JP2011174555A

JP2011174555A - 遊星歯車機構

Info

Publication number: JP2011174555A
Application number: JP2010039601A
Authority: JP
Inventors: Seiji Masunaga; 聖二増永; Hiroyuki Shioiri; 広行塩入; Hiroyuki Shibata; 寛之柴田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】ピニオンギアの公転に伴う遠心力による保持器の移動を抑制することのできる遊星歯車機構を提供する。
【解決手段】外歯歯車のサンギア２と、該サンギア２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギア３と、前記サンギア２と前記リングギア３との間に配置された複数のピニオンギア５とを有し、各ピニオンギア５は、キャリア４に備えられた複数のピニオンシャフト４ｂにそれぞれ自転自在に設けられ、前記ピニオンギア５と前記ピニオンシャフト４ｂとの間に、複数の転動体６ａと該転動体６ａを保持する保持部を備えた保持器６ｂとが設けられたころがり軸受６が備えられた遊星歯車機構１において、前記キャリア４の半径方向の外周側への前記保持器６ｂの移動を規制するように各保持器６ｂ同士を連結する連結部材９が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、サンギアと、リングギアと、それらサンギアとリングギアとの間に設けられたピニオンギアを支持するキャリアとで構成された三要素の遊星歯車機構に関し、特にピニオンギアとキャリアの支持部との間にころがり軸受を有した遊星歯車機構に関するものである。

従来知られている遊星歯車機構は、サンギアと、リングギアと、それらサンギアとリングギアとに噛み合うピニオンギアとで構成されている。そのピニオンギアは、キャリアのピニオンギアシャフトに支持されているので、キャリアの回転に伴い相対的に公転し、サンギアとリングギアとに噛み合っているので、その公転に伴って自転する。さらに、ピニオンギアは、特に高速回転を強いられるので、ピニオンギアとピニオンギアシャフトとの間には、主に針状ころと、その針状ころを保持する保持器とで構成された針状ころ軸受が設けられている。

また、ピニオンギアの公転に伴い、ピニオンギアには遠心力が作用する。そのため、特にラビニョ型遊星歯車機構の場合は、遊星歯車の軸線方向の幅が大きくなってピニオンシャフトの長さが長くなるので、ピニオンギアを支持しているピニオンシャフトにピニオンギアの荷重が作用して、ピニオンシャフトの曲がりが発生する可能性がある。このピニオンシャフトの変形もしくは曲がりを抑制するために、特許文献１には、一つのピニオンギアに対して二つの針状ころ軸受を備え、それら針状ころ軸受同士の間に樹脂製で貫通孔もしくは溝を形成されたスペーサーを設けた遊星歯車機構が記載されている。さらに、特許文献２には、保持器の外径案内面に対して切削加工することにより、保持器とピニオンギアの内周面との摩擦を低減させる遊星歯車機構が記載されている。

特開２００８−３０３９９２号公報特開２００９−２０４０８９号公報

上述した特許文献１に記載されている遊星歯車機構は、針状ころ軸受同士の間に軽量のスペーサーを設けることにより、遠心力によるピニオンシャフトに掛かる荷重を低減できるとともに、ピニオンギアとピニオンシャフトとの間隔を維持でき、ころの円滑な運動を確保することができる。しかしながら、ピニオンギアが公転することによる遠心力の影響で、保持器が移動し、ピニオンギアの内周面と保持器の外周面、もしくはピニオンシャフトの外周面と保持器の内周面とが当接して、摩擦損失が生じる。また、特許文献２に記載された遊星歯車機構は、保持器の外周面を切削加工することにより、保持器の外周面とピニオンギアの内周面との摩擦を低減することができる。しかしながら、特許文献２に記載された発明は、表面荒さを対象として摩擦損失を低減させるものであり、ピニオンギアと保持器との接触を抑制する点では、未だ改善の余地がある。

