JP6674551B2 - 延伸遊星ピン・アセンブリ - Google Patents

Description

本開示は、概して、遊星ベアリングに関する。より詳細には、本開示は、遊星ベアリングのピンを通る潤滑油の流れを強化するためのプラグに関する。

変速装置における遊星ベアリングの典型的な懸念は、遊星ベアリングの転がり要素への充分な潤滑油の流れである。キャリア、中空ピン、半中空ピン、十字穴あけピン、ボール／延伸プラグピン、等における潤滑油ダムは、遊星ベアリングに潤滑油を向ける装置及び方法である。これらの設計の各々には、高コスト、追加の顧客組立て、プレスボール又は延伸スチールプラグからのピン変形、プレスプラグが抜け落ちるリスク、及び特殊な留意事項（すなわち、バリ取りと洗浄操作）を必要とする複数の複雑な機械操作からの破片／バリ、等を含み得る、それ自体の懸念がある。

本発明は、従来技術の構成及び方法の留意事項を認識して取り組む。

本開示による一実施形態は、遊星ギヤにおける使用のためのピン・アセンブリであって、円筒形の側壁であって、ピンの第１の端部から第２の端部にその長手方向の中心軸線に沿って延伸する中央孔、中央孔と流体連通する入口孔、中央孔と流体連通する出口孔、及び第１の端部に隣接するピンの側壁の中に径方向に外方に延伸する第１の環状溝を画定する側壁を含むピン・アセンブリである。円筒形の第１のプレートは、第１の側壁、第２の側壁、及びそれらの間に延伸する円筒形の外壁を含み、第１のプレートは、ピンの第１の環状溝内に配置される。長手方向の中心軸線に平行な方向における第１のプレートの幅は、長手方向の中心軸線に平行な方向における第１の環状溝の幅より小さく、第１のプレートは、第１の環状溝内で軸線方向に摺動可能である。

本開示による別の実施形態は、遊星ギヤにおける使用のためのピン・アセンブリであって、円筒形の側壁を有するピンであって、側壁は、ピンの開口を画定する第１の端部から第２の端部にその長手方向の中心軸線に沿って延伸する中央孔、中央孔と流体連通する入口孔、中央孔と流体連通する出口孔、及びピンの第１の端部に隣接するピンの側壁の中に径方向に外方に延伸する第１の環状溝を画定する、ピンと、第１の側壁、第２の側壁、及びそれらの間に延伸する円筒形の外壁を含む円筒形の第１のプレートとを含み、第１の環状溝は、開口に隣接するピンの第１の端部に配置され、第１のプレートは、第１の環状溝内に配置されている、ピン・アセンブリである。

本開示による別の実施形態は、遊星ギヤ・セットのベアリング・アセンブリのためのピン・アセンブリを製造する方法であって、薄板材鋼から中空の円筒形のピンを延伸するステップと、円筒形のピンにおいて形成ステップを実行するステップと、円筒形のピンにおいて硬化ステップを実行するステップとを含む方法である。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の１つ又は複数の実施形態を示し、発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。

当業者に向けられた本発明の最良の形態を含む本発明の完全で可能な開示が、添付の図面を参照する本明細書において明らかにされる。

本開示の実施形態によるベアリング・ピン・アセンブリを含む遊星ギヤ・アセンブリの斜視図である。 図１に示されるような遊星ベアリング・ピン・アセンブリの断面図である。 図２に示される遊星ベアリング・ピン・アセンブリの部分断面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの代替の実施形態の部分断面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの代替の実施形態の断面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの代替の実施形態の断面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの実施形態の端面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの実施形態の端面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの実施形態の端面図である。 本開示による遊星ベアリング・ピン・アセンブリの代替の実施形態の斜視図である。 線９−９に沿った図８に示される遊星ベアリング・ピン・アセンブリの断面図である。

