JP2007071355A

JP2007071355A - 遊星歯車のピニオン支持構造

Info

Publication number: JP2007071355A
Application number: JP2005261731A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Nagai; 孝広永井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-22

Abstract

【課題】ニードルベアリングを介してピニオンを支持したとしても、確実に潤滑可能な遊星歯車のピニオン支持構造を提供すること。
【解決手段】サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及びリングギヤの両方に噛み合うピニオンと、前記サンギヤの外周に複数設けられ、前記ピニオンを支持するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトと前記ピニオンとの間に設けられたニードルベアリングと、前記複数のピニオンシャフトを一体に支持するピニオンキャリヤと、を備えた遊星歯車のピニオン支持構造において、前記ニードルベアリングの転動面に、螺旋状の溝を形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、遊星歯車のピニオン支持構造に関し、特に、ニードルベアリングの潤滑構造に関する。

従来、遊星歯車のピニオン支持構造として特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、ピニオンシャフトとピニオンとの間を、ニードルベアリングにより支持している。
特開平５−４４８１８号公報

しかしながら、ニードルベアリングは、保持器等を備えておらず、高負荷時にはニードルベアリング自体の姿勢を規制できず、ニードルベアリング同士が接触し、摩擦熱等を発生することで接触面の油膜切れが発生する虞があった。また、ニードルベアリング同士の接触により潤滑油の排出性の悪化を招く虞があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ニードルベアリングを介してピニオンを支持したとしても、確実に潤滑可能な遊星歯車のピニオン支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及びリングギヤの両方に噛み合うピニオンと、前記サンギヤの外周に複数設けられ、前記ピニオンを支持するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトと前記ピニオンとの間に設けられたニードルベアリングと、前記複数のピニオンシャフトを一体に支持するピニオンキャリヤと、を備えた遊星歯車のピニオン支持構造において、前記ニードルベアリングの転動面に、螺旋状の溝を形成したことを特徴とする。

よって、螺旋状の溝に潤滑油を保持することが可能となり、転動面に潤滑油膜を形成しやすくすることができる。また、螺旋状の溝であるため、遠心力等の作用により潤滑油の排出性を向上することが可能となり、潤滑油の保持性と排出性をバランスよく確保することができる。

以下、本発明の遊星歯車のピニオン支持構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

図１は実施例１の遊星歯車G1の拡大部分断面図である。遊星歯車G1には、サンギヤ１と、リングギヤ２と、これらサンギヤ１及びリングギヤ２の両方に噛み合うピニオン３と、サンギヤ１の外周に複数設けられ、ピニオン３を支持するピニオンシャフト３０と、ピニオンシャフト３０とピニオン３との間に設けられたニードルベアリング３１と、複数のピニオンシャフト３０を一体に支持するピニオンキャリヤ４０が設けられている。

ピニオンキャリヤ４０は、図１中ピニオン３の右側面においてピニオンシャフト３０を固定する円環状の第１キャリヤプレート４１と、図１中ピニオン３の左側面においてピニオンシャフト３０を固定するとともに図外の回転メンバと連結された円環状の第２キャリヤプレート４２から構成されている。

第１キャリヤプレート４１には、ピニオンシャフト３０を軸方向に挿入する第１シャフト挿入孔４１ａが形成されている。また、第１キャリヤプレート４１の内径側端面には、潤滑油をキャッチするための円周溝４１ｂと、この円周溝４１ｂと連通すると共に、後述する軸心油路３０ａと連通する径方向油路４１ｃとが形成されている。

第２キャリヤプレート４２には、ピニオンシャフト３０を軸方向に挿入する第２シャフト挿入孔４２ａが形成されている。また、第２キャリヤプレート４２の外径側端面には、内径側に向けて回り止めピン４３を挿入するピン挿入孔４２ｂが穿設されている。

ピニオンシャフト３０には、径方向油路４１ｃと連通する径方向油路３０ａと、この径方向油路３０ａと連通し、ピニオンシャフト３０の軸方向に形成された軸心油路３０ｂと、この軸心油路３０ｂと連通し、ピニオンシャフト３０の軸方向略中心に形成された径方向油路３０ｃと、ピニオンシャフト３０の軸心から径方向油路３０ｃを介してピニオン３とピニオンシャフト３０の間に向けて潤滑油を供給する供給口３０ｄが形成されている。

また、ピニオンシャフト３０の第２キャリヤプレート４２側端部には、スラストワッシャ５に対し潤滑油を供給する径方向油路３０ｆが形成され、更に端部側には、回り止めピン４３が貫通するピン貫通穴３０ｅが形成されている。また、第１キャリヤプレート４１とピニオン３側面との間、及び第２キャリヤプレート４２とピニオン３側面との間には、それぞれスラストワッシャ５が介装されている。

