JP2005180506A

JP2005180506A - ニードル軸受及び遊星歯車機構

Info

Publication number: JP2005180506A
Application number: JP2003419389A
Authority: JP
Inventors: Masatake Uragami; 正剛浦上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】
負荷容量を犠牲にすることなく長寿命化を図れるニードル軸受及び遊星歯車機構を提供する。
【解決手段】
中央列のころ１１ｂの外径Ｄｃに対し、両端列のころ１１ａ、１１ｃの外径Ｄｅを、例えば５μｍ程度小さく（Ｄｃ＞Ｄｅ）しているので、ピニオンシャフト１４ｈが撓んだ場合でも、エッジロードの発生を抑えることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ニードル軸受及び遊星歯車機構に関し、例えば車両の自動変速機などに用いられると好適な遊星歯車機構及びそれに用いるニードル軸受に関する。

車両等に搭載されている自動変速機において、一般的には遊星歯車機構が用いられている。ところで、近年は、燃費の向上などを目的として、自動変速機においても多段化される傾向がある。しかるに、現在は４速が主流である自動変速機を、例えば５速或いは６速に多段化し且つ小型化を図るため、いわゆるラビニョウ型と呼ばれる遊星歯車機構を用いる試みがある。ラビニョウ型遊星歯車機構は、遊星歯車を共用する２つの遊星歯車機構を組み合わせたものであり、例えば特許文献１に記載されている。

ここで、ラビニョウ型遊星歯車機構における一つの特徴は、軸線方向長が短いショートギヤと軸線方向長長いロングギヤとを用いており、特にロングギヤを支持するピニオンシャフトにおいては、径に対する軸線方向長が長くなる、即ち細長くなるということである。
特開平６−２００９９８号公報

しかるに、ラビニョウ型遊星歯車機構において、ピニオンシャフトの径が細くなると、負荷される荷重によりその曲がりが大きくなり、その外周を転動するニードル軸受のころが偏当たりする恐れがあり、それによりニードル軸受の低寿命化を招く恐れがある。特に、３列以上のころの場合、ピニオンシャフトの曲がりにより、両端列のころの当たりが強くなる反面、中央側の列のころの当たりは弱くなり、その分負荷容量の計算値より実使用時の負荷容量が減少する傾向がある。

これに対し、ピニオンシャフトの径を大きくすれば、荷重によるその曲がりを小さく抑えることができるが、ラビニョウ型遊星歯車機構の最大外径は制限されているので、ピニオンシャフトが大径化した分、ニードル軸受のころ径を小さくせざるを得ず、その負荷容量が減少するという問題がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、負荷容量を犠牲にすることなく長寿命化を図れるニードル軸受及び遊星歯車機構を提供することを目的とする。

第１の本発明のニードル軸受は、
遊星歯車機構に用いられ、プラネタリギヤをピニオンシャフトに対して回転自在に支持するニードル軸受において、
軸線方向に３列以上で配置されたころと、前記ころを保持する保持器とを有し、両端列の少なくとも一方の列のころの外径は、両端列以外の列のころの外径より小さいことを特徴とする。

第２の本発明のニードル軸受は、
遊星歯車機構に用いられ、プラネタリギヤをピニオンシャフトに対して回転自在に支持するニードル軸受において、
軸線方向に３列以上で配置された総ころタイプ（保持器のないタイプ）のニードル軸受であって、両端列の少なくとも一方の列のころの外径は、両端列以外の列のころの外径より小さいことを特徴とする。

最近の遊星歯車機構のキャリアは、高速で回転しプラネタリギアに大きな遠心力を負荷し、又ピニオンシャフトは弾性変形および残留オーステナイトの熱分解により塑性変形し、単列の場合は転動面エッジ部で、複列以上の場合は両端列の端部側の約半分の転動面でのみ荷重を受けることになり、それ以外の転動面では荷重をあまり受けなくなる。そこで、対策としてころを３列以上の複列とし、両端列の少なくとも一方の列のころの外径を、両端列以外の列のころの外径より小さくすることで、各列の荷重分担率を平均化させることで、ニードル軸受の負荷容量を増大し長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるラビニョウ型遊星歯車機構を備えたＦＦ車用の自動変速機１０の断面図である。図１において、自動変速機１０には、図示しないエンジンからの動力が、トルクコンバータ１１および入力軸１２を介して入力される。入力された動力は、ブレーキ１３ａ、リヤクラッチ１３ｂ、リバースクラッチ１３ｃ、フォワードクラッチ１３ｄを含むブレーキクラッチ群１３を介して、ラビニョウ型遊星歯車機構１４へと伝達される。

ラビニョウ型遊星歯車機構１４で減速された回転出力は、ドライブギヤ１６からドリブンギヤ１７へ、さらにドリブンギヤ１７が取り付けられているカウンタ軸１８から差動歯車機構１９へと伝達され、更に差動歯車機構１９から図示しない駆動輪へと動力が伝達されるようになっている。

