JP2007232054A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な潤滑性とグリス保持効果の高い遊星歯車装置を提供すること。
【解決手段】遊星歯車は、同一形状にプレス成形された薄板２７を複数枚積層して構成され、各薄板２７の中央部に形成された中心孔２８に歯車ピン１３を通して、その歯車ピン１３に回転自在に支持されている。この遊星歯車は、各薄板２７の中心孔２８の内周角部に生じるプレス加工時の「だれ」を利用してグリス溜まり２９が形成されている。即ち、各薄板２７に生じる「だれ」と歯車ピン１３との間に形成される隙間がグリス溜まり２９となっている。これにより、遊星歯車の潤滑性が向上すると共に、遊星歯車の回転時にグリスの飛散を防止でき、長期に渡り良好な潤滑性を確保できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、スタータに用いられる遊星歯車装置に関する。

従来、スタータに用いられる遊星歯車減速装置では、遊星歯車の軸受部に、ニードルベアリングやオイルレスベアリング等の軸受を採用している場合が多いが、何れも高コスト要因になっている。また、軸受を廃止した例もあるが、この場合、軸受部の潤滑性確保が難しくなるため、焼き付きによる回転不良やトルクロスの増加により、円滑なエンジン始動が困難になっていた。
これに対し、特許文献１には、遊星歯車の軸受部にすべり軸受を使用し、このすべり軸受の両端部に凹部を設けて、この凹部をグリス溜まりとする技術が開示されている。
特開２００２−１３０３９３号公報

ところが、上記の特許文献１に記載された公知技術では、グリス溜まりを形成する凹部が軸受の両端部に設けられているので、グリスの飛散防止に対する効果が小さく、長期に渡り良好な潤滑性を確保することが困難であった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、良好な潤滑性とグリス保持効果の高い遊星歯車装置を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、太陽歯車の周囲を自転及び公転する遊星歯車を備え、この遊星歯車を回転自在に支持する歯車ピンを介して遊星歯車の公転運動を伝達する遊星歯車装置において、遊星歯車は、歯車ピンに回転自在に嵌合する中心孔を有し、この中心孔の軸方向中央部にグリス溝が形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、中心孔の軸方向中央部にグリス溝が形成されているので、グリスの飛散防止に効果があり、良好な潤滑性を長期に渡り確保できる。

（請求項２の発明）
本発明は、太陽歯車の周囲を自転及び公転する遊星歯車を備え、この遊星歯車を回転自在に支持する歯車ピンを介して遊星歯車の公転運動を伝達する遊星歯車装置において、遊星歯車は、プレス成形された薄板を複数枚積層して構成されていることを特徴とする。
プレス加工により剪断された薄板の角部には、一般に「だれ」と呼ばれるＲ形状が発生する。そこで、プレス成形された薄板を複数枚積層して遊星歯車を構成すると、それぞれの薄板に形成される「だれ」と歯車ピンとの間に隙間が生じる。この隙間をグリス溜まりとして利用することで、グリスの飛散を防止でき、長期に渡り潤滑性を確保できる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載した遊星歯車装置において、複数枚の薄板は、それぞれ中央部に歯車ピンを通す中心孔が形成されると共に、この中心孔の内径が小さい第１の薄板と、中心孔の内径が大きい第２の薄板とを有していることを特徴とする。
この場合、第２の薄板に形成される中心孔の内周と歯車ピンの外周との間にグリス溜まりを形成することができ、歯車ピンに対する遊星歯車の潤滑性が向上する。

（請求項４の発明）
請求項３に記載した遊星歯車装置において、遊星歯車は、少なくとも軸方向の両端にそれぞれ第１の薄板が配置され、その２枚の第１の薄板の間に第２の薄板が１枚以上挟み込まれていることを特徴とする。
この場合、第２の薄板に形成される中心孔の内周と歯車ピンの外周との間に形成されるグリス溜まりを、遊星歯車の軸方向中央部に設けることができるので、グリスの飛散防止に効果があり、良好な潤滑性を長期に渡り確保できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

