JP2010096302A - 遊星歯車機構のころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の外周面が遊星歯車の中心孔に接触することを阻止して保持器の摺動抵抗を低減することができる遊星歯車機構のころ軸受を提供する。
【解決手段】ころ軸受１０は、複数のころ１１と保持器２０とを備える。保持器２０は、軸方向に所定間隔で配置された両円環部２１と、これら両円環部２１を連結すると共に、複数のころ１１をそれぞれ個別に収納する複数のポケット２５を区画形成する複数の柱部３０とを備える。保持器２０の軸方向端部には、径方向中心側へ曲げられた径方向折曲部２２が形成される。径方向折曲部２２の内径端にはワッシャ９の一側面に接触可能な軸方向折曲部２３が形成される。軸方向折曲部２３の内周面と中心軸６の外周面との間の隙間寸法をＡとし、保持器２０の外周面と遊星歯車４の中心孔の内周面との間の隙間寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されている。
【選択図】図４

Description

この発明は遊星歯車機構のころ軸受に関する。

キャリアに所定間隔を保って形成された歯車支持部の間に遊星歯車（プラネタリギヤ）がワッシャを間に挟みかつ中心軸を中心として回転可能に組み付けられる遊星歯車機構において、遊星歯車の中心孔と、中心軸の外周面との間にころ軸受が組み込まれる。
そして、遊星歯車は、太陽歯車（サンギヤ）とリングギヤとの相互に噛み合った状態で、中心軸回りに自転しながら太陽歯車回りに公転するようになっている。
また、ころ軸受（針状ころ軸受も含む）は、遊星歯車の中心孔と中心軸との間に組み込まれる複数のころと、これら複数のころを転動可能に保持する保持器とを備えている。
なお、遊星歯車機構のころ軸受としては、例えば、特許文献１に開示されている。
特開平８−３１２６５０号公報

ところで、前記した従来の遊星歯車機構のころ軸受において、保持器の外径寸法は、遊星歯車の中心孔の内径寸法よりも小さく設定され、同保持器の内径寸法は、中心軸の外径寸法よりも大きく設定される。そして、保持器の内周面と中心軸の外周面との間の隙間寸法が、保持器の外周面と遊星歯車の中心孔の内周面との間の隙間寸法よりも大きくなっている。
このため、遊星歯車が中心軸回りに自転しながら太陽歯車回りに公転する際の遠心力を保持器が受けると、その遠心力が作用する方向へ保持器が移動し、保持器の外周面の片側（保持器の移動方向の外周面の前側）が遊星歯車の中心孔の内周面に接触する。これによって、保持器の摺動抵抗が大きくなってトルク損失をまねく恐れがある。
また、ころ軸受の保持器が、遠心力を受けて自身の質量で楕円形に変形した場合には、保持器の外周面の片側が遊星歯車の中心孔の内周面に面接触するため、保持器の摺動抵抗が一層大きくなる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、保持器の外周面が遊星歯車の中心孔に接触することを阻止して保持器の摺動抵抗を低減することができる遊星歯車機構のころ軸受を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る遊星歯車機構のころ軸受は、遊星歯車機構のキャリアに所定間隔を保って形成された歯車支持部の間に遊星歯車がワッシャを間に挟みかつ中心軸を中心として回転可能に組み付けられ、前記遊星歯車の中心孔と、前記中心軸の外周面との間に組み込まれた遊星歯車機構のころ軸受であって、
前記ころ軸受は、複数のころと保持器とを備え、
前記保持器は、軸方向に所定間隔で配置された両円環部と、これら両円環部を連結すると共に、前記複数のころをそれぞれ個別に収納する複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを備え、
前記保持器の軸方向端部には、径方向中心側へ曲げられた径方向折曲部が形成され、
前記径方向折曲部の内径端には前記ワッシャの一側面に接触可能な軸方向折曲部が形成され、
前記軸方向折曲部の内周面と前記中心軸の外周面との間の隙間寸法をＡとし、前記保持器の外周面と前記遊星歯車の中心孔の内周面との間の隙間寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されていることを特徴とする。

