JP2007113625A - 回転体支持用軸 - Google Patents

Abstract

【課題】開口に対する止め栓の装着手間と装着コストとの低減、止め栓が潤滑油通路孔から抜け出るおそれがなくすこと、止め栓の装着により回転体支持用軸が変形するおそれをなくすこと。
【解決手段】軸方向一端側で一方の外周面部位から潤滑油通路孔を通り反対側の外周面部位に至り潤滑油通路孔７の孔径より大きい孔径で貫通した止め栓装着孔２０を設け、この止め栓装着孔２０の一方側から他方側に延びる長さの鋼製平板を常態では当該止め栓装着孔２０の孔径よりも大きく拡開する弾性を備えたＣ型断面の形状に丸めて構成した止め栓３０をそのＣ型に突出した面が軸方向他方側に向かう状態に挿入して潤滑油通路孔７の軸方向一端側開口を閉塞した構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸方向端面で開口した潤滑油供給孔を備えた回転体支持用軸の該回転体支持用軸の止め栓に関するものである。本発明の回転体支持用軸は、その外周面にころ軸受を介して回転体を支持するとともに、その潤滑油供給孔からころ軸受の配置空間に潤滑油を供給して当該ころ軸受を潤滑することができるようにしたものである。

歯車やコネクティングロッドやローラ等の回転体をころ軸受を介して支持する回転体支持用軸がある（例えば特許文献１参照）。例えば、自動車における自動変速機の遊星歯車機構では、遊星歯車を針状ころ軸受を介して遊星歯車支持軸（ピニオンシャフト）に回転自在に支持している。また、自動車エンジンのクランク機構では、コネクティングロッドの大端部をころ軸受を介してクランクピンに回転自在に支持している。さらに、自動車エンジンにおけるロッカアームでは、カムに転接するローラを、一対の側壁間に橋架されたローラ支持軸にころ軸受を介して支持している。このような遊星歯車支持軸、クランクピン、ローラ支持軸を総称するときは回転体支持用軸という。このような回転体支持用軸により支持する回転体は、遊星歯車、コネクティングロッド、ローラ以外にも種々あるが、 回転体支持用軸に潤滑油供給孔を備え、この潤滑油供給孔からころ軸受の配置空間に潤滑油を供給して該ころ軸受を潤滑するようにしたものがある。

図８および図９を参照して従来の回転体支持用軸を説明する。図８は従来の回転体支持用軸を備えた回転体機構の一例として遊星歯車機構の概略構成を示す図、図９は図８の遊星歯車機構の遊星歯車支持軸に用いる止め栓の例を示す図である。図８に示す遊星歯車機構では太陽歯車とリング歯車との図示は図解の簡略化のために略している。また、遊星歯車は太陽歯車とリング歯車との間に複数介装されるが、１つのみ示す。

これらの図において、１は遊星歯車、２は遊星歯車キャリア、３は遊星歯車キャリア２に両端が連結されて遊星歯車１の内径面に挿入された遊星歯車支持軸（回転体支持用軸）、４は針状ころ軸受である。針状ころ軸受４は複数の針状ころ４ａとこれらを保持する保持器４ｂとからなるケージアンドローラタイプである。

遊星歯車支持軸３は、針状ころ軸受４の配置空間に潤滑油を供給する潤滑油供給孔５を備える。潤滑油供給孔５は軸方向端面で開口６した中空の潤滑油通路孔７と、軸方向他端側で潤滑油通路孔７と連通する潤滑油入口孔８と、軸方向中央側で潤滑油通路孔７と連通する潤滑油出口孔９とにより構成されている。潤滑油通路孔７の軸方向端面の開口６は止め栓（プラグ)１０で閉塞されて密封されている。潤滑油入口孔８は遊星歯車キャリア２に設けた潤滑油供給孔１１に連通している。

止め栓１０の具体例としては例えば図９（ａ）で示す円柱状止め栓１０ａや、図９（ｂ）で示す中空円筒状止め栓１０ｂがある。このような止め栓構造では、遊星歯車支持軸３の軸方向端面の開口６を閉塞するための止め栓１０が潤滑油の供給圧等を受けても抜けないような抜け力を確保するには、止め栓１０を遊星歯車支持軸３の潤滑油通路孔７の内径面に対してある程度の締め代で圧入することが要求される。

