JP4340933B2 - 遊星変速機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊星ギヤ機構や遊星ローラ機構等の遊星機構に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
遊星ギヤ機構では、リングギヤとサンギヤとの間に複数の遊星ギヤを介在させており、これらの遊星ギヤはキャリアにより支軸を介して回動自在に支持されている。通例、支軸の外周面と遊星ギヤの内周面との間には、転がり軸受が介在するが、小型化の要請から転動体を直接介在させる場合がある。
【０００３】
また、通例、焼き付き防止のために、転動体に潤滑剤を供給する機構を設けている。例えば、支軸の内部に潤滑剤溜め部を設け、この潤滑剤溜め部にキャリア側から通ずる導入路を介して潤滑剤を供給すると共に、転動体側へ通ずる導出路を介して潤滑剤溜め部から転動体に潤滑剤を供給するようにしている。
潤滑剤は重力によってハウジング内の下部に溜まる傾向にあるが、例えばキャリアが回転される場合には、キャリアの回転によって潤滑剤を攪拌しつつその遠心力を利用して、潤滑剤に送給圧を生じさせ、導入路及び潤滑剤溜め部を介して潤滑剤を転動体ヘ供給している。また、遊星ギヤ機構と同期して駆動される圧力源による送給圧を用いる場合もある。
【０００４】
何れの場合においても、遊星ギヤ機構及び圧力源が停止すると、遠心力や圧力源による送給圧がなくなる。このとき、導入路が潤滑剤溜め部から下方へ延びるような位置関係にあると、潤滑剤が自重によって導入路側へ下降流失してしまう。そうすると、次ぎに遊星ギヤ機構を始動したときに、転動体を潤滑するための潤滑剤が不足し、焼き付きを起こすおそれがある。同様の問題は遊星ローラ機構にも存在する。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、始動時の焼き付きを確実に防止することができる遊星変速機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、外輪部材と内輪部材との間にトルク伝達可能に介在する複数の環状の遊星部材と、支持板、及びこの支持板に固定され対応する遊星部材にそれぞれ挿通されて対応する遊星部材を回動自在に支持する複数の支軸を含むキャリアと、各支軸の外周面と対応する遊星部材の内周面との間に介在する複数の転動体と、各支軸の内部に形成され、潤滑剤を溜める潤滑剤溜め部と、各潤滑剤溜め部からキャリアの中心側へ延びており、各潤滑剤溜め部に、送給圧が与えられた潤滑剤を導入する導入路と、各支軸の内部に形成され、潤滑剤溜め部から転動体へ潤滑剤を導出する導出路と、各支軸の内部に設けられた弁手段とを備え、各弁手段は、対応する導入路に設けられる弁座と、この弁座に密接可能な弁体とを含み、当該遊星変速機構の回転が停止し且つ潤滑剤の送給圧がなくなったときに、上記複数の支軸のうち、キャリアの中心よりも上方に変位している支軸に設けられた弁手段の弁体が、自重によりキャリアの中心側に移動して、対応する弁座に密接し、その結果、各潤滑剤溜め部から対応する導入路を通して潤滑剤が下降流出することを防止するようにしてあることを特徴とするものである。
【０００７】
本態様では、遊星変速機構が停止して送給圧を生じさせるための遠心力がなくなったり、送給圧を生ずる圧力源が停止したりしたときに、弁が閉じ、潤滑剤溜め部の潤滑剤が重力により導入路を通して下降流失することが防止される。これにより、遊星変速機構の停止時においても潤滑剤溜め部に潤滑剤が保持される。したがって、次に遊星変速機構が始動されたときに、潤滑不足となるようなことがない。
【０００８】
また、上記導入路は潤滑剤溜め部からキャリアの中心側へ延びており、上記弁手段は、導入路に設けられる弁座と、送給圧がなくなったときに自重によりキャリアの中心側に移動することにより上記の弁座に密接する弁体とを含むので、下記の利点がある。すなわち、遊星変速機構の停止時において、キャリアの中心よりも上方に位置する導入路は、対応する潤滑剤溜め部からキャリアの中心側である下方へ延びることになり、したがって、これらの導入路に設けられた弁体のみが自重で弁を閉じることになる。自重により作動する弁を用いた簡単な構造で潤滑剤の流失防止を達成できる。