前記構成によると、遊星歯車が中心軸回りに自転しながら太陽歯車回りに公転する際の遠心力を保持器が受けると、その遠心力が作用する方向へ保持器が移動する。
この際、保持器が移動する方向の後側に位置する保持器の軸方向折曲部の内周面の後側が中心軸の外周面に接触（当接）することによって保持器の移動が止められる。
このため、保持器の外周面の前側（移動方向の前側）が遊星歯車の中心孔の内周面に接触することを阻止することができ、保持器の摺動抵抗を小さく抑えることができる。
すなわち、保持器の軸方向折曲部の内周面の周速は、同保持器の外周面の周速よりも遅いため、従来の保持器の外周面が遊星歯車の中心孔の内周面に接触する場合と比べ、保持器の摺動抵抗を小さく抑えることができ、この結果、保持器の摺動抵抗によるトルク損失を抑制することができる。

また、遊星歯車の軸受回転時において、中心軸の軸方向へ保持器が移動すると、保持器の片側の軸方向折曲部の先端がキャリアのワッシャに接触し、保持器の軸方向への移動が止められる。
すなわち、径方向折曲部の内径端に軸方向折曲部が形成されない場合には、中心軸の軸方向へ保持器が移動すると、保持器の片側の径方向折曲部の一側面がワッシャに面接触する。このときのワッシャに対する径方向折曲部の接触面積に比べ、軸方向折曲部の先端の接触面積が極めて小さいため、ワッシャと保持器との間の摺動抵抗を低減することができる。この結果、保持器の摺動抵抗によるトルク損失の低減や摩耗低減等に効果が大きい。

請求項２に係る遊星歯車機構のころ軸受は、請求項１に記載の遊星歯車機構のころ軸受であって、
ポケットの軸方向両端部にはころの両端面中心部に接触してころを転動案内する突起が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、ポケットの軸方向両端部の突起がころの両端面中心部に接触してころを転動案内することができるため、ポケットの軸方向両端部とのころの両端面との間の摺動抵抗を低減することができ、保持器の摺動抵抗によるトルク損失の低減や摩耗低減等に効果が大きい。

この発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。

〔実施例１〕
この発明の実施例１を図面にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る遊星歯車機構を簡略化して示す説明図である。図２は遊星歯車と中心軸との間にころ軸受が組み付けられた状態を示す縦断面図である。図３は保持器を示す横断面図である。図４は保持器を示す縦断面図である。図５は保持器のポケットを外径側から示す展開図である。図６は遠心力が作用する方向へ保持器が移動した状態を示す説明図である。

図１に示すように、自動車のオートマチックトランスミッションに採用される遊星歯車機構１は、周知のように、太陽歯車（サンギヤ）２、リングギヤ３、複数（図１では３つ）の遊星歯車（プラネタリギヤ）４、及びキャリア８を備えて構成される。
図２に示すように、キャリア８には、軸方向に所定間隔を保って歯車支持部８ａが形成され、これら両歯車支持部８ａの間に遊星歯車４がワッシャ９を間に挟みかつ中心軸６を中心として回転可能に組み付けられている。
遊星歯車４の中心孔５と、中心軸６の外周面との間にはころ軸受（針状ころ軸受も含む）１０が組み込まれている。
そして、遊星歯車４は、太陽歯車２とリングギヤ３との相互に噛み合った状態で、中心軸６回りに自転しながら太陽歯車２回りに公転するようになっている。

図２と図３に示すように、ころ軸受１０は、遊星歯車４の中心孔５の内周面を外輪軌道面とし、中心軸６の外周面を内輪軌道として、これら両者間の環状の隙間に組み込まれた複数のころ１１と、これら複数のころ１１を転動可能に保持する保持器２０とを備えている。