しかしながら、止め栓１０を図９（ａ）の止め栓１０ａのように中実構造とした場合では、該止め栓１０ａを潤滑油通路孔７の内径面に圧入することにより遊星歯車支持軸３が変形してその外径寸法の精度に影響するおそれがあるため、その締め代を大きくすることができない。そのため、遊星歯車支持軸３の潤滑油通路孔７の内径面と止め栓１０ａの外径面とを高精度に仕上げる必要があり、製作上の手間とコストとがかかる。

止め栓をこのような中実構造としないで、図９（ｂ）のように平板状の止め栓素材から有底円筒状に加工形成した止め栓１０ｂを用いると、遊星歯車支持軸３の製造工程としては、平板状の止め栓素材を有底円筒形に形成するという止め栓加工工程と、遊星歯車支持軸３の潤滑油通路孔７に止め栓１０ｂを圧入する止め栓圧入工程という２つ別々の工程が要求される。また、図９には示さないが、止め栓を樹脂製とした場合では、遊星歯車支持軸３の潤滑油通路孔７を流れてくる高温状態の潤滑油により止め栓が劣化して寸法変化して当該止め栓が遊星歯車支持軸３の潤滑油通路孔７から抜けてしまうおそれがある。
特開２００４−２０４８９８号公報

本発明により解決すべき課題は、軸方向一端側の端面で開口して軸方向に延びる潤滑油通路孔を有し該端面側開口が止め栓で閉塞される回転体支持用軸において、該開口に対する止め栓の装着手間と装着コストとを低減し、かつ、止め栓が潤滑油通路孔から抜け出るおそれがなく、止め栓の装着により回転体支持用軸が変形するおそれがないようにすることである。

本発明による回転体支持用軸においては、軸方向一端側の端面で開口して軸方向に延びる潤滑油通路孔を有し該端面側開口が止め栓で閉塞される回転体支持用軸において、軸方向一端側で一方の外周面部位から潤滑油通路孔を通り反対側の外周面部位に至り潤滑油通路孔の孔径より大きい孔径で貫通した止め栓装着孔と、この止め栓装着孔に常態では当該止め栓装着孔の孔径よりも大きく拡開する弾性を備えたＣ型断面の形状でそのＣ型に突出した面が軸方向他方側に向かう状態に挿入して潤滑油通路孔の軸方向一端側開口を閉塞した止め栓とから構成されることを特徴とするものである。

本発明の回転体支持用軸によると、軸方向一端側で一方の外周面部位から潤滑油通路孔を通り反対側の外周面部位に至り潤滑油通路孔の孔径より大きい孔径で貫通した止め栓装着孔が設けてあり、この止め栓装着孔に対して、常態では当該止め栓装着孔の孔径よりも大きく拡開する弾性を備えたＣ型断面の形状に丸めて構成した止め栓を装着する構成であるから、止め栓装着孔に止め栓を装着するだけで、止め栓の弾性復元の作用により潤滑油通路孔が閉塞されるとともに、潤滑油通路孔には止め栓の装着に伴う負荷が何等作用しなくて済むために当該回転体支持用軸が止め栓の装着により変形するようなことがなくなる。さらには、止め栓装着孔に対しては止め栓は圧入ではないから装着の手間がかからず、また装着のコストも低減することができる。加えて、潤滑油通路孔からの潤滑油圧が止め栓に負荷されても、止め栓が潤滑油通路孔から抜け出るおそれがまったくなくなり、潤滑油供給を安定して行うことができるものとなる。

以上における本発明の回転体支持用軸は、太陽歯車と、これと半径方向外側で同心配置されたリング歯車と、上記両歯車間に介装された複数の遊星歯車と、各遊星歯車の内径面に挿通された該複数の遊星歯車それぞれをころ軸受を介して支持する複数の遊星歯車支持軸と、複数の遊星歯車支持軸を連結する遊星歯車キャリアと自動変速機に用いる遊星歯車機構において、上記遊星歯車支持軸に適用することができる。