【０００９】
また、上記弁手段は支軸の内部に設けられるので、潤滑剤を供給する機構を支軸の内部に組み込むことができ、小型化と構造の簡素化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る遊星変速機構の要部の断面図である。本実施の形態では、リングギヤが固定されるタイプの遊星ギヤ機構の一例に則して説明するが、本発明はこれに限らず、他の公知の遊星ギヤ機構や遊星ローラ機構に適用することができる。
【００１１】
図１を参照して、遊星変速機構としての遊星ギヤ機構Ａは、ハウジング１に固定された外輪部材としてのリングギヤ２と、入力軸３に連結される内輪部材としてのサンギヤ４と、リングキヤ２とサンギヤ４との間に介在する複数の遊星ギヤ５とを備えている。
遊星ギヤ５はキャリア６によって回動自在に支持されている。キャリア６は、出力軸８に連結されており、自身が回転することにより遊星ギヤ５を公転させる。キャリア６は出力軸８に連結される環状の支持板６Ａと、この支持板６Ａに固定され各遊星ギヤ５を回動自在に支持する支軸７とを備えている。
【００１２】
遊星ギヤ５は環状をしており、その内周面９と支軸７の外周面１０との間には複数の円筒ころからなる転動体１１が介在している。この転動体１１を介して遊星ギヤ５が支軸７の周囲に回動自在に支持されている。
支軸７の一端部１２は、支持板６Ａの挿通孔１３に挿通された状態で固定されている。支軸７には、一端部１２側から軸方向に延びる孔が形成され、この孔によって潤滑剤を溜めるための潤滑剤溜め部１４が構成されている。この潤滑剤溜め部１４は上記一端部１２側から穴あけ加工され、一端部１２での開口端が栓１５により閉塞されている。
【００１３】
また、支軸７の一端部１２には、潤滑剤溜め部１４に潤滑剤を導入するための導入路１６が、潤滑剤溜め部１４からキャリア６の求心方向Ｘへ（軸心Ｃ側）へ延びるようにして形成されている。この導入路１６は支持板６Ａの径方向に延びる第１の供給路１７に連通しており、また第１の供給路１７は出力軸８を軸方向に貫通してポンプＰに通ずる第２の供給路１８に連通している。ポンプＰは本遊星ギヤ機構Ａと同期して駆動されるものであり、ポンプＰによる所定の送給圧を持って潤滑剤が第２の供給路１８、第１の供給路１７及び導入路１６を介して潤滑剤溜め部１４ヘ送給されるようになっている。
【００１４】
支軸７の遊星ギヤ５の軸方向に中央部には、潤滑剤溜め部１４から遠心方向Ｙに沿って、転動体１１側へ潤滑剤を導く導出路１４ａが形成されている。
また、上記の導入路１６には、送給圧がなくなったときに潤滑剤溜め部１４から導入路１６を通して潤滑剤が下降流出することを防止する弁１９が設けられている。図２（ａ）及び（ｂ）を参照して、導入路１６に設けられる弁座２０と、送給圧がなくなったときに自重により下降して、上記の弁座２０に密接する例えばボールからなる弁体２１とを含んでいる。
【００１５】
弁座２０は図３に示すような環状板２２の内周縁２３により構成され、内周縁２３は複数の舌片２４を有する菊座状をなしている。図２（ａ）及び（ｂ）において、２５は弁体２１の潤滑剤溜め部１４側への移動を規制する規制部である。この規制部２５は、図２（ａ）に示すように弁体２１が規制部２５に当接した状態で、潤滑剤溜め部１４側への潤滑剤の導入を許容する複数の溝２６を放射状に形成している。
【００１６】
次いで、図２（ａ）及び（ｂ）並びに図4 を参照して、弁１９の働きについて説明する。図２（ａ）及び（ｂ）は軸心Ｃよりも上方に変位している支軸７を示しており、これらの図では求心方向Ｘが下方Ｚ１に沿い、遠心方向Ｙが上方Ｚ２に沿っている。
図２（ａ）に示すように遊星変速機構Ａ及びポンプＰの運転中の状態では、弁体２１は、その自重Ｗに抗して潤滑剤の送給圧Ｐ１及び遠心力Ｆによって上方Ｚ２の規制部２５側に押し付けられており、弁体２１と弁座２０との間には環状の隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓ及び導入路１６を通して潤滑剤溜め部１４側に潤滑剤が円滑に供給される。
