり、該サンギヤ軸５３の前端の外周面にスプライン５４が形成され、サンギヤ軸５３の後端の外周面に前記サンギヤＳが形成される。前記入力軸５１内には軸方向に形成された油穴５５が形成され、該油穴５５内の油は、径方向に形成された油溝５６を介して径方向外方に供給される。前記サンギヤ軸５３にも、複数箇所に油溝５８が径方向に形成され、油溝５６から供給された油は、油溝５８を介して更に径方向外方に供給される。
【００３０】
前記ピニオンＰ１及びピニオンシャフト１８は軸方向寸法が長く、ニードルローラｂ１、ｂ２に油を供給するのが困難になる。そこで、ピニオンシャフト１８の中心に軸方向に延在させて油路６７が形成され、ピニオンシャフト１８の軸方向における中央部分に、油溝６８が径方向に形成される。また、前記油路６７の前端は前記フランジ部２５に形成された油路６９と連通させられる。
【００３１】
したがって、前記油溝５８を介してサンギヤ軸５３とボス部２４との間に供給される油は、油路６９、６７及び油溝６８を介してピニオンシャフト１８とピニオンＰ１との間に供給され、ニードルローラｂ１、ｂ２を潤滑する。
【００３２】
前記キャリヤＣＲの前方には、フランジ部２５と隣接させてリングギヤフランジ６２が配設され、該リングギヤフランジ６２の外周縁にリングギヤＲ２の前端が固定される。また、キャリヤＣＲの後方には、底部３４と隣接させてリングギヤフランジ６３が配設され、該リングギヤフランジ６３の外周縁にリングギヤＲ１の後端が固定される。
【００３３】
前記リングギヤＲ２の前方にはワンウェイクラッチＦが配設され、該ワンウェイクラッチＦはアウタレース６４及びインナレース６５を備え、前記リングギヤＲ２の前端にアウタレース６４が固定される。
【００３４】
ところで、前記プラネタリギヤユニット１１を作動させて、キャリヤＣＲを介して他の部材に回転を伝達したり、キャリヤＣＲに回転を入力したり、キャリヤＣＲから回転を出力したりする際に、ピニオンシャフト１８、１９に大きい荷重が加わる。
【００３５】
この場合、ピニオンシャフト１８、１９及びキャリヤケース３０に熱処理を施して硬度を高くし、ピニオンシャフト１８、１９と各ニードルローラｂ１〜ｂ４とが接触する面、及びピニオンシャフト１８、１９とキャリヤケース３０とが接触する面に摩耗が発生するのを防止することが考えられるが、キャリヤケース３０に熱処理を施すと、フランジ部２５に割れが発生することがある。また、熱処理によって、シャフト穴２８、２９、３３、３５の径が変化したり、キャリヤケース３０に歪みが発生したりして、ピニオンＰ１、Ｐ２の支持精度が低くなってしまう。そこで、ピニオンシャフト１８、１９だけに熱処理を施すようにしている。
【００３６】
次に、ピニオンシャフト１８、１９だけに熱処理を施す熱処理方法について説明する。なお、この場合、ピニオンシャフト１８、１９の構造は同じであるので、ピニオンシャフト１８についてだけ説明する。
【００３７】
図３は本発明の実施の形態におけるピニオンシャフトの熱処理方法を示す図である。なお、図３の（ａ）は熱処理方法の参考図、図３の（ｂ）は本実施の形態における熱処理方法を示す図である。
【００３８】
図において、１８はピニオンシャフト、ｐｔ１はピニオンシャフト１８の長手方向に延在させられる本体部、ｐｔ２はピニオンシャフト１８の前端部、ｐｔ３はピニオンシャフト１８の後端部であり、前記本体部ｐｔ１は、前端部ｐｔ２と後端部ｐｔ３との間に形成される。前記前端部ｐｔ２はシャフト穴２８（図１）にピニオンシャフト１８を嵌入する際の嵌入部を、前記後端部ｐｔ３はシャフト穴３５にピニオンシャフト１８を嵌入する際の嵌入部を構成する。
【００３９】
ところで、前述されたように、前記ピニオンシャフト１８をキャリヤケース３０に取り付けるに当たり、キャリヤケース３０のシャフト穴２８、３５にピニオンシャフト１８を嵌入し、止めピンによってピニオンシャフト１８の回転止めを行うようにしているので、ピニオンシャフト１８に荷重が加わるのに伴って、キャリヤケース３０とピニオンシャフト１８との間にガタが発生する。
【００４０】
特に、前記キャリヤＣＲは、サンギヤ軸５３によって径方向に片持ち状に支持されていて、キャリヤカバー２２はフロントキャリヤ２１によって支持され、リヤキャリヤ２３はキャリヤカバー２２を介してフロントキャリヤ２１によって支持される構造を有する。したがって、リングギヤＲ１とピニオンＰ１との間で動力伝達が行われる際に、ピニオンＰ１の後半部側の軸心を前半部側の軸心に対して円周方向にずらす力が働くと、ピニオンシャフト１８がサンギヤ軸５３を中心にして捩（ねじ）られ、変形が発生する。しかも、ピニオンＰ１はロングピニオンによって構成され、ピニオンシャフト１８による支持スパンが長い。その結果、シャフト穴２８の内周面とピニオンシャフト１８の前端の外周面との間において、ピニオンシャフト１８の前端に大きな荷重が加わり、フロントキャリヤ２１とピニオンシャフト１８との間にガタが発生してしまう。
【００４１】