この実施例１は、本発明の遊星歯車装置をスタータに用いた一例を説明する。
図１（ａ）は遊星歯車１２の平面図、図１（ｂ）は遊星歯車１２の断面図、図２は遊星歯車１２のグリス溜まり２９を示す拡大断面図、図３はスタータ１の断面図である。
スタータ１は、図３に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の回転を減速する減速装置３と、この減速装置３を介してモータ２の駆動トルクが伝達される出力軸４と、この出力軸４の外周にクラッチ５と一体化して配置されるピニオンギヤ６と、シフトレバー７を介してクラッチ５とピニオンギヤ６を反モータ方向（図３の左方向）へ押し出す働きを有すると共に、モータ２の通電回路（モータ回路と呼ぶ）に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する電磁スイッチ８等より構成される。

モータ２は、電磁スイッチ８によりメイン接点が閉操作されると、車載バッテリより電力の供給を受けて電磁力を発生し、その電磁力の働きで電機子９に回転力を発生する周知の直流電動機である。
減速装置３は、電機子９の回転軸（電機子軸９ａと呼ぶ）と同軸上で減速できる本発明の遊星歯車装置であり、電機子軸９ａに設けられる太陽歯車１０と、この太陽歯車１０と同心に配置される内歯歯車１１と、両歯車１０、１１に噛み合う複数の遊星歯車１２とで構成され、この遊星歯車１２を回転自在に支持する歯車ピン１３を介して、遊星歯車１２の公転運動が出力軸４に伝達される。

出力軸４は、電機子軸９ａと同一軸線上に配置され、一端側の端部が軸受１４を介してハウジング１５に回転自在に支持され、他端側の端部が減速装置３に連結されている。
クラッチ５は、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合して、エンジン始動時に出力軸４の回転をピニオンギヤ６に伝達する。また、ピニオンギヤ６がエンジンによって回された時、つまりピニオンギヤ６の回転速度が出力軸４の回転速度を上回ると、ピニオンギヤ６の回転が出力軸４に伝わらない様に、両者間の動力伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。
ピニオンギヤ６は、クラッチ５の反モータ側に配置され、クラッチ５と一体に出力軸４上を反モータ方向へ移動してエンジンのリングギヤ１６に噛み合った後、クラッチ５を介して伝達される回転力をリングギヤ１６に伝達する。

電磁スイッチ８は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によってバッテリから通電される電磁コイル１７と、この電磁コイル１７の内側を可動するプランジャ１８とを有し、電磁コイル１７への通電によって電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャ１８が吸引されてメイン接点を閉操作する。また、電磁コイル１７への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、リターンスプリング１９の反力にプランジャ１８が押し戻されてメイン接点を開操作する。
メイン接点は、２本の外部端子２０、２１を介してモータ回路に接続される一組の固定接点２２と、プランジャ１８と一体に可動して一組の固定接点２２間を断続する可動接点２３とで形成され、この可動接点２３を通じて一組の固定接点２２間が導通することでメイン接点が閉状態となり、一組の固定接点２２間の導通が遮断されることでメイン接点が開状態となる。

２本の外部端子２０、２１は、バッテリケーブルを介して車載バッテリに接続されるＢ端子２０と、モータ２から取り出されたモータリード線２４が接続されるＭ端子２１であり、共に電磁スイッチ８の接点カバー８ａに固定されている。
シフトレバー７は、ハウジング１５に回動自在に支持されるレバー支点部７ａを有し、このレバー支点部７ａより一端側のレバー端部７ｂが電磁スイッチ８のプランジャ１８にドライブスプリング２５を介して取り付けられたシフト用ロッド２６に連結され、レバー支点部７ａより他端側のレバー端部７ｃがクラッチ５に係合して、プランジャ１８の動きをクラッチ５に伝達する。