【００１７】
そして、図２（ｂ）に示すように遊星変速機構Ａ及びポンプＰが停止した状態では、潤滑剤の送給圧Ｐ１がなくなるので、弁体２１が自重Ｗにより下降し、弁座２０に当接して上記の隙間Ｓを閉塞し、弁１９が閉じる。これにより、潤滑剤溜め部１４から導入路１６を介して潤滑剤が下降流出することが防止される。
一方、図４は遊星変速機構Ａ及びポンプＰの運転中において、軸心Ｃよりも下方に変位している支軸７を示しており、図４では求心方向Ｘが上方Ｚ２に沿い、遠心方向Ｙが下方Ｚ１に沿っている。図４に示すように弁体２１は、その自重Ｗ、潤滑剤の送給圧Ｐ１及び遠心力Ｆによって、下方Ｚ１の規制部２５側に押し付けられており、弁体２１と弁座２０との間には環状の隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓ及び導入路１６を通して潤滑剤溜め部１４側に潤滑剤が円滑に供給される。
【００１８】
また、図４において、遊星変速機構Ａ及びポンプＰが停止して、送給圧Ｐ１及び遠心力Ｆが働かなくなっても、弁体２１の自重により弁体２１が下降状態を維持できる。そもそも、図４の状態では、導入路１６が潤滑剤溜め部１４よりも上方に位置するので、潤滑剤溜め部１４から導入路１６側への潤滑剤の下降流出はあり得ない。
【００１９】
本実施の形態では、遊星変速機構Ａ及びポンプＰが停止したときに、軸心Ｃよりも上位に位置する支軸７に関して、ポンプＰや遠心力による送給圧Ｐ１がなくなったとしても、自重により弁１９が閉じ、潤滑剤溜め部１４の潤滑剤が導入路１６を通して下降流失することが防止される。これにより、遊星変速機構Ａの停止時においても潤滑剤溜め部１４に潤滑剤が保持される結果、次ぎに始動されたときに、潤滑不足となるようなことがなく、焼き付きの発生を確実に防止できる。
【００２０】
また、自重により作動する弁体２１を用いた簡単な構造で停止時の潤滑剤の流失防止を達成できる。
さらに、潤滑剤の供給・保持に係わる機構を支軸７の内部に組み込むことができ、小型化と構造の簡素化を図ることができる。
なお、上記実施の形態において、例えば、弁１９を支持板６Ａの第１の供給路１７に設けるようにしても良い。
【００２１】
また、ポンプＰを設けない場合、第１の供給路１７がハウジング１の内部に開放していて、重力により下方にハウジング１内の下部に溜まる傾向にある潤滑剤をキャリア６で攪拌しつつ遠心力で第１の供給路１７内に導くようにしても良い。
次いで、図５は本発明の他の実施の形態を示している。図５を参照して、本実施の形態が図１の実施の形態と異なるのは下記である。すなわち、図１の実施の形態では、出力軸８を貫通する第２の供給路１８、及びキャリア６の支持板６Ａを貫通する第１の供給路１７を介して、ポンプＰにより弁１９側へ強制的に潤滑剤を送給した。これに対して、本実施の形態では、潤滑剤は、入力軸３を軸方向に貫通する供給路５０、入力軸３を径方向に貫通する供給孔５１，５２を介してポンプＰによる送給圧をもってギヤ収容空間Ｂ内へ放出され、放出された潤滑剤は遠心力による送給圧を得て、軸受５３，５４，５５の内部空間を通過した後、遊星ギヤ５の両端面に対向する状態で支軸７に嵌められたサイドワッシャ５６の側方のスペース５７を経由して、弁１９に至るようになっている。
【００２２】
換言すると、本実施の形態では、ポンプＰにより送給された潤滑剤が、ハウジング１内に区画されるギヤ収容空間Ｂに放出された後、遠心力による送給圧によって、弁１９が配された導入路１６へ到達する。しかも、遠心力による送給の過程で軸受５３，５４，５５の潤滑にも貢献する。