したがって、仮に、図３の（ａ）に示されるように、ピニオンシャフト１８の全体に熱処理が施されると、本体部ｐｔ１、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３の表面（ハッチングで示された部分）が硬化させられるが、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３をシャフト穴２８、３５に嵌入すると、キャリヤケース３０には熱処理が施されないので、硬度が高くされた前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３の外周面と、硬度が高くされないシャフト穴２８、３５の内周面とが接触することになる。
【００４２】
その結果、硬度差によって、シャフト穴２８、３５の内周面においてキャリヤケース３０に摩耗が発生してしまうので、プラネタリギヤユニット１１の耐久性が低下してしまう。
【００４３】
ところが、本実施の形態においては、図３の（ｂ）に示されるように、ピニオンシャフト１８の全体に熱処理が施されず、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３以外の部分、すなわち、本体部ｐｔ１に熱処理が施される。すなわち、本体部ｐｔ１の表面（ハッチングで示された部分）が硬化させられるのに対して、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３の表面は硬化させられない。その結果、本体部ｐｔ１の硬度が前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３の硬度より高くされ、かつ、本体部ｐｔ１と、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３との硬度差が、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３とシャフト穴２８、３５との硬度差より大きくされる。
【００４４】
なお、この場合、本体部ｐｔ１によって熱処理領域が、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３によって非熱処理領域が構成される。
【００４５】
したがって、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３をシャフト穴２８、３５に嵌入したときに、キャリヤケース３０には熱処理が施されていなくても、硬度差を小さくする、本実施の形態においては、なくすことができるので、シャフト穴２８、３５の内周面においてキャリヤケース３０に摩耗が発生するのを防止することができる。その結果、プラネタリギヤユニット１１の耐久性を向上させることができる。
【００４６】
なお、本体部ｐｔ１に熱処理が施されることによって、本体部ｐｔ１に歪みが発生しても、本体部ｐｔ１の表面が硬化させられるだけであるので、仕上げ加工によって表面の仕上げをし、ピニオンＰ１、Ｐ２の支持精度を高くすることができる。
【００４７】
本実施の形態において、前記熱処理は、高周波焼入れによって行われ、前記前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３にマスクをした状態で、ピニオンシャフト１８に対して高周波焼入れを行い、その後、マスクを除去する。
【００４８】
また、本実施の形態においては、前記本体部ｐｔ１だけに熱処理が施され、本体部ｐｔ１の硬度が前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３の硬度より高くされるが、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３だけに熱処理を施し、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３の硬度を本体部ｐｔ１の硬度より低くして、前端部ｐｔ２及び後端部ｐｔ３とシャフト穴２８、３５との硬度差を小さくするか、なくすことができる。
【００４９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における変速装置の要部を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるピニオンシャフトの熱処理方法を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１    プラネタリギヤユニット
１８、１９    ピニオンシャフト
２８、２９、３３、３５    シャフト穴
ＣＲ    キャリヤ
Ｐ１、Ｐ２    ピニオン
ｐｔ１    本体部
ｐｔ２    前端部
ｐｔ３    後端部
【図１】
2007271023.tif 000003
【図２】
2007271023.tif 000004
【図３】
2007271023.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月11日(2006.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007271023.tif 000006
【図２】
2007271023.tif 000007
【図３】
2007271023.tif 000008