ニードルベアリング３１は、ピニオン３の自転方向に対して一列のみ設けられた単列タイプであって、ピニオン３の内周面３ａと、ピニオンシャフト３０の外周面との間に周方向に並んで複数配置されている。尚、実施例１のニードルベアリング３１は保持器等を介すことなく配置されている。

図２は、ニードルベアリング３１の配置を表す側面図である。図２に示すように、ニードルベアリング３１は保持器等を介すことなくピニオンシャフト３０の外周に略均等に配置される。ピニオン３が高速回転するような高負荷時には、ニードルベアリング３１自体の姿勢を規制できず、ニードルベアリング３１同士が図２の領域Ａに示すように接触し、摩擦熱等を発生することで接触面の油膜切れが発生する虞があった。また、ニードルベアリング３１同士の接触により潤滑油の排出性の悪化を招く虞があった。そこで、実施例１では、ニードルベアリング３１の転動面に、螺旋状の溝を形成することとした。

図３はニードルベアリング３１を表す拡大図である。ニードルベアリング３１には、ピニオン３の側面方向に形成された第１端部３１ａと、この第１端部３１ａと軸方向反対側の第２端部３１ｂが設けられている。図３に示すように、ニードルベアリングの軸方向の中心から潤滑油が第１端部３１ａ及び第２端部３１ｂそれぞれに向けて排出されるように異なる方向に、螺旋状の溝310a，310bが形成されている。尚、軸中心には、ピニオンシャフト３０の供給口３０ｄが開口している。

ここで、ニードルベアリング３１の軸方向の中心から潤滑油が第１端部３１ａに向けて排出される方向に形成された螺旋状の溝310aについて説明する。螺旋状の溝310aは、水平軸に対して鉛直もしくは平行とならないように傾斜角を持って形成されている。この螺旋は、図３に示す方向にニードルベアリング３１が自転した際、中心付近の溝310aに貯留された潤滑油が自転に伴って第１端部３１ａに向かって移動するように形成されている。

同様に、ニードルベアリング３１の軸方向の中心から潤滑油が第２端部３１ｂに向けて排出される方向に形成された螺旋状の溝310ｂとは、図３に示す方向にニードルベアリング３１が自転した際、中心付近の溝310ｂに貯留された潤滑油が自転に伴って第２端部３１ｂに向かって移動するように形成されている。

上述したように、ニードルベアリング３１の自転方向は１つであるため、螺旋の方向を異なる方向に設定することで、中心から第１端部３１ａ及び第２端部３１ｂへの潤滑油の排出を可能としている。

以上説明したように、実施例１の構成では、下記に示す作用効果を得ることができる。
(1)遊星歯車のピニオン支持構造において、ニードルベアリング３１の転動面に、螺旋状の溝310a，310bを形成した。よって、螺旋状の溝に潤滑油を保持することが可能となり、転動面に潤滑油膜を形成しやすくすることができる。また、螺旋状の溝であるため、遠心力等の作用により潤滑油の排出性を向上することが可能となり、潤滑油の保持性と排出性をバランスよく確保することができる。

(2)ピニオンシャフト３０は、ピニオンシャフト３０の軸方向略中心に、ピニオンシャフト３０の軸心からピニオン３とピニオンシャフト３０の間に向けて潤滑油を供給する供給口３０ｄを有し、ニードルベアリング３１は、ピニオン３の自転方向に対して一列のみ設けられた単列タイプであって、ピニオン３の側面方向に形成された第１端部３１ａと、この第１端部３１ａと軸方向反対側の第２端部３１ｂを有し、螺旋状の溝310a，310bは、ニードルベアリング３１の略中心から潤滑油が第１端部３１ａ及び第２端部３１ｂそれぞれに向けて排出されるように異なる方向に形成されている。

よって、ニードルベアリング３１の略中心から左右均等に潤滑油を供給することが可能となり、更に潤滑油の保持性と排出性のバランスを確保することができる。特に、潤滑油が外向きに排出されるように溝が形成されているため、潤滑油排出性能を重視したセッティングが可能である。

次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図４は実施例２のニードルベアリング３２，３３の構成を表す拡大図である。実施例１のニードルベアリング３１は、ピニオン３の自転方向に対して一列のみ設けられた単列タイプであった。これに対し、実施例２のニードルベアリング３１は、ピニオン３の自転方向に対して２列設けられた複列タイプである点が異なる。