以上における本発明の回転体支持用軸は、コネクティングロッドと、コネクティングロッドの大端部をころ軸受を介して支持するクランクピンと、クランクピンの両端を支持するクランクシャフトとを備えたクランク機構において、当該クランクピンに適用することができる。

以上における本発明の回転体支持用軸は、一対の平行に対向する側壁からなるロッカアーム胴体と、両側壁の軸孔間に挿通されるローラ支持軸と、このローラ支持軸にころ軸受を介して外装されるローラとを備えたロッカアームにおいて、上記ローラ支持軸に適用することができる。

本発明によれば、止め栓の装着手間と装着コストとを低減し、かつ、止め栓が潤滑油通路孔から抜け出るおそれがなく、止め栓の装着により回転体支持用軸が変形するおそれをなくすことができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係る回転体支持用軸を詳細に説明する。

図１ないし図３を参照して実施の形態の回転体支持用軸を説明する。図１は回転体支持用軸を適用した自動車の自動変速機における遊星歯車機構の概略構成を示す図、図２（ａ）（ｂ）は図１の（２）−（２）に沿う断面図、図３（ａ）（ｂ）は図１の（３）−（３）に沿う断面図である。図２（ａ）および図３（ａ）は止め栓が装着されていない状態で示し、図２（ｂ）および図３（ｂ）は止め栓が装着されている状態で示す。図１に示す遊星歯車機構では太陽歯車とリング歯車との図示は図解の簡略化のために略している。また、遊星歯車は太陽歯車とリング歯車との間に複数介装されるが、１つのみ示す。図９の説明と重複するが、１は遊星歯車（回転体）、２は遊星歯車キャリア、３は遊星歯車キャリア２に両端が連結されて遊星歯車１の内径面に挿入された遊星歯車支持軸（回転体支持用軸）、４は針状ころ軸受である。針状ころ軸受４は複数の針状ころ４ａとこれらを保持する保持器４ｂとからなるケージアンドローラタイプである。遊星歯車支持軸３は、針状ころ軸受４の配置空間に潤滑油を供給する潤滑油供給孔５を備える。潤滑油供給孔５は軸方向端面で開口６した中空の潤滑油通路孔７と、軸方向他端側で潤滑油通路孔７と連通する潤滑油入口孔８と、軸方向中央側で潤滑油通路孔７と連通する潤滑油出口孔９とにより構成されている。潤滑油入口孔８は遊星歯車キャリア２に設けた潤滑油供給孔１１に連通している。

以上の構成において、実施の形態の遊星歯車支持軸３は、止め栓装着孔２０とこの止め栓装着孔２０に装着される止め栓３０の構成に特徴を備える。

止め栓装着孔２０は、断面円形をなして、遊星歯車支持軸３の軸方向一端側で一方の外周面部位から潤滑油通路孔７を通り反対側の外周面部位に至り潤滑油通路孔７の孔径より大きい孔径で貫通している。当該両外周面部位は開口して止め栓３０の装着口２０ａ，２０ｂになっている。

止め栓３０は、止め栓装着孔２０の一方側から他方側に延びる長さの鋼製平板を常態では当該止め栓装着孔２０の孔径よりも大きく拡開する弾性を備えたＣ型断面の形状に丸めて構成されている。これによって、止め栓３０は、そのＣ型断面形状により、一端側から他端側にかけて連続する開口３０ａを備えている。そして、止め栓３０は、そのＣ型に突出した面３０ｂが軸方向他方側に向かう状態に挿入されて潤滑油通路孔７の軸方向一端側開口６を閉塞している。

図４を参照して止め栓３０の製作例を説明すると、図４（ａ）で示すように、止め栓装着孔２０の孔長さに対応する鋼製の長手状の平板４０を製作する。次いで、図４（ｂ）で示すように、平板４０をＣ型断面の形状に丸める。これにより、止め栓３０が製作される。この止め栓３０は、常態では止め栓装着孔２０の孔径よりも大きく拡開している。