本明細書及び図面における参照記号の繰り返しの使用は、本開示による本発明の同一又は類似の機構又は要素を表すことが意図される。

ここで、本発明の現在の好ましい実施形態を詳細に参照し、その１つ又は複数の実施例が添付図面に示される。各実施例は、限定ではなく、本発明の説明として提供される。実際、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、本発明に変更及び変形がなされることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として示され、又は説明される機構が別の実施形態において使用されて、更に別の実施形態をもたらしてもよい。この結果、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に含まれるようなこのような変更及び変形を包含することが意図される。

ここで図面を参照すると、図１は、自動変速装置の遊星ギヤ・セット１４における使用のためのベアリング・アセンブリ１０を示す。しかし、当業者であれば、ベアリング・アセンブリ１０はまた他の用途において使用されることができることを理解するであろう。ベアリング・アセンブリ１０は、中心軸線１８と、中心軸線１８と同軸のベアリング・ケージ２２と、ベアリング・ケージ２２によって受け入れられ、ベアリング・ケージ２２に対して回転可能である複数の転がり要素２４（例えば、針状ころ）とを含む。示された実施形態においては、遊星ベアリング・セット１４は、１つ又は複数の遊星ギヤ２６を含み、各遊星ギヤ２６は、ベアリング・アセンブリ１０を受け入れるように形作られた中央孔３０を含む。ベアリング・アセンブリ１０は、次に、遊星ギヤ２６及び中心軸線１８と同軸のピン・アセンブリ１００を受け入れる。好ましくは、各ピン・アセンブリ１００は、ステーキングによって遊星ギヤ・セットのキャリア４０に各端部において固定される。ベアリング・アセンブリ１０は、ピン・アセンブリ１００に対する遊星ギヤ２６の相対的な回転を可能に、一方、それらの間の回転摩擦を最小化する。通常の動作の間においては、複数の転がり要素２４は、中央孔３０の内側表面３１とピン・アセンブリ１００の外側表面３６との両方に接触する。

加えて図２を参照すると、遊星ピン・アセンブリ１００は、遊星ベアリングの内側軌道を画定するピン２００（又はシャフト）における潤滑油の流れを強化するプレート１２０（又はプラグ）を含む。示されるように、ピン２００は、端壁２５０で終端して、端壁２５０に対向するピン２００の端部に形成された開口２４０から軸線方向に内方に延伸する行き止まりの孔２２０を形成する円筒形の側壁２１０を含む。好ましくは、ピン２００は、これに限定されるものではないが、１０７４鋼、１５２４鋼、又は類似の材料のような意図された使用に適した材料の延伸カップ（ｄｒａｗｎ ｃｕｐ）によって形成される。ピン２００を形成するためにカップを延伸する場合に、軸線方向に延伸する環状フランジ３００が開口２４０に隣接して形成され、環状フランジ３００は、図３に最もよく示されるように、ピン２００の長手方向の中心軸線１１０に対する径方向においてピンの円筒形の側壁部分２１０より薄い。径方向の内方に延伸する環状棚部２３０がピンの側壁部分２１０と環状フランジ３００との交差部において形成されることに留意されたい。入口孔２６０及び出口孔２８０は、ピンの外側表面から行き止まりの孔２２０に径方向に内方に延伸する。

プレート１２０は、実質的にディスク形状であって、一対の第１の側壁１４０及び第２の側壁１６０のそれぞれと、それらの間に延伸する円筒形の外壁１８０とによって画定される。組立ての間において、プレート１２０は、環状フランジ３００によって形成されたピンの行き止まりの孔２２０の一部に摺動可能に受け入れられる。好ましくは、プレート１２０の直径は、環状フランジ部分３００の内径より僅かに小さく、プレート１２０は、その中で自由に軸線方向に摺動する。同様に、プレート１２０はまた、環状溝内で長手方向の中心軸線１１０の周りに自由に円周方向に移動してもよい。プレート１２０が行き止まりの孔２２０に位置決めされた後、環状フランジ部分３００の遠位部分３２０は、径方向に内方に屈曲されて、プレート１２０は、環状棚部２３０と遠位部分３２０との間に画定された環状溝２７０に保持される。プレート１２０は、鋼、ポリマー、ゴム、及びエラストマーから形成することができる。任意に、これに限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、リン酸塩、銀、等のようなコーティングが、環状溝２７０内の摺動運動を強化するためにプレート１２０に設けられてもよい。