図４中の右側に位置する第１ニードルベアリング３２には、ピニオン３の側面方向に形成された第１端部３２ａと、この第１端部３２ａと軸方向反対側の第２端部３２ｂが設けられている。第２端部３２ｂは供給口３０ｄの近傍に配置されている。図４中の左側に位置する第２ニードルベアリング３３には、ピニオン３の側面方向に形成された第３端部３２ｃと、この第３端部３２ｃと軸方向反対側の第４端部３２ｄが設けられている。第４端部３２ｄは供給口３０ｄの近傍に配置されている。また、第１ニードルベアリング３２と第２ニードルベアリング３３との間には、リング300が介装されている。

図４に示すように、ニードルベアリングの軸方向の中心から潤滑油が第１端部３２ａ及び第３端部３２ｃそれぞれに向けて排出されるように異なる方向に、螺旋状の溝320a，320bが形成されている。螺旋状の溝320a，320bの作用については、実施例１と同じであるため説明を省略する。

上述したように、ニードルベアリング３１の自転方向は１つであるため、螺旋の方向を異なる方向に設定することで、中心から第１端部３２ａ及び第３端部３２ｃへの潤滑油の排出を可能としている。

以上説明したように、実施例２の構成では、下記に示す作用効果を得ることができる。
(3)ニードルベアリングは、ピニオン３の自転方向に対して２列設けられた複列タイプであって、ピニオン３の側面方向に形成された第１端部３２ａと、この第１端部３２ａと軸方向反対側の第２端部３２ｂを有する第１ニードルベアリング３２と、ピニオン３の側面方向に形成された第３端部３２ｃと、この第３端部３２ｃと軸方向反対側の第４端部３２ｄを有する第２ニードルベアリング３３とを有する。

更に、螺旋状の溝320aは、第１ニードルベアリング３２の第２端部３２ｂから潤滑油が第１端部３２ａに向けて排出されるように形成され、螺旋状の溝320ｂは、第２ニードルベアリング３３の第４端部３２ｄから潤滑油が第３端部３２ｃに向けて排出されるように形成されている。

よって、実施例１の(1),(2)に示す作用効果を得つつ、複列に設けられたことでニードルベアリング３２，３３のスキュー（傾き）を抑制することができる。

次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。

図５は実施例３のニードルベアリングを表す拡大図である。実施例１では、ニードルベアリング３１の中心を介して、異なる方向に螺旋状の溝310a，310bを形成した。これに対し、実施例３では、図５に示すように、前記異なる方向に形成された螺旋状の溝310a，310bが重なるように形成されている点が異なる。

これにより、転動面に作用する面圧を低減及び潤滑油の保持性を向上することが可能となり、耐久性の向上を図ることができる。

次に、実施例４について説明する。基本的な構成は実施例２と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。

図６は実施例４のニードルベアリングを表す拡大図である。実施例２では、複列タイプのニードルベアリング３２，３３に対し、異なる方向に形成された螺旋状の溝320a，320bをそれぞれ形成した。これに対し、実施例４では、図６に示すように、この螺旋状の溝として、実施例３で説明した、螺旋状の溝320a，320bが重なるように形成されている点が異なる。これにより、実施例２及び実施例３で説明した作用効果を得ることができる。

次に、実施例５について説明する。実施例５では、溝自体の形状を表す実施例であり、上記実施例１〜４のいずれに適用してもよい。図７は実施例５の構成を表す概略説明図である。図７に示すように、溝形状として、(a)三角形溝タイプと、(b)半円形溝タイプと、(c)四角形溝タイプが適宜使用可能である。これらの溝の特徴は、三角形溝タイプになればなるほど、言い換えると、溝の底面の幅が小さいほど潤滑油の排出性が高い。一方、溝の底面の幅が大きいほど潤滑油の保持性が高い。よって、上記実施例１〜４及び実施例５に示す溝形状(a)，(b)，(c)を適宜組み合わせることで、要求性能に応じた最適なニードルベアリングを得ることができる。

実施例１の遊星歯車の拡大部分断面図である。実施例１のニードルベアリングの配置を表す側面図である。実施例１のニードルベアリングを表す拡大図である。。実施例２のニードルベアリングの構成を表す拡大図である。実施例３のニードルベアリングの構成を表す拡大図である。実施例４のニードルベアリングの構成を表す拡大図である。実施例５の溝形状を表す概略説明図である。