図５（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して止め栓３０の装着について説明する。図５（ａ）は、装着治具５０と、止め栓３０とを示す図、図５（ｂ）は装着治具５０に止め栓３０を装着し、止め栓装着孔２０に止め栓３０を装着する前の状態を示し、図５（ｃ）は装着後の状態を示す。この装着には、装着治具５０を用いる。図５（ａ）で示すようにこの装着治具５０は、止め栓３０の内径より大きい外径を有する本体部５０ａの下端に段付き状態に縮径して止め栓３０の内周面形状に対応した外周面を備えた係止円柱部５０ｂと、止め栓３０の開口３０ａに入り込む係止凸条部５０ｃとが形成されている。図５（ｂ）で示すように装着治具５０の係止円柱部５０ｂに止め栓３０を装着する。この場合、装着治具５０の係止凸条部５０ｃを止め栓３０の開口３０ａに入り込ませる。こうして装着治具５０に止め栓３０をセットすることができる。次いで、図５（ｃ）で示すように装着治具５０に止め栓３０を装着した状態で遊星歯車支持軸３の止め栓装着孔２０にいずれか一方の装着口２０ａ，２０ｂから止め栓３０を押し込む。こうして、止め栓装着孔２０に対する止め栓３０の装着が行われるが、この場合、装着治具５０の係止凸条部５０ｃを常に遊星歯車支持軸３の開口６側に向けていることにより、止め栓３０のＣ型突出面３０ｂは開口６側とは反対向き、すなわち、潤滑油入口孔８方向に向けられることになるので、止め栓３０は潤滑油通路孔７からの潤滑油の圧力を受けても変形しにくく、安定して潤滑油通路孔７の軸方向一端側開口６を閉塞することができる。

以上の構成を備えた実施の形態の遊星歯車支持軸３においては、止め栓装着孔２０に止め栓３０を装着するだけで、止め栓３０の弾性復元の作用により潤滑油通路孔７が閉塞されるとともに、潤滑油通路孔７には止め栓３０の装着に伴う負荷が何等作用しなくて済むために遊星歯車支持軸３が止め栓３０の装着により変形するようなことがなくなる。さらには、止め栓装着孔２０に対しては止め栓３０は圧入ではないから装着の手間がかからず、また装着のコストも低減することができる。加えて、潤滑油通路孔７からの潤滑油圧が止め栓に負荷されても、止め栓３０が潤滑油通路孔７から抜け出るおそれがまったくなくなり、潤滑油供給を安定して行うことができるものとなる。

図６を参照して実施の形態の回転体支持用軸を自動車エンジンのクランク機構におけるクランクピンに適用して説明する。図６において、エンジンのコネクティングロッド（コンロッド）の大端部６０とクランクシャフトのクランクピン（回転体）６１との間に針状ころ軸受６２は、介装される。コンロッド大端部６０の内径面は針状ころ軸受６２の外輪軌道に、クランクピン６１の外径面は針状ころ軸受６２の内輪軌道に相当する。針状ころ軸受６２は、複数の針状ころ６２ａと保持器６２ｂとからなる。

クランクピン６１は、針状ころ軸受６２の配置空間に潤滑油を供給するための潤滑油供給孔６３として、軸方向一端側端面が開口している中空の潤滑油通路孔６４と、軸方向他端側で潤滑油通路孔６４に連通する潤滑油入口孔６５と、軸方向中央側で潤滑油通路孔６４に連通する潤滑油出口孔６６とを備えている。潤滑油入口孔６５は、クランクピン６１においてバランスウェイト６７に対する嵌合部に径方向に沿って設けられている。潤滑油通路孔６４は、クランクピン６１の一端面側から他端側途中まで軸方向に沿って設けられている。

以上の構成において、クランクピン６１は、回転体支持用軸として、図１ないし図５を参照して説明した遊星歯車支持軸３と同様の止め栓装着孔６８と、止め栓６９とにより、潤滑油通路孔６４の軸方向一端側開口を閉塞している。