この発明は、上述した技術的課題に着目してなされたものであって、ピニオンギアの公転に伴う遠心力による保持器の移動を抑制することのできる遊星歯車機構を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、外歯歯車のサンギアと、該サンギアと同心円上に配置された内歯歯車のリングギアと、前記サンギアと前記リングギアとの間に配置された複数のピニオンギアとを有し、各ピニオンギアは、キャリアに備えられた複数のピニオンシャフトにそれぞれ自転自在に設けられ、前記ピニオンギアと前記ピニオンシャフトとの間に、複数の転動体と該転動体を保持する保持部を備えた保持器とが設けられたころがり軸受が備えられた遊星歯車機構において、前記キャリアの半径方向の外周側への前記保持器の移動を規制するように各保持器同士を連結する連結部材が設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記保持器には、該保持器の直径方向に掛け渡された固定部材が設けられ、該固定部材には、前記保持器の軸線方向における外側に突出したピンが設けられ、該ピン同士に前記連結部材を連結することにより各保持器同士が連結されていることを特徴とする遊星歯車機構である。

請求項１の発明によれば、各保持器同士を連結する連結部材によって、保持器がキャリアの半径方向の外周側に移動することを規制できる。したがって、ピニオンギアの公転により生じる遠心力により、保持器がキャリアの半径方向の外周側へ力を受けた場合でも、連結部材がその力に対抗する方向へ作用するので、ピニオンギアの内周面と保持器の外周面、もしくはピニオンシャフトの外周面と保持器の内周面とが当接することを抑制もしくは防止することができるから、当接することによる摩擦損失を低減もしくは回避することができる。

また、請求項２の発明によれば、各保持器の端面に設けられた固定部材に、保持器の軸線方向の外側に突出したピンが設けられ、そのピンを連結部材により連結している。つまり、各保持器がキャリアの半径方向の外側へ遠心力を受けた場合、各保持器に作用する遠心力同士が連結部材を介して釣り合うので、保持器の移動を抑制もしくは防止することができ、延いては、ピニオンギアの内周面と保持器の外周面、もしくはピニオンシャフトの外周面と保持器の内周面との当接を抑制もしくは防止することができる。したがって、当接することによる摩擦損失を低減もしくは回避することができる。

この発明に係る遊星歯車機構の構成例を示す図である。この発明に係る遊星歯車機構の他の構成例を示す図である。

つぎにこの発明を図を参照しつつ説明する。図１は、この発明に係る遊星歯車機構１の一例を示したものである。この図に示す遊星歯車機構１は、シングルピニオン型の遊星歯車機構１であり、外歯歯車のサンギア２と、内歯歯車のリングギア３と、キャリア４と、ピニオンギア５とで構成されている。まず、外歯歯車であるサンギア２と内歯歯車であるリングギア３とは、同心円上に配置され、そのサンギア２とリングギア３とに噛み合うようにピニオンギア５が自転自在および公転自在にキャリア４に支持されている。

ここで、キャリア４の構造について説明すると、キャリア４は、図示しない側板部と、側板部に支持されて配置されたピニオンシャフト４ａとで構成され、図に示す例では、ピニオンシャフト４ｂが９０°ずつ四本設けられている。このピニオンシャフト４ａは、ピニオンギア５を自転自在に支持し、かつ公転させるためのものである。また、このピニオンシャフト４ａと側板部とは「かしめ」られて固定されている。つまり、ピニオンシャフト４ａは、キャリア４に片端で支持されているが、この発明に係る遊星歯車機構１はこれに限定されず、側板部を対面させて設け、その側板部でピニオンシャフト４ａの両端を支持する構成としてもよい。

そして、各ピニオンシャフト４ａには、ピニオンギア５が嵌められ、そのピニオンギア５とピニオンシャフト４ａとの間には針状ころ軸受６が嵌め込まれている。なお、ピニオンシャフト４ａが片端で支持されている場合には、ピニオンギア５や針状ころ軸受け６がピニオンシャフト４ａから抜けることを防止する図示しない機構や形状を設けてもよく、または、ピニオンギア５がキャリア４側に力を受けるような歯形状としてもよい。この針状ころ軸受６は、ピニオンギア５を円滑に回転させるためのものであり、針状のころ６ａとその針状のころ６ａを保持する保持器６ｂとで構成されている。つまり、針状ころ軸受６は、溝により隔離された保持部が保持器６ｂの円周方向に複数形成されて、それぞれの保持部に針状のころ６ａが保持されている。したがって、ピニオンギア５とピニオンシャフト４ａとの間には、針状のころ６ａが配置されることとなり、ピニオンギア５が回転してもピニオンギア５の内周面とピニオンシャフト４ａの外周面とは、当接することがないので、ピニオンギア５は円滑に回転することができる。

