JP4211333B2

JP4211333B2 - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP4211333B2
Application number: JP2002270211A
Authority: JP
Inventors: 寛之豊嶋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP2004108452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊星転動体をギヤまたはローラとする動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動力伝達装置では、遊星ギヤと遊星軸との間に介装される針状ころ軸受に対して潤滑油を供給するための潤滑経路を、前記遊星軸に設けている（例えば特許文献１参照）。潤滑油は、遊星軸においてキャリアに対する取付部分から導入される。
【０００３】
この場合、潤滑経路は、中実の遊星軸の中心に形成される有底孔と、遊星軸においてキャリアに対して支持される領域に径方向に貫通形成される油導入孔と、遊星軸において針状ころ軸受の軌道面となる領域に径方向に貫通形成される油供給路とで作っている。なお、これら有底孔、油導入孔、油供給孔は、ドリル加工により形成されており、有底孔の開口には、栓が装着されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３０３４９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、遊星軸に対して潤滑経路を設けるために、中実の遊星軸にドリル加工を行っているが、このドリル加工によって発生する切り屑が遊星軸の有底孔内に残存しやすく、この切り屑などを除去する後処理が必要となるなど、製造コストの高騰につながる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定輪と、固定輪の内周に同心状に挿通される太陽軸と、太陽軸と固定輪との間に介装される複数の遊星転動体と、各遊星転動体に対してそれぞれラジアルタイプのころ軸受を介して挿通される遊星軸と、各遊星軸をそれぞれ支持するキャリアと、前記キャリア側から前記ころ軸受へ向けて潤滑油を供給する潤滑経路とを備え、前記各遊星軸が、少なくとも一端が前記キャリアに支持される軸体と、この軸体に外嵌されかつ外周面が前記ころ軸受の軌道面となるスリーブとからなり、前記潤滑経路が、前記キャリアにおいて前記各遊星軸の支持部位に設けられる油導入通路と、前記スリーブに径方向に貫通形成される油供給孔と、前記軸体と前記スリーブとの間に設けられて前記油導入通路から前記油供給孔へ潤滑油を送る中間通路とで構成されており、前記軸体が、スプライン軸とされ、前記油導入通路が前記スプライン軸のスプライン溝内で開口され、前記中間通路が、前記スプライン軸のスプライン溝とスリーブとで囲む空間および前記スプライン歯の途中に設けられて周方向に隣り合う前記空間を連通する切り欠きで構成されている。
【０００７】
この場合、遊星軸を軸体とスリーブとの２ピース構造としており、潤滑経路の中間通路を軸体とスリーブとの間に形成している。そのため、前記中間通路を確保するのに軸体の外周面に溝を形成するなどすればよく、従来例のように中実の軸体の中心をドリル加工しないので、切り屑の処理が不要になる。
【０００９】
この場合、スプライン軸を用いて、そのスプライン溝を利用して中間通路を確保しているから、スプライン軸の加工としては切り欠きを設けるだけで済むなど、従来例に比べて加工が簡単になる。
【００１０】
また、本発明は、前記キャリアに対する前記スプライン軸の支持が、前記キャリアに軸方向に貫通して設けられる貫通孔に対して前記スプライン軸をルーズフィット状態で嵌入させた形態とすることができる。
【００１１】
この場合、遊星軸はキャリアの貫通孔に対してルーズフィット状態で嵌入されているため、遊星転動体の軸心が太陽軸の回転軸心に対して傾いたとき、遊星転動体の傾きに遊星軸が追従し、上記傾きを許容することができる。このため、遊星転動体および遊星軸に対してモーメント荷重が作用したときでも、このモーメント荷重を軽減できる。また、遊星軸がキャリアに対して回転可能となっているので、遊星軸と、ころ軸受と、遊星転動体との相対回転数を低減し、これら遊星軸、ころ軸受および遊星転動体の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図７に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、動力伝達装置として周知の遊星ギヤタイプを例に挙げている。図中、１は固定輪、２は太陽輪、３は複数の遊星ギヤ、４は複数の遊星軸、５は針状ころ軸受、６はキャリアである。