図７の（ａ），（ｂ）を参照して実施の形態の回転体支持用軸を自動車エンジンにおけるロッカアームにおけるローラ支持軸に適用して説明する。図７（ａ）はロッカアームを分解して示す斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のローラ支持軸周辺の断面図である。これら図７（ａ），（ｂ）において、ロッカアームは、一対の平行に対向する側壁７０からなるロッカアーム胴体７１と、両側壁７０に形成された軸孔７２に両端が挿通されるローラ支持軸（回転体）７３と、ローラ支持軸７３の外径面に針状ころ軸受７４を介して外装されるローラ７５とを備え、カム７６の転接に伴いローラ７５が回転することによりロッカアーム胴体７１が揺動し、これにより、バルブ７７が開閉駆動されるようになっている。針状ころ軸受７４は複数の針状ころ７４ａとそれらの保持器７４ｂとを備えている。

ローラ支持軸７３は、針状ころ軸受７４の配置空間に潤滑油を供給するための潤滑油供給孔７８として、軸方向一端側端面が開口した中空の潤滑油通路孔７９と、軸方向他端側で潤滑油通路孔７９に連通する潤滑油入口孔８０と、軸方向中央側で潤滑油通路孔７９に連通する潤滑油出口孔８１とを備えている。潤滑油通路孔７９は、ローラ支持軸７３の一端面側から他端側途中まで軸方向に沿って設けられている。

以上の構成において、ローラ支持軸７３は、回転体支持用軸として、図１ないし図５を参照して説明した遊星歯車支持軸３と同様の止め栓装着孔８２と、止め栓８３とにより、潤滑油通路孔７９の軸方向一端側開口を閉塞している。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。

図１は本発明の実施の形態に係る回転体支持用軸が適用される遊星歯車機構の断面図である。 図２（ａ）（ｂ）は図１の（２）−（２）に沿う断面図であり、図２（ａ）は止め栓が装着されていない状態で示し、図２（ｂ）は止め栓が装着されている状態で示す。 図３（ａ）（ｂ）は図１の（３）−（３）に沿う断面図であり、図３（ａ）は止め栓が装着されていない状態で示し、図３（ｂ）は止め栓が装着されている状態で示す。 図４（ａ）（ｂ）は遊星歯車支持軸の製造例を示し、図４（ａ）は鋼製平板の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）の平板を丸めた状態で示す斜視図である。 図５（ａ）は、装着治具５０と、止め栓３０とを示す図、図５（ｂ）は装着治具５０に止め栓３０を装着し、止め栓装着孔２０に止め栓３０を装着する前の状態を示し、図５（ｃ）は装着後の状態を示す。 図６は本発明の実施の形態に係る回転体支持用軸が適用されるクランク機構の断面図である。 図７（ａ）は本発明の実施の形態に係る回転体支持用軸が適用されるロッカアームの断面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）の要部の断面図である。 図８は従来の回転体支持用軸が適用される遊星歯車機構の断面図である。 図９（ａ）は止め栓の一例を示す図、図９（ｂ）は止め栓の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 遊星歯車（回転体）
２ 遊星歯車キャリア
３ 遊星歯車支持軸（回転体支持用軸）
４ 針状ころ軸受
５ 潤滑油供給孔
６ 開口
７ 潤滑油通路孔
８ 潤滑油入口孔
９ 潤滑油出口孔
２０ 止め栓装着孔
３０ 止め栓

Claims (2)

1. 軸方向一端側の端面で開口して軸方向に延びる潤滑油通路孔を有し該端面側開口が止め栓で閉塞される回転体支持用軸において、
   軸方向一端側で一方の外周面部位から潤滑油通路孔を通り反対側の外周面部位に至り潤滑油通路孔の孔径より大きい孔径で貫通した止め栓装着孔と、この止め栓装着孔に常態では当該止め栓装着孔の孔径よりも大きく拡開する弾性を備えたＣ型断面の形状でそのＣ型に突出した面が軸方向他方側に向かう状態に挿入して潤滑油通路孔の軸方向一端側開口を閉塞した止め栓とから構成される、ことを特徴とする回転体支持用軸。
2. 上記潤滑油通路孔が軸方向他端側で該潤滑油通路孔と連通する潤滑油入口孔と軸方向中央側で潤滑油通路孔と連通する潤滑油出口孔と共に潤滑油供給孔を構成する、ことを特徴とする請求項１に記載の回転体支持用軸。

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