図３〜図５に示すように、保持器２０は、軸方向に所定間隔を隔てる両円環部２１と、これら両円環部２１を連結すると共に、複数のころ１１をそれぞれ個別に収納する複数のポケット２５を区画形成する複数の柱部３０とを一体に備えている。
また、この実施例１においては、図４に示すように、保持器２０の両円環部２１の軸方向端部には、径方向の中心側へ曲げられた径方向折曲部２２が形成されている。
これら両径方向折曲部２２の内径端にはワッシャ９の一側面に接触可能に軸方向へ曲げられた軸方向折曲部２３が形成されている。
また、保持器２０の外周面が、遊星歯車４の中心孔５の内周面に接触することを防止するために、図４に示すように、軸方向折曲部２３の内周面と中心軸６の外周面との間の隙間寸法をＡとし、保持器２０の外周面（両円環部２１の外周面）と遊星歯車４の中心孔５の内周面との間の隙間寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されている。
なお、保持器２０は、鋼板のプレス加工、切削加工、合成樹脂材の射出成形等によって形成される。

また、図４に示すように、保持器２０の複数の柱部３０は、複数のころ１１のピッチ円（ＰＣＤ）寸法よりも小径の軸方向中間部３１と、複数のころ１１のピッチ円寸法よりも大径でかつ両円環部２１と同径をなして一体に接続される軸方向両端部３２と、これら軸方向中間部３１及び軸方向両端部３２を連結する傾斜連結部３３とを有している。
また、図５に示すように、各ポケット２５内のころ１１を抜け止めするために、隣接する柱部３０の相対する面の軸方向中間部３１及び軸方向両端部３２の端面には、ポケット２５内に向けて対向状に突出する抜止爪３５、３６がそれぞれ突出されている。

上述したように構成されるこの実施例１に係る遊星歯車機構のころ軸受において、遊星歯車４が、その中心軸６の軸回りに自転しながら太陽歯車２の歯車回りに公転する際の遠心力を保持器２０が受けると、その遠心力が作用する方向（図６において矢印Ｐ方向）へ保持器２０が移動する。
この際、保持器２０が移動する方向の後側（図６に向かって下側）に位置する軸方向折曲部２３の内周面の後側が中心軸６の外周面に接触（当接）することによって保持器２０の移動が止められる。
このため、保持器２０の外周面（この実施例１では両円環部２１及び柱部３０の軸方向両端部３２の外周面）の前側（移動方向の前側）が遊星歯車４の中心孔５の内周面に接触することを阻止することができ、保持器２０の摺動抵抗を小さく抑えることができる。
すなわち、保持器２０の軸方向折曲部２３の周速は、同保持器２０の外周面の周速よりも遅いため、従来の保持器の外周面が遊星歯車の中心孔の内周面に接触する場合と比べ、保持器２０の摺動抵抗を小さく抑えることができ、この結果、保持器２０の摺動抵抗によるトルク損失を抑制することができる。

また、この実施例１において、遊星歯車４の軸受回転時において、中心軸６の軸方向へ保持器２０が移動すると、保持器２０の片側に位置する軸方向折曲部２３の先端がキャリア８のワッシャ９の一側面に接触し、保持器２０の軸方向への移動が止められる。
すなわち、径方向折曲部２２の内径端に軸方向折曲部２３が形成されない場合には、中心軸６の軸方向へ保持器２０が移動すると、保持器２０の移動方向前側に位置する片側の径方向折曲部の一側面がワッシャに面接触する。このときのワッシャに対する径方向折曲部の接触面積に比べ、軸方向折曲部２３の先端の接触面積が極めて小さいため、ワッシャ９と保持器２０との間の摺動抵抗を低減することができる。この結果、保持器２０の摺動抵抗によるトルク損失の低減や摩耗低減等に効果が大きい。

〔実施例２〕
次に、この発明の実施例２を図７と図８にしたがって説明する。
図７はこの発明の実施例２に係る遊星歯車機構のころ軸受の保持器を示す縦断面図である。図８は保持器のポケットを外径側から示す展開図である。
図７と図８に示すように、この実施例２においては、保持器１２０の形状を変更したものであり、保持器１２０は、軸方向に所定間隔を隔てる両円環部１２１と、これら両円環部１２１を連結すると共に、複数のころ１１１をそれぞれ個別に収納する複数のポケット１２５を区画形成する複数の柱部１３０とを一体に備えている。
保持器１２０は、その両円環部１２１が実施例１の保持器２０と比べ小径に形成される一方、複数の柱部１３０の軸方向両端部１３２の端縁部には段差状をなす小径の肩部１３８がそれぞれ形成されている。そして、これら両肩部１３８が両円環部１２１と同径をなして一体に接続されている。