上述したように構成された遊星歯車機構１では、キャリア４の回転に伴いピニオンギア５および針状ころ軸受６に遠心力が作用する。つまり、ピニオンギア５および針状ころ軸受６が、ピニオンギア５の公転軌道の法線方向の外側すなわちリングギア３側に力を受ける。そして、針状ころ軸受６の特に保持器６ｂが外周方向に移動する。したがって、保持器６ｂの外周面とピニオンギア５の内周面とが当接し、かつ保持器６ｂの内周面とピニオンシャフト４ｂの外周面とが当接して摩擦が生じる。

この発明は保持器６ｂの外周方向への移動を抑制もしくは防止するためのものである。まず、保持器６ｂには、保持器６ｂの直径方向に掛け渡され、保持器６ｂの端面に固定された固定部材７が設けられ、その固定部材７の中央すなわち保持器６ｂの回転中心に軸線方向へ突出したピン８が設けられている。そして、隣り合う保持器６ｂ同士のピン８を連結させる伸縮性のないあるいは低い強化糸９が設けられている。つまり、図に示す例では、ピニオンシャフト４ａが９０°間隔に四つ設けられているので、強化糸９は正方形をなすように連結されている。

上述した構成例において、キャリア４が回転することにより保持器６ｂが公転した場合、それぞれの保持器６ｂには遠心力が作用するが、各保持器６ｂは強化糸９により連結され、かつキャリア４の中心を挟んで反対側に同形状もしくは同構成の他の保持器６ｂが設けられているので、各保持器６ｂに作用する遠心力が釣り合う。したがって、保持器６ｂが遠心力により公転軌道の法線方向の外周側すなわちリングギア３側へ移動することを抑制もしくは防止することができる。つまり、保持器６ｂのリングギア３側への移動を抑制する強化糸９が設けられることにより、保持器６ｂとピニオンギア５もしくはピニオンシャフト４ｂとの当接を抑制もしくは防止することができるから、それぞれの当接面での摩擦が生じることがないので、保持器６ｂの耐久性が向上し、小型化が可能となる。さらに、保持器６ｂの内周面および外周面の研磨加工や表面処理なども不要となる。

なお、本発明は各保持器６ｂをキャリアの半径方向の外周側に移動することを規制もしくは抑制する連結部材が設けられていればよく、上述した構成例に限定されない。つまり、上述した固定部材７やピン８を設けることは任意である。また、上述した構成例の強化糸９を図２に示すように板金や強化樹脂などの連結バー１０としてもよい。さらに、上述した構成例は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であるが、ダブルピニオン型の遊星歯車機構でもよい。

１…遊星歯車機構、２…サンギア、３…リングギア、４…キャリア、４ａ…ピニオンシャフト、５…ピニオンギア、６…針状ころ軸受、６ａ…ころ、６ｂ…保持器、７…固定部材、８…ピン、９…強化糸、１０…連結バー。

Claims

外歯歯車のサンギアと、
該サンギアと同心円上に配置された内歯歯車のリングギアと、
前記サンギアと前記リングギアとの間に配置された複数のピニオンギアとを有し、
各ピニオンギアは、キャリアに備えられた複数のピニオンシャフトにそれぞれ自転自在に設けられ、
前記ピニオンギアと前記ピニオンシャフトとの間に、複数の転動体と該転動体を保持する保持部を備えた保持器とが設けられたころがり軸受が備えられた遊星歯車機構において、
前記キャリアの半径方向の外周側への前記保持器の移動を規制するように各保持器同士を連結する連結部材が設けられていることを特徴とする遊星歯車機構。
前記保持器には、該保持器の直径方向に掛け渡された固定部材が設けられ、
該固定部材には、前記保持器の軸線方向における外側に突出したピンが設けられ、
該ピン同士に前記連結部材を連結することにより各保持器同士が連結されている
ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構。