【００１３】
固定輪１は、図示しないケースなどに非回転状態に取り付けられるものであり、内周面にはヘリカルギヤが形成されている。
【００１４】
太陽輪２は、その内周面にスプラインが、また、外周面にヘリカルギヤがそれぞれ形成されており、この内周面に対して第１回転軸７がスプライン嵌合されている。
【００１５】
遊星ギヤ３は、その内周面が円形で、外周面にヘリカルギヤが形成されており、この遊星ギヤ３それぞれが固定輪１と太陽輪２とに対して噛合されている。
【００１６】
遊星軸４は、遊星ギヤ３の内周面に対して針状ころ軸受５を介して挿入されている。
【００１７】
針状ころ軸受５は、いわゆるケージアンドローラと呼ばれるもので、針状ころおよび保持器からなる。この針状ころ軸受５は、遊星ギヤ３を外輪とし、遊星軸４を内輪として用いられる。
【００１８】
キャリア６は、２枚の対向する環状板８，９の外径側の円周数ヶ所を架橋壁１０で連接したような形状である。このキャリア６の第１、第２環状板８，９の対応する円周数ヶ所（３ヶ所）には、貫通孔８ａ，９ａがそれぞれ設けられており、第１環状板８の貫通孔８ａに対して遊星軸４の一端が、また、第２環状板９の貫通孔９ａに対して遊星軸４の他端がそれぞれ嵌入装着されている。また、このキャリア６の第１環状板８の中心孔には、スプラインが形成されており、この中心孔に対して第２回転軸１１がスプライン嵌合されている。
【００１９】
次に、動作を説明する。まず、第１回転軸７を駆動する場合には、太陽軸２が一体回転するので、遊星ギヤ３が自転および公転し、この公転に伴いキャリア６および第２回転軸１１が従動される。このとき、第１回転軸７の回転動力が減速されて第２回転軸１１に伝達される。
【００２０】
一方、第２回転軸１１を駆動する場合には、キャリア６が一体回転するので、遊星ギヤ３が自転および公転し、この公転に伴い太陽輪２および第１回転軸７が従動される。このとき、第２回転軸１１の回転動力が増速されて第１回転軸７に伝達される。
【００２１】
この実施形態では、針状ころ軸受５に対して潤滑油を供給するための潤滑経路を遊星軸４に設けているので、詳しく説明する。
【００２２】
上記各遊星軸４は、スプライン軸１２の軸方向中間位置にスリーブ１３をしまり嵌めにて外嵌装着した２ピース構造になっている。
【００２３】
スプライン軸１２は、例えばクロムモリブデン鋼鋼材（ＪＩＳＧ４１０５）を硬化処理（浸炭焼入れ、焼き戻し）したもの、あるいは高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＪＩＳＧ４８０５）を硬化処理（ずぶ焼入れ、焼き戻し）したものなどからなり、各スプライン歯１２ａの軸方向中間位置には切り欠き１５がそれぞれ設けられている。
【００２４】
スリーブ１３は、例えばクロムモリブデン鋼鋼材（ＪＩＳＧ４１０５）を硬化処理（浸炭焼入れ、焼き戻し）したもの、高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＪＩＳＧ４８０５）を硬化処理（ずぶ焼入れ、焼き戻し）したもの、あるいはみがき特殊帯鋼（ＪＩＳＧ３３１１）を硬化処理（浸炭焼入れ、焼き戻し）したものなどからなり、その外周面が針状ころ軸受５の軌道面１６となる。スリーブ１３の軸方向中間位置に、径方向に貫通する油供給孔１８が周方向に２箇所、１８０°ピッチで設けられている。スリーブ１３は、その軸方向寸法がキャリア６の第１，第２環状板８，９間の距離より小さく、針状ころ軸受５の軸方向寸法よりも大きく設定されている。スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂとスリーブ１３とで囲む空間１４およびスプライン歯１２ａに設けられて周方向に隣り合う前記空間１４を連通する切り欠き１５が、中間通路となる。
【００２５】
各遊星軸４が嵌入装着されるキャリア６の第１，第２環状板８，９の貫通孔８ａ，９ａは、ともにスプライン軸１２のスプライン歯１２ａそれぞれの外接円径よりも大径で、かつ、スリーブ１３の外径よりも小径の丸孔とされている。このキャリア６の貫通孔８ａに対して各遊星軸４のスプライン軸１２の一端側が、また、キャリア６の貫通孔９ａに対して各遊星軸４におけるスプライン軸１２の他端側がそれぞれルーズフィット状態で嵌入される。この状態では、各遊星軸４はキャリア６の第１，第２環状板８，９に対して回転可能となるとともに、各遊星軸４はスリーブ１３によりキャリア６の第１，第２環状板８，９間において軸方向に抜け止めされる。