図５において、図１の実施の形態と同様の機能を果たす構成については同一符号を付してその説明を省略する。遊星部材としての遊星ギヤ５は、転動体１１を転動させる外輪５Ａと、この外輪５Ａを一体回転可能に嵌め入れたギヤ形成体５Ｂとを含み、上記のサイドワッシャ５６は外輪５Ａの端面に対向している。また、出力軸８は入力軸３を取り囲む筒軸からなり、軸受５８を介して入力軸３により回転自在に支持されている。また、入力軸３に軸受５３を介して回転自在に支持された支持板６Ｂと、出力軸８に所定の変速比をもってギヤ結合する支持板６Ａとの間で、支軸７を両持ち支持している。すなわち、キャリア６は一対の支持板６Ａ，６Ｂと支軸７とを備えることになる。軸受５４は支持板６Ｂとこれに対向するサンギヤ４の端面との間に介在するスラスト軸受であり、軸受５５は支持板６Ａとこれに対向するサンギヤ４の端面との間に介在するスラスト軸受である。
【００２３】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明を、キャリア６が固定されるタイプのものや、ポンプを用いずに遠心力のみによって潤滑剤の送給圧を生じさせるタイプのものにも適用することができる等、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、遊星変速機構が停止して潤滑剤の送給圧がなくなったりしたときに、弁が閉じるので、潤滑剤溜め部の潤滑剤が導入路を通して下降流失することが防止される。これにより、遊星変速機構の停止時においても潤滑剤溜め部に潤滑剤が保持される結果、次ぎに始動されたときに、潤滑不足となるようなことがなく、焼き付きの発生を確実に防止できる。
【００２５】
また、自重により作動する弁を用いた簡単な構造で停止時の潤滑剤の流失防止を達成できる。さらに、潤滑剤の供給・保持に係わる機構を支軸の内部に組み込むことができ、小型化と構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の遊星ギヤ機構の要部の断面図である。
【図２】軸心よりも上位に位置する支軸の弁周囲を示す断面図であり、（ａ）は遊星ギヤ機構及びポンプが運転中の状態を示し、（ｂ）は停止時を示している。
【図３】弁座を提供する環状板の概略平面図である。
【図４】軸心よりも下位に位置する支軸の弁周囲を示す断面図であり、遊星ギヤ機構及びポンプが運転中の状態を示している。
【図５】本発明の他の実施の形態の遊星ギヤ機構の要部の断面図である。
【符号の説明】
Ａ 遊星ギヤ機構（遊星変速機構）
２ リングキヤ（外輪部材）
４ サンギヤ（内輪部材）
５ 遊星ギヤ（遊星部材）
６ キャリア
６Ａ，６Ｂ 支持板
７ 支軸
９ 内周面
１０ 外周面
１１ 転動体
１４ 潤滑剤溜め部
１６ 導入路
１７ 第１の供給路
１８ 第２の供給路
１９ 弁
２０ 弁座
２１ 弁体
Ｃ 軸心
Ｘ 求心方向
Ｙ 遠心方向
Ｚ１ 下方
Ｚ２ 上方
Ｂ ギヤ収容空間
５０ 供給路
５１，５２ 供給孔

Claims (1)

1. 外輪部材と内輪部材との間にトルク伝達可能に介在する複数の環状の遊星部材と、
   支持板、及びこの支持板に固定され対応する遊星部材にそれぞれ挿通されて対応する遊星部材を回動自在に支持する複数の支軸を含むキャリアと、
   各支軸の外周面と対応する遊星部材の内周面との間に介在する複数の転動体と、
   各支軸の内部に形成され、潤滑剤を溜める潤滑剤溜め部と、
   各潤滑剤溜め部からキャリアの中心側へ延びており、各潤滑剤溜め部に、送給圧が与えられた潤滑剤を導入する導入路と、
   各支軸の内部に形成され、潤滑剤溜め部から転動体へ潤滑剤を導出する導出路と、
   各支軸の内部に設けられた弁手段とを備え、
   各弁手段は、対応する導入路に設けられる弁座と、この弁座に密接可能な弁体とを含み、
   当該遊星変速機構の回転が停止し且つ潤滑剤の送給圧がなくなったときに、上記複数の支軸のうち、キャリアの中心よりも上方に変位している支軸に設けられた弁手段の弁体が、自重によりキャリアの中心側に移動して、対応する弁座に密接し、その結果、各潤滑剤溜め部から対応する導入路を通して潤滑剤が下降流出することを防止するようにしてあることを特徴とする遊星変速機構。

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