図２は、ラビニョウ型遊星歯車機構１４の構成を示す斜視図であるが、わかりやすく示すために実際の形状とは異ならせている。図２において、ブレーキクラッチ群１３から選択的に動力を受ける第１駆動軸１４ａに連結された第１サンギヤ１４ｂは、軸線長が長いプラネタリギヤ（ロングギヤ）１４ｃに噛合し、このプラネタリギヤ１４ｃは、リングギヤ１４ｅに噛合している。一方、ブレーキクラッチ群１３から選択的に動力を受ける第２駆動軸１４ａ’に連結された第２サンギヤ１４ｆは、軸線長が短いプラネタリギヤ（ショートギヤ）１４ｄに噛合している。プラネタリギヤ１４ｄは、更にプラネタリギヤ１４ｃに噛合している。

プラネタリギヤ１４ｃは、一対のキャリヤ１４ｇに架橋されたピニオンシャフト１４ｈにより、不図示のラジアルニードル軸受を介して支持されており、プラネタリギヤ１４ｄは、一方のキャリヤ１４ｇに植設され片持ち状態のピニオンシャフト１４ｉにより、不図示のラジアルニードル軸受を介して支持されている。キャリヤ１４ｇは、従動軸１４ｊに同軸に取り付けられている。すなわち、駆動軸１４ａ、１４ａ’に入力された回転力は、歯車の組み合わせにより減速されて、従動軸１４ｊに出力されるようになっている。このラビニョウ型遊星歯車機構１４の一つの特徴として、その他の遊星歯車機構と比較し、ロングギヤ１４ｃを支持するピニオンシャフト１４ｈの軸線長が長く、又ショートギヤ１４ｄを支持するピニオンシャフト１４ｉが片持ち状態であるということがある。

図３は、本実施の形態のピニオンシャフト１４ｈの周囲を拡大して示す軸線方向断面図である。図３に示すように、ラジアルニードル軸受１０は、ピニオンシャフト１４ｈと遊星歯車１４ｃとの間に配置され、プラネタリギヤ１４ｃを回転自在に支持している。ラジアルニードル軸受１０は、３列に配置されたころ１１ａ、１４ｂ、１４ｃと、それらを保持する保持器１２とからなっている。保持器１２は、１枚の板材を折り曲げて形成されたいわゆるＭ型保持器である。シャフト１４ｈ内には、図３の右端面から軸線に沿って延在する袋孔１４ｋと、袋孔１４ｋから半径方向に延在しシャフト１４ｈの周面に開口する２本の径孔（両端のころ列に対向する潤滑剤供給用の孔）１４ｍとが形成されている。ニードル軸受１０は、シャフト１４ｈの外部より袋孔１４ｋ及び径孔１４ｍを介して供給される潤滑油により潤滑されるようになっている。

図４は、動作時におけるピニオンシャフト１４ｈの曲がりを誇張して示す図であるが、説明をわかりやすくするために保持器を除いたころだけの図としている。ピニオンシャフト１４ｈは、両端をキャリヤ１４ｇ（図３）に支持されているので、プラネタリギヤ１４ｃから力を受けると、中央がプラネタリギヤ１４ｃから遠ざかる方向に撓む。ピニオンシャフト１４ｈが撓むことで、プラネタリギヤ１４ｃとの間隔が、中央側より端部側が小さくなり、単列のころを用いた場合、エッジロードが発生し、転動面の剥離などの不具合を生じさせる恐れがある。

これに対し、本発明においては、中央列のころ１１ｂの外径Ｄｃに対し、両端列のころ１１ａ、１１ｃの外径Ｄｅを、例えば５μｍ程度小さく（Ｄｃ＞Ｄｅ）しているので、図４に示すようにピニオンシャフト１４ｈが撓んだ場合でも、エッジロードの発生を抑えることができる。尚、ころ径を小さくするのは、一方の端列のころのみでもよい。保管時などにおいて、径が異なるころを識別するために、保持器の端面もしくはころの端面に色が異なる塗料を付すのが好ましい。

以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明は、ラビニョウ型遊星歯車機構、その他のタイプの遊星歯車機構にも適用できる。ころは３列に限らず、４列以上でもよい。また以上に実施の形態では、保持器付きの軸受として説明しているが、総ころ軸受を使用してもよい。

本実施の形態にかかるニードル軸受を含む車両の自動変速機１の断面図である。図１の自動変速機１に用いることができるラビニョウ型遊星歯車機構の斜視図である。本実施の形態のピニオンシャフトの周囲を拡大して示す軸線方向断面図である。動作時におけるピニオンシャフト１４ｈの曲がりを誇張して示す図である。

符号の説明

１４ラビニョウ型遊星歯車機構
１４ｃプラネタリギヤ
１４ｈピニオンシャフト
１０ニードル軸受

Claims

遊星歯車機構に用いられ、プラネタリギヤをピニオンシャフトに対して回転自在に支持するニードル軸受において、
軸線方向に３列以上で配置されたころと、前記ころを保持する保持器とを有し、両端列の少なくとも一方の列のころの外径は、両端列以外の列のころの外径より小さいことを特徴とするニードル軸受。
請求項１に記載のニードル軸受を備えたことを特徴とする遊星歯車機構。
遊星歯車機構に用いられ、プラネタリギヤをピニオンシャフトに対して回転自在に支持するニードル軸受において、
軸線方向に３列以上で配置された総ころタイプのニードル軸受であって、両端列の少なくとも一方の列のころの外径は、両端列以外の列のころの外径より小さいことを特徴とするニードル軸受。
請求項３に記載のニードル軸受を備えたことを特徴とする遊星歯車機構。