次に、遊星歯車１２の軸受構造について、図１及び図２を基に詳述する。
遊星歯車１２は、図１に示す様に、同一形状にプレス成形された薄板２７を複数枚（例えば４枚）積層して構成され、各薄板２７の中央部に形成された中心孔２８に歯車ピン１３を通して、その歯車ピン１３に回転自在に支持されている。つまり、本実施例の遊星歯車１２は、ニードルベアリングやオイルレスベアリング等の軸受を介在させることなく、歯車ピン１３に直接支持されている。なお、中心孔２８の内径は、歯車ピン１３を摺動自在に通すことができる程度に、歯車ピン１３の外径より僅かに大きく形成されている。
また、この遊星歯車１２は、プレス加工により剪断される薄板２７の角部に「だれ」と呼ばれるＲ形状が発生するため、各薄板２７の中心孔２８の内周角部に生じる「だれ」を利用してグリス溜まり２９が形成されている。即ち、図２に示す様に、各薄板２７に生じる「だれ」と歯車ピン１３との間に形成される隙間がグリス溜まり２９となる。

次に、スタータ１の作動を説明する。
始動スイッチの閉操作により、電磁スイッチ８の電磁コイル１７に通電されて電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャ１８が吸引されて、図３の右方向へ移動する。このプランジャ１８の移動がシフトレバー７を介してクラッチ５に伝達されると、クラッチ５がピニオンギヤ６と一体に出力軸４上を反モータ方向へ移動して、ピニオンギヤ６の端面がリングギヤ１６の端面に当接して一旦停止する。

その後、ドライブスプリング２５に反力を蓄えながら、プランジャ１８が更に移動してメイン接点を閉じると、バッテリからモータ２に給電されて電機子９に回転力が発生する。この電機子９の回転が減速装置３で減速されて出力軸４に伝達され、更に、出力軸４からクラッチ５を介してピニオンギヤ６に伝達される。これにより、ピニオンギヤ６が強制的に回されて、リングギヤ１６に噛み合い可能な位置まで回転すると、ドライブスプリング２５に蓄えられた反力を受けてピニオンギヤ６がリングギヤ１６に噛み合わされる。その結果、減速装置３で増幅されたモータ２の駆動トルクがピニオンギヤ６からリングギヤ１６に伝達されてエンジンをクランキングする。

クランキングからエンジンが始動して始動スイッチが開操作されると、電磁コイル１７への通電停止により吸引力が消滅する。これにより、リターンスプリング１９の反力でプランジャ１８が押し戻されるため、メイン接点が開いてバッテリからモータ２への給電が停止され、電機子９の回転が次第に減速して停止する。
また、プランジャ１８が押し戻されると、エンジン始動時と反対方向にシフトレバー７が揺動してプランジャ１８の動きがクラッチ５に伝達される。その結果、ピニオンギヤ６がリングギヤ１６から離脱してクラッチ５と一体に出力軸４上を所定の位置（図３に示す位置）まで後退して停止する。

（実施例１の効果）
実施例１に記載した減速装置３は、遊星歯車１２を構成する各薄板２７がプレス成形されており、そのプレス成形によって生じる各薄板２７の「だれ」と歯車ピン１３との間に形成される隙間をグリス溜まり２９に利用しているので、軸受を廃止した従来の遊星歯車装置と比較した場合に、遊星歯車１２の潤滑性が向上する。
また、本実施例の遊星歯車１２は、図１（ｂ）に示す４枚の薄板２７のうち、左端の１枚を除く３枚の薄板２７に形成される「だれ」と歯車ピン１３との間に形成される３か所のグリス溜まり２９が、遊星歯車１２の軸方向内部に形成されている。つまり、上記３か所のグリス溜まり２９は、遊星歯車１２の軸方向外側に開いた形状ではなく、重ね合わされた２枚の薄板２７間に閉じた形状であるため、遊星歯車１２の回転時にグリスの飛散を防止でき、長期に渡り良好な潤滑性を確保できる。