また、保持器１２０の両円環部１２１の軸方向端部には、径方向の中心側へ曲げられた径方向折曲部１２２が形成されている。そして、径方向折曲部１２２の内径端に、軸方向折曲部１２３が形成され、これら軸方向折曲部１２３の内周面が中心軸６の外周面に接触可能とされている。
特に、この実施例２においては、ポケット１２５の軸方向両端部（両円環部１２１の対向端面）に、ころ１１１の両端面中心部に接触してころ１１１を転動案内する先尖り状の突起１４０がそれぞれ形成されている。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様に構成されるため、その説明は省略する。

したがって、この実施例２においても、実施例１と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例２においては、ポケット１２５の軸方向両端部（両円環部１２１の相対する端面）に先尖り状の突起１４０がそれぞれ形成され、これら突起１４０の先端がころ１１の両端面中心部に接触してころ１１１を転動案内することができる。
このため、ポケット１２５の軸方向両端部をなす両円環部１２１の対向端面と、ころ１１１の両端面との間の摺動抵抗を低減することができ、これによって、保持器１２０の摺動抵抗によるトルク損失を良好に低減することができる。

例えば、太陽歯車２及びリングギヤ３と、遊星歯車４とが、はす歯によって噛み合わされる場合、遊星歯車４の自転及び公転によるモーメントがころ１１１の中心軸線を傾かせる方向へ作用する。これによって、従来ではころの端面がポケットの軸方向両端部に接触して大きい摺動抵抗を発生させるが、この実施例２では、前述したように、突起１４０の先端がころ１１１の両端面の中心部に接触することによって、当該分に生じる摺動抵抗が、従来と比べて極めて小さくなり、トルク損失の低減に効果が大きい。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。

この発明の実施例１に係る遊星歯車機構を簡略化して示す説明図である。 同じく遊星歯車と中心軸との間にころ軸受が組み付けられた状態を示す縦断面図である。 同じく保持器を示す横断面図である。 同じく保持器を示す縦断面図である。 同じく保持器のポケットを外径側から示す展開図である。 同じく遠心力が作用する方向へ保持器が移動した状態を示す説明図である。 この発明の実施例２に係る遊星歯車機構のころ軸受の保持器を示す縦断面図である。 同じく保持器のポケットを外径側から示す展開図である。

符号の説明

１ 遊星歯車機構
２ 太陽歯車
４ 遊星歯車
６ 中心軸
８ キャリア
９ ワッシャ
１０ ころ軸受
１１ ころ
２０ 保持器
２１ 両円環部
２２ 径方向折曲部
２３ 軸方向折曲部
２５ ポケット
３０ 柱部

Claims (2)

1. 遊星歯車機構のキャリアに所定間隔を保って形成された歯車支持部の間に遊星歯車がワッシャを間に挟みかつ中心軸を中心として回転可能に組み付けられ、前記遊星歯車の中心孔と、前記中心軸の外周面との間に組み込まれた遊星歯車機構のころ軸受であって、
   前記ころ軸受は、複数のころと保持器とを備え、
   前記保持器は、軸方向に所定間隔で配置された両円環部と、これら両円環部を連結すると共に、前記複数のころをそれぞれ個別に収納する複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを備え、
   前記保持器の軸方向端部には、径方向中心側へ曲げられた径方向折曲部が形成され、
   前記径方向折曲部の内径端には前記ワッシャの一側面に接触可能な軸方向折曲部が形成され、
   前記軸方向折曲部の内周面と前記中心軸の外周面との間の隙間寸法をＡとし、前記保持器の外周面と前記遊星歯車の中心孔の内周面との間の隙間寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されていることを特徴とする遊星歯車機構のころ軸受。
2. 請求項１に記載の遊星歯車機構のころ軸受であって、
   ポケットの軸方向両端部にはころの両端面中心部に接触してころを転動案内する突起が形成されていることを特徴とする遊星歯車機構のころ軸受。

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