JP2010216640A - ピニオンアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオン１と壁面７とのスキューによる密着部に潤滑油を十分に供給できる潤滑構造を実現する。
【解決手段】車両の駆動源から駆動輪までの駆動力伝達系の途中に設けられるピニオンアッセンブリは２つのはすば歯車にそれぞれ噛み合いうピニオン１と、ピニオン１を回転自由に支持するピニオンシャフト２と、ピニオン１の軸方向変位を規制する２つの壁面６，７とを備える。潤滑油通路１２をピニオンシャフト２の外周に開口する一方、車両の駆動源からの駆動力が駆動力伝達系を介してく動輪へ伝達されるパワーオン時のピニオンのスキューによる移動方向と反対側に位置する壁面７とピニオン１との隙間を覆うカバー１０ａを設ける。カバー１０ａが、サイドワッシャ１０とピニオン１との隙間から潤滑油が飛散するのを抑制することで、スキューによる接触圧の高い部位へ潤滑油を確実に供給する。
【選択図】図１

Description

この発明は、遊星歯車機構などに用いるピニオンの潤滑構造に関する。

遊星歯車機構は外歯歯車のサンギアと、サンギアの外側に同軸的に配置された内歯歯車のリングギアと、サンギアとリングギアの双方に噛み合う複数のプラネットギアと、複数のプラネットギアを回転自由かつサンギアの外周に沿って周回可能に指示するプラネットキャリアとを備えている。

プラネットギアはピニオンと称する小径の外歯歯車で構成される。

図２（ａ）と（ｂ）を参照すると、ピニオン１はプラネットキャリア５が備えるピニオンシャフト２の外周にニードルベアリング３を介して回転自由に装着される。ピニオンシャフト２の両端はプラネットキャリア５の一部をなす２つの壁面６と７とに固定される。ピニオン１の側面と壁面６の間には２枚のサイドワッシャ８と９が重ねて配置される。ピニオン１のもう一方の側面と壁面７との間には２枚のサイドワッシャ２０と１１が重ねて配置される。

ピニオンシャフト２には、壁面６への固定部を貫通する潤滑油通路１２と、潤滑油通路１２をピニオンシャフト２の外周に連通するポート１３とが形成される。潤滑油通路１２にはプラネットキャリア５から潤滑油が供給される。

特許文献１による従来技術は、こうした遊星歯車機構におけるピニオンの良好な潤滑を確保するための潤滑構造を提案している。

この潤滑構造は、サイドワッシャに形成した貫通孔と、潤滑油通路からピニオンシャフトの外周に流出した潤滑油を貫通孔に導くべくピニオンの側面に形成された溝からなる。

特開平３−２６０４５３号公報

遊星歯車機構に用いる歯車には歯の噛み合いが滑らかで静粛性に優れたはすば歯車が使用されることが多い。はすば歯車はその構造上、噛み合い部分に回転軸と平行なスラスト荷重が作用する。プラネットギアに使用するピニオン１の場合、サンギアとリングギアが図２（ａ）の破線矢印に示すように逆向きのスラスト荷重をピニオン１に及ぼすので、軸方向力としてのスラスト荷重は打ち消しあって均衡する。

スラスト荷重の作用点はサンギアとピニオン１の噛み合い部及びリングギアとピニオン１の噛み合い部である。図２（ａ）の一転鎖線に示すこれらの噛み合い部はピニオン１の回転軸、すなわちピニオンシャフト２の中心からラジアル方向にそれぞれオフセットしている。ピニオン１の回転軸からオフセットした２つの作用点に逆向きのスラスト荷重が作用すると、図２（ａ）の実線矢印に示すようにピニオン１に対して回転軸と直交する軸まわりのモーメントが作用する。

このモーメントはピニオン１をピニオンシャフト２に対して傾かせる力として作用する。モーメントの作用下でニードルベアリング３がピニオンシャフト２に対して傾斜する。その結果、図２（ａ）のＡ部とＢ部において、ニードルベアリング３とピニオンシャフト２との間の転がり摩擦抵抗が増大し、図２（ａ）の破線矢印及び一点鎖線矢印に示すように、ニードルベアリング３の転がり方向がピニオンシャフト２に対して傾斜する。

ニードルベアリング３の転がり方向がピニオンシャフト２に対して傾斜した状態でニードルベアリング３が回転すると、ピニオン１は軸方向に変位し、ピニオン１は一方のサイドワッシャ９に押し付けられた状態で回転することになる。この現象はスキューとして知られている。スキューの結果、図２（ａ）のＣ部においてピニオン１の側面がサイドワッシャ９に密着する。