図４は遊星歯車１２の半断面図である。
この実施例２に示す遊星歯車１２は、中心孔２８の内径が異なる第１の薄板２７ａと第２の薄板２７ｂとを積層して構成されている。
第１の薄板２７ａは、例えば、実施例１に記載した４枚の薄板２７と同一形状であり、中心孔２８の内径が歯車ピン１３の外径より僅かに大きく設定され、歯車ピン１３に回転自在に支持される。第２の薄板２７ｂは、中心孔２８の内径が第１の薄板２７ａより大きく形成されている。
この第１の薄板２７ａと第２の薄板２７ｂは、図４に示す様に、第２の薄板２７ｂが２枚重ね合わされ、その２枚の第２の薄板２７ｂの両外側にそれぞれ第１の薄板２７ａが配置されている。つまり、２枚の第１の薄板２７ａの間に２枚の第２の薄板２７ｂが挟み込まれた状態で積層されている。

上記の構成によれば、第２の薄板２７ｂに形成される中心孔２８の内周と歯車ピン１３の外周との間にグリス溜まり２９を形成することができ、且つそのグリス溜まり２９の軸方向両側が第１の薄板２７ａによって閉じられているので、遊星歯車１２の回転時にグリスの飛散を防止でき、長期に渡り良好な潤滑性を確保できる。
また、第２の薄板２７ｂの枚数、及び第２の薄板２７ｂに形成される中心孔２８の内径に応じて、グリス溜まり２９の大きさを任意に設定できるので、潤滑性を確保できる最適なグリス溜まり２９を形成できる。

図５は遊星歯車１２の半断面図である。
この実施例３に示す遊星歯車１２は、実施例１及び２に示した複数枚の薄板２７を積層して構成される積層構造ではなく、１枚の厚板によって形成され、且つ、図５に示す様に、歯車ピン１３に回転自在に嵌合する中心孔２８の軸方向中央部にグリス溝３０が形成されている。このグリス溝３０は、中心孔２８の内径を一部拡大して形成され、歯車ピン１３との間に環状のグリス溜まり２９を形成している。
この実施例３に示す構成においても、グリス溜まり２９を設けることにより、軸受を廃止した従来の遊星歯車装置と比較して遊星歯車１２の潤滑性が向上する。また、グリス溜まり２９が遊星歯車１２の軸方向中央部に形成されるため、遊星歯車１２の回転時にグリスの飛散を防止でき、長期に渡り良好な潤滑性を確保できる。

（ａ）遊星歯車の平面図、（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。 遊星歯車のグリス溜まりを示す拡大断面図である（実施例１）。 スタータの半断面図である。 遊星歯車の半断面図である（実施例２）。 遊星歯車の半断面図である（実施例３）。

符号の説明

３ 遊星歯車減速装置（遊星歯車装置）
１０ 太陽歯車
１２ 遊星歯車
１３ 歯車ピン
２７ 薄板
２７ａ 第１の薄板
２７ｂ 第２の薄板
２８ 中心孔
３０ グリス溝

Claims (4)

1. 太陽歯車の周囲を自転及び公転する遊星歯車を備え、この遊星歯車を回転自在に支持する歯車ピンを介して前記遊星歯車の公転運動を伝達する遊星歯車装置において、
   前記遊星歯車は、前記歯車ピンに回転自在に嵌合する中心孔を有し、この中心孔の軸方向中央部にグリス溝が形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
2. 太陽歯車の周囲を自転及び公転する遊星歯車を備え、この遊星歯車を回転自在に支持する歯車ピンを介して前記遊星歯車の公転運動を伝達する遊星歯車装置において、
   前記遊星歯車は、プレス成形された薄板を複数枚積層して構成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
3. 請求項２に記載した遊星歯車装置において、
   前記複数枚の薄板は、それぞれ中央部に前記歯車ピンを通す中心孔が形成されると共に、この中心孔の内径が小さい第１の薄板と、前記中心孔の内径が大きい第２の薄板とを有していることを特徴とする遊星歯車装置。
4. 請求項３に記載した遊星歯車装置において、
   前記遊星歯車は、少なくとも軸方向の両端にそれぞれ前記第１の薄板が配置され、その２枚の第１の薄板の間に前記第２の薄板が１枚以上挟み込まれていることを特徴とする遊星歯車装置。