【００２６】
なお、キャリア６の第２環状板９には、その３つの貫通孔９ａの内周面から径方向に沿って第２環状板９の中心孔に向けて貫通する３つの油導入通路１７が設けられており、この油導入通路１７がスプライン軸１２のスプライン溝１２ｂ内に開口する。ただし、各遊星軸４の回転に伴い、油導入通路１７がスプライン歯１２ａにより閉塞されることを防止するため、油導入通路１７がスプライン歯１２ａと対向したとき、油導入通路１７の少なくとも一部がスプライン溝１２ｂ内に開口するようにする。例えば、図７に示すように、油導入通路１７を円形孔としたとき、その直径Ｄと、スプライン歯１２ａの先端の周方向幅Ｗとの関係を、Ｄ＞Ｗに設定する。また、第１回転軸７には、油通路７ａが設けられており、この油通路７ａから供給される潤滑油が、前記キャリア６の油導入通路１７に対して供給されるようになっている。
【００２７】
このように、上記油導入通路１７、油供給孔１８および中間通路で潤滑経路を作っている。
【００２８】
次に、針状ころ軸受５に対する潤滑油の供給動作を説明する。すなわち、第１回転軸７内に設けられる油通路７ａから潤滑油が供給されるが、潤滑油が回転遠心力などによってキャリア６の油導入通路１７に対して導入される。このように油導入通路１７に導入された潤滑油は、スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂとスリーブ１３とで囲まれる空間１４およびスプライン軸１２のスプライン歯１２ａに設けた切り欠き１５を経て、スリーブ１３の油供給孔１８へと導かれ、この油供給孔１８から遊星ギヤ３と遊星軸４との対向空間に対して潤滑油が供給される。
【００２９】
以上の実施形態では、遊星軸４を、スプライン軸１２とスリーブ１３との２ピース構造としており、潤滑経路の中間通路をスプライン溝１２ｂを利用して確保しているから、スプライン軸１２の加工としては切り欠き１５を設けるだけで済み、従来例のように中実の軸体の中心をドリル加工しないので、切り屑の処理が不要になる。したがって、製造コストを低減するうえで有利となる。
【００３０】
また、各遊星軸４はキャリア６の第１，第２環状板８，９の貫通孔８ａ，９ａに対してルーズフィット状態で嵌入されているため、遊星ギヤ３の軸心が太陽軸２の回転軸心に対して傾いたとき、遊星ギヤ３の傾きに遊星軸４が追従し、上記傾きを許容することができる。このため、遊星ギヤ３および遊星軸４に対してモーメント荷重が作用したときでも、このモーメント荷重を軽減できる。また、各遊星軸４がキャリア６に対して回転可能となっているので、遊星ギヤ３と、各遊星軸４と、針状ころ軸受５との相対回転数を低減し、これら遊星ギヤ３、遊星軸４および針状ころ軸受５の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３２】
（１）図８に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、各遊星軸４について、スリーブ１３の軸方向長さがスプライン軸１２と同じに設定され、キャリア６の第１，第２環状板８，９の貫通孔８ａ，９ａにスリーブ１３の軸方向両端が圧入により嵌入装着されている。スリーブ１３には油導入孔１９が設けられており、この油導入孔１９は、スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂ内に開口しているとともに、キャリア６の第２環状板９の貫通孔９ａの内周面に設けられた油導入通路１７に連通している。スリーブ１３の軸方向中間位置には上記実施形態と同様の油供給孔１８が設けられている。この実施形態では、スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂとスリーブ１３とで囲まれる空間１４およびスプライン軸１２のスプライン歯１２ａに設けた切り欠き１５が、油導入孔１９と油供給孔１８とを連通する中間通路を作っており、この中間通路と、油導入通路１７、油供給孔１８で潤滑経路を作っている。この場合、針状ころ軸受５に対する潤滑油の供給動作は次のようになる。すなわち、第１回転軸７内に設けられる油通路７ａから供給される潤滑油が、回転遠心力によってキャリア６の油導入通路１７を経てスリーブ１３の油導入孔１９に対して導入される。このように油導入孔１９に導入された潤滑油は、スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂとスリーブ１３とで囲まれる空間１４およびスプライン軸１２のスプライン歯１２ａに設けた切り欠き１５を経て、スリーブ１３の油供給孔１８へと導かれ、この油供給孔１８から遊星ギヤ３と遊星軸４との対向空間に対して潤滑油が供給される。