ピニオン１がスキューにより図２（ａ）のＣ部においてサイドワッシャ９に密着すると、反対側のＤ部において、サイドワッシャ２０とピニオン１との間に隙間が生じる。その結果、図２（ａ）のＣ部においてピニオン１がサイドワッシャ９に密着している分だけ、このＣ部から油は排出されづらくなる。一方、ポート１３からピニオンシャフト２の外周に流出した潤滑油の多くが図２（ａ）のＤ部に生じた隙間を介して飛散してしまう。つまり、図２（ａ）のＣ部とＤ部とで油の排出されやすさがアンバランスとなり、Ｄ部は油が排出されやすいため新しい潤滑油が順次供給されるが、Ｃ部はＤ部よりも油が排出されにくく、また、Ｃ部には、Ｄ部から油が排出されやすくなっている分だけ、新しい潤滑油が供給されにくくなってしまう。

この発明は、従来のピニオンの潤滑構造に関する以上の問題点を解決すべくなされたもので、スキューによるピニオンとサイドワッシャとの密着部に潤滑油を十分に供給できる潤滑構造を実現することを目的とする。

以上の目的を達成するために、この発明は、２つのはすば歯車間に介在し、これらのはすば歯車との間にそれぞれ噛み合い部を有するピニオンと、ピニオンを回転自由に支持するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトの両端においてピニオンの軸方向変位を規制する２つの壁面と、を備えたピニオンアッセンブリにおいて、一方の壁面とピニオンシャフトの内側を通ってピニオンシャフトの外周に開口する潤滑油通路と、稼働中のピニオンのスキューによる移動方向と反対側に位置する壁面とピニオンとの隙間を覆うカバーと、を備えている。

ピニオンのスキューにより、ピニオン移動方向と反対側の壁面とピニオンとの間に隙間が生じるが、この隙間を覆うカバーは、潤滑油通路からピニオンシャフト外周に流出した潤滑油がこの隙間を介してピニオンの外側へ飛散するのを抑制する。潤滑油の飛散を抑制することで、スキューによるピニオン移動方向側の壁面とピニオンとの間にも十分な潤滑油が供給される。

この発明によるピニオンアッセンプリの縦断面図である。 従来技術によるピニオンアッセンプリの縦断面図と要部の凹断面図である。

図１を参照すると、この発明によるピニオンアッセンプリにおいて、ピニオン１はピニオンシャフト２にニードルベアリング３を介して回転自由に支持される。ピニオンアッセンブリは、車両の駆動源から駆動輪への駆動量の伝達系に適用される遊星歯車機構のプラネットギアに適用される。ピニオン１は外歯のはすば歯車で構成される。

ピニオンシャフト２の両端は、プラネットキャリア５の一部をなす相対する壁面６と壁面７に固定される。壁面６と壁面７はピニオン１の側面にそれぞれ相対して形成される。

壁面６とピニオン１の一方の側面との間には２枚のサイドワッシャ８と９が介装される。壁面７とピニオン１のもう一方の側面との間には２枚のサイドワッシャ１０と１１が介装される。

ピニオンシャフト２には壁面６への固定部を貫通する潤滑油通路１２と、ピニオンシャフト２の外周に開口するポート１３が形成される。ポート１３は潤滑油通路１２に連通する。潤滑油通路１２にはプラネットキャリア５から図の矢印に示すように潤滑油が供給される。

この実施形態において、車両の駆動源からの駆動力が駆動力伝達系を介して駆動輪へ伝達されるパワーオン時にピニオン１に発生するスキューは、前記従来技術と同様に、ピニオン１に図の反時計回りのモーメントを及ぼすとともに、ピニオン１を図の左方向へ変位させるものとする。なお、スキューの向きはピニオン１のはすば歯車の向きとピニオン１の回転方向に依存して決まる。

つまり、このピニオンアッセンブリにおいては、パワーオン時にサイドワッシャ９の負荷が大きくなる。このピニオンアッセンブリにおいては、パワーオン時のスキューによりピニオン１が移動する方向と反対側に位置するサイドワッシャ１０側からの油の排出を抑制することにより、サイドワッシャ９の負荷が大きくなるパワーオン時の潤滑を確保する。そのための構造を次に説明する。

このピニオンアッセンプリにおいては、スキューによるピニオン１の移動方向と反対側に位置するサイドワッシャ１０にカバー１０ａがあらかじめ一体に形成される。カバー１０ａはサイドワッシャ１０の外周からピニオン１に向けて突出する円筒形状の部材である。

一方、ピニオン１にはカバー１０ａの内側に侵入するボス部１ａが形成される。ボス部１ａはサイドワッシャ１０に相対するピニオン１の側面から円筒状にサイドワッシャ１０に向けて突出し、カバー１０ａの内側に侵入する。

このピニオンアッセンブリにおいても、遊星歯車機構の稼働に伴うスキューにより、図２（ａ）のＡ部とＢ部と同じ位置で、ニードルベアリング３がピニオンシャフト２に押し付けられ、図２（ａ）のＣ部と同じ位置でピニオン１の側面がサイドワッシャ９に密着する。