符号の説明

１サンギヤ
２リングギヤ
３ピニオン
５スラストワッシャ
３０ピニオンシャフト
３０ｄ供給口
３１ニードルベアリング
３１ａ第１端部
３１ｂ第２端部
３２，３３ニードルベアリング
３２ａ第１端部
３２ｂ第２端部
３２ｃ第３端部
３２ｄ第４端部
４０ピニオンキャリヤ
310a，310b 溝
320a，320b 溝
G1 遊星歯車

Claims

サンギヤと、
リングギヤと、
前記サンギヤ及びリングギヤの両方に噛み合うピニオンと、
前記サンギヤの外周に複数設けられ、前記ピニオンを支持するピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトと前記ピニオンとの間に設けられたニードルベアリングと、
前記複数のピニオンシャフトを一体に支持するピニオンキャリヤと、
を備えた遊星歯車のピニオン支持構造において、
前記ニードルベアリングの転動面に、螺旋状の溝を形成したことを特徴とする遊星歯車のピニオン支持構造。
請求項１に記載の遊星歯車のピニオン支持構造において、
前記ピニオンシャフトは、前記ピニオンシャフトの軸方向略中心に、前記ピニオンシャフトの軸心から前記ピニオンと前記ピニオンシャフトの間に向けて潤滑油を供給する供給口を有し、
前記ニードルベアリングは、前記ピニオンの自転方向に対して一列のみ設けられた単列タイプであって、前記ピニオンの側面方向に形成された第１端部と、この第１端部と軸方向反対側の第２端部を有し、
前記螺旋状の溝は、前記ニードルベアリングの略中心から潤滑油が前記第１端部及び第２端部それぞれに向けて排出されるように異なる方向に形成されていることを特徴とする遊星歯車のピニオン支持構造。
請求項１に記載の遊星歯車のピニオン支持構造において、
前記ピニオンシャフトは、前記ピニオンシャフトの軸方向略中心に、前記ピニオンシャフトの軸心から前記ピニオンと前記ピニオンシャフトの間に向けて潤滑油を供給する供給口を有し、
前記ニードルベアリングは、前記ピニオンの自転方向に対して２列設けられた複列タイプであって、前記ピニオンの側面方向に形成された第１端部と、この第１端部と軸方向反対側の第２端部を有する第１ニードルベアリングと、前記ピニオンの側面方向に形成された第３端部と、この第３端部と軸方向反対側の第４端部を有する第２ニードルベアリングとを有し、
前記螺旋状の溝は、前記第１ニードルベアリングの前記第２端部から潤滑油が前記第１端部に向けて排出されるように形成され、前記第２ニードルベアリングの前記第４端部から潤滑油が前記第３端部に向けて排出されるように形成されていることを特徴とする遊星歯車のピニオン支持構造。
請求項１に記載の遊星歯車のピニオン支持構造において、
前記ピニオンシャフトは、前記ピニオンシャフトの軸方向略中心に、前記ピニオンシャフトの軸心から前記ピニオンと前記ピニオンシャフトの間に向けて潤滑油を供給する供給口を有し、
前記ニードルベアリングは、前記ピニオンの自転方向に対して一列のみ設けられた単列タイプであって、第１端部と、この第１端部と軸方向反対側の第２端部を有し、
前記螺旋状の溝は、前記ニードルベアリングの略中心から潤滑油が前記第１端部及び第２端部それぞれに向けて排出されるように異なる方向に形成され、かつ、前記異なる方向に形成された螺旋状の溝が重なるように形成されていることを特徴とする遊星歯車のピニオン支持構造。
請求項１に記載の遊星歯車のピニオン支持構造において、
前記ピニオンシャフトは、前記ピニオンシャフトの軸方向略中心に、前記ピニオンシャフトの軸心から前記ピニオンと前記ピニオンシャフトの間に向けて潤滑油を供給する供給口を有し、
前記ニードルベアリングは、前記ピニオンの自転方向に対して２列設けられた複列タイプであって、前記ピニオンの側面方向に形成された第１端部と、この第１端部と軸方向反対側の第２端部を有する第１ニードルベアリングと、前記ピニオンの側面方向に形成された第３端部と、この第３端部と軸方向反対側の第４端部を有する第２ニードルベアリングとを有し、
前記螺旋状の溝は、前記第１ニードルベアリングの前記第２端部から潤滑油が前記第１端部に向けて排出される第１の方向に向けて形成され、前記第２ニードルベアリングの前記第４端部から潤滑油が前記第３端部に向けて排出される第２の方向に向けて形成され、かつ、前記第１及び第２の方向に形成された螺旋状の溝が重なるように形成されていることを特徴とする遊星歯車のピニオン支持構造。