【００３３】
（２）スプライン軸１２の各スプライン歯１２ａに設けた切り欠き１５の配置は、軸方向中間位置に限定されず、針状ころ軸受５の配置領域内のどの箇所に設けてもよい。また、図９に示すように、切り欠き１５を油導入通路１７から油供給孔１８へ向けて徐々に近づくように各スプライン歯１２ａごとに軸方向にずらした配置としてもよい。
【００３４】
（３）図１０に示すように、キャリア６の第１，第２環状板８，９の貫通孔８ａ，９ａにキャップ２０を取り付けることにより、スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂとスリーブ１３とで囲まれる空間１４の両端を閉塞することができる。これにより空間１４の両端縁からの潤滑油の漏れを防止し、油供給孔１８への潤滑油の供給効率が向上する。
【００３５】
（４）キャリア６の第１，第２環状板８，９の貫通孔８ａ，９ａに対して、各遊星軸４のスプライン軸１２をスプライン嵌合とすることができる。この場合、キャリア６の第２環状板９の貫通孔９ａに設けられる油導入通路１７が、スプライン軸１２のスプライン溝１２ｂ内に開口するように、スプライン軸１２の周方向の位相を合わせる。この場合も、スプライン軸１２の両端縁からの潤滑油の漏れを防止できる。
【００３６】
（５）スプライン軸１２は中空としてもよい。この場合、遊星軸４の軽量化を図ることができる。
【００３７】
（６）スリーブ１３の油供給孔１８の配置位置は、針状ころ軸受５の軌道面１６の範囲内のどこでもよく、また、その設置数も問わない。
【００３８】
（７）上記各実施形態において、キャリア６を第２回転軸１１と一体に形成したものとすることができる。その他、上記実施形態では、遊星ギヤ式の動力伝達装置を例に挙げたが、遊星ローラ式の動力伝達装置とすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明では、従来例のように中実の遊星軸の中心をドリル加工しないので、切り屑の処理が不要になる。したがって、製造コストを低減でき、安価な動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る遊星ギヤ式動力伝達装置の上半分を断面にした図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】図１の要部拡大断面図
【図４】遊星軸の径方向断面図
【図５】遊星軸の斜視図
【図６】遊星軸の分解斜視図
【図７】キャリアの貫通孔における油導入通路と、スプライン軸のスプライン歯との寸法関係を示す図
【図８】本発明の他の実施形態に係る遊星ギヤ式動力伝達装置の要部拡大断面図
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る遊星ギヤ式動力伝達装置の要部拡大断面図
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る遊星ギヤ式動力伝達装置の要部拡大断面図
【符号の説明】
１固定輪
２太陽軸
３遊星ギヤ
４遊星軸
５針状ころ軸受
６キャリア
１２スプライン軸
１２ａスプライン歯
１２ｂスプライン溝
１３スリーブ
１４空間
１５切り欠き
１７油導入通路
１８油供給孔

Claims

固定輪と、固定輪の内周に同心状に挿通される太陽軸と、太陽軸と固定輪との間に介装される複数の遊星転動体と、各遊星転動体に対してそれぞれラジアルタイプのころ軸受を介して挿通される遊星軸と、各遊星軸をそれぞれ支持するキャリアと、前記キャリア側から前記ころ軸受へ向けて潤滑油を供給する潤滑経路とを備え、
前記各遊星軸が、少なくとも一端が前記キャリアに支持される軸体と、この軸体に外嵌されかつ外周面が前記ころ軸受の軌道面となるスリーブとからなり、
前記潤滑経路が、前記キャリアにおいて前記各遊星軸の支持部位に設けられる油導入通路と、前記スリーブに径方向に貫通形成される油供給孔と、前記軸体と前記スリーブとの間に設けられて前記油導入通路から前記油供給孔へ潤滑油を送る中間通路とで構成されており、
前記軸体が、スプライン軸とされ、前記油導入通路が前記スプライン軸のスプライン溝内で開口され、前記中間通路が、前記スプライン軸のスプライン溝とスリーブとで囲む空間および前記スプライン歯の途中に設けられて周方向に隣り合う前記空間を連通する切り欠きで構成されている、動力伝達装置。
前記キャリアに対する前記スプライン軸の支持が、前記キャリアに軸方向に貫通して設けられる貫通孔に対して前記スプライン軸をルーズフィット状態で嵌入させた形態とされている、請求項１の動力伝達装置。