潤滑油通路１２からポート１３を通ってピニオンシャフト２の外周へと流出した潤滑油の一部は、スキューによるピニオン１の移動方向とは反対側のピニオン１の側面とサイドワッシャ１０との間に生じる隙間に流入する。このピニオンアッセンブリにおいては、カバー１０ａとその内側に侵入したピニオン１のボス部１ａとにより、カバー１０ａの外側に油が排出されることを抑制している。したがって、回転するピニオン１の遠心力で隙間の潤滑油がラジアル方向に飛散しようとしても、カバー１０ａとボス部１ａによって飛散が抑制され、カバー１０ａの外側に排出される油の量は抑制される。

したがって、スキューによるピニオン１の移動方向とは反対側のピニオン１の側面とサイドワッシャ１０との隙間にポート１３から流出した潤滑油は隙間の内側に滞留しやすくなる。その結果、スキューによるピニオン１の移動方向である図２（ａ）のＣ部と、スキューによるピニオン１の移動方向と反対側にある図２（ａ）のＤ部とにおける油の排出されやすさのアンバランスを低減でき、図２（ａ）のＣ部に相当する部位にも潤滑油が流れやすい環境となる。

このようにして、ピニオン１の側面とサイドワッシャ９との密着部に潤滑油が供給されることで、ピニオン１の回転に対する摩擦抵抗が減少する。したがって、ピニオン１の高速回転による焼き付きを防止する上で好ましい効果が得られるとともに、ピニオン１の高速回転への対応性も向上する。

以上、この発明を特定の実施形態を通じて説明してきたが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

例えば、上記の実施形態では、ピニオン１と壁面６の間に２枚のサイドワッシャ８，９を介装し、ピニオン１と壁面７の間に２枚のサイドワッシャ１０，１１を介装しているが、この発明は、サイドワッシャの存在や枚数に限定されない。例えば、カバー１０ａを壁面７の一部として形成することも可能である。

また、上記の実施例ではサイドワッシャ１０にカバー１０ａを形成し、カバー１０ａの内側に侵入するボス部１ａをピニオン１の側面に形成しているが、ピニオン１にカバーを形成し、カバーの内側に侵入するボス部をサイドワッシャ１０に形成することも可能である。

さらに、上記実施形態において、特許文献１が提案するように、ピニオン１のサイドワッシャ９に面した側面に溝を形成し、サイドワッシャ９に貫通孔を形成すれば、特許文献１が提案する潤滑構造をより効率良く機能させることができる。

上記の実施形態は、遊星歯車機構のピニオンアッセンブリにこの発明を適用した実施形態であるが、この発明によるピニオンアッセンブリは遊星歯車機構に限定されず、２つのギア間に介在して各々のギアと噛み合されるはすば歯車を用いたピニオン全般に適用可能である。

１ ピニオン
１ａ ボス部
２ ピニオンシャフト
３ ニードルベアリング
５ プラネットキャリア
６ 壁面
７ 壁面
８ サイドワッシャ
９ サイドワッシャ
１０ サイドワッシャ
１０ａカバー
１１ サイドワッシャ
１２ 潤滑油通路
１３ ポート
２０ サイドワッシャ

Claims (5)

1. ２つのはすば歯車間に介在し、これらのはすば歯車にそれぞれ噛み合うピニオンと、ピニオンを回転自由に支持するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトの両端においてピニオンの軸方向変位を規制する２つの壁面とを備え、車両の駆動源から駆動輪までの駆動力伝達系の途中に設けられるピニオンアッセンブリにおいて、
   一方の壁面とピニオンシャフトの内側を通ってピニオンシャフトの外周に開口する潤滑油通路と、
   前記２つの壁面のうち車両の駆動源からの駆動力が駆動力伝達系を介してく動輪へ伝達されるパワーオン時のピニオンのスキューによる移動方向と反対側に位置する壁面とピニオンとの隙間を覆うカバーと、
   を備えることを特徴とするピニオンアッセンブリ。
2. ピニオンの前記スキューによる移動方向と反対側に位置する壁面とピニオンとの間に介装されるサイドワッシャをさらに備え、カバーはサイドワッシャの外周からピニオンに向けて突出する円筒形状の部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載のピニオンアッセンブリ。
3. ピニオンはカバーの内側に侵入するボス部を側面に備えることを特徴とする請求項１または２に記載のピニオンアッセンブリ。
4. ピニオンはピニオンシャフトにニードルベアリングを介して支持されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のピニオンアッセンブリ。
5. ピニオンは遊星歯車機構のサンギアとリングギアとの間に介装され、プラネットキャリアにより回転自由かつサンギアの外周に沿って周回可能に支持され、前記２つの壁面はプラネットキャリアに形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のピニオンアッセンブリ。

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