JP4211333B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

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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(JIS G 4105)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(JIS G 4805)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(JIS G 4105)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(JISG 4805)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(JIS G 3311)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 (2)

  1. 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。
  2. 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、請求項の動力伝達装置。
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