ピン・アセンブリ１００の動作の間に、油は、入口孔２６０を通ってピン２００の行き止まりの孔２２０の中に導入される。最初に、プレート１２０は、環状溝２７０内のその位置に依存して、限られた量の油を漏出させてもよい。例えば、プレート１２０は、図２に示されるように環状溝２７０に位置決めされる場合に、プレート１２０を通って漏出する幾らかの油が好ましくは存在する。しかし、ピン２００内で油圧が高まると、プレート１２０は、環状フランジの遠位部分３２０の内側表面３４０に当接するまで軸線方向に外方に付勢され、それによって、それらの間にシールが形成され、プレート１２０を迂回する油の量が最小化される。そして、油は、出口孔２８０を通って自由にピン２００を出る。

ここで図４を参照すると、形状が円錐台形である外壁２９０を含む環状溝２７０を有するピン２００ａを含む遊星ピン・アセンブリ１００ａの代替の実施形態が示される。外壁２９０は、ピンの長手方向の中心軸線１１０を通る平面に存在するピンの断面を見ると、ピンの外側表面と角度（α）を形成する。このように、プレート１２０が油圧の増加のため、軸線方向に外方に移動すると、プレート１２０の外壁１８０は、環状フランジの遠位部分３２０の内側表面３４０ではなく、その外周に沿って環状溝２７０の外壁２９０とシールを形成する。

ここで図５を参照すると、遊星ピン・アセンブリ１００ｂの代替の実施形態が示される。遊星ピン・アセンブリ１００ｂは、図２及び図３に示される実施形態に対して、ピン２００ｂの各端部が、プレート１２０が受け入れられる環状溝２７０を含むことでのみ異なる。ピン２００ｂを形成するための延伸プロセスの間に、端壁２５０（図２）を有するカップを形成するのではなく、ピンは２つの開口端部を有するように延伸される。

図６に示されるように、遊星ピン・アセンブリ１００ｃの更に別の代替の実施形態は、プレート１２０が環状溝２７０内で自由に移動しないピン２００ｃを含む。むしろ、環状フランジ３００の遠位部分３２０は、プレート１２０がピン２００ｃの環状棚部２３０に対して付勢されてそれとシールを形成するまで、径方向と軸線方向に内方との両方に押し付けられる。

ここで図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、上で説明された遊星ピン・アセンブリ１００が、様々な潤滑油の入口及び出口孔・インジケータと共に示される。具体的には、図７Ａに示されるように、出口孔２８０（図２）と位置合わせされたピンの環状フランジ部分の遠位部分３２０において、タブ４０１が設けられる。或いは、入口孔２６０と出口孔２８０との間の位置合わせを示すインジケータライン４２０が、ピン２００の端壁２５０において設けられてもよい。同様に、図７Ｃに示されるように、ピン２００における出口孔２８０の位置を示すインジケータマーク４００が設けられてもよい。これらの入口／出口インジケータは、各ピン２００がこれを通る潤滑油の流れを容易にするために望ましい位置合わせで組立てられることを保証することに役立つということにおいて、遊星ベアリングの組立てを容易にする。

加えて図８及び図９を参照すると、遊星ピン４００の代替の実施形態は、好ましくは中空の延伸シャフトである。示されるように、各ピン４００は、ベアリング・グレードのチューブ、バー、又はワイヤ鋼から機械加工されるのではなく、薄板材からプレスにおいて延伸される。プレスにおける延伸によって、「薄い壁」の大きい直径（直径が２５ｍｍより大きい）のシャフトが製造される。好ましくは、各ギヤ軸の壁厚は、３ｍｍより大きく、薄板材は、硬化性のベアリング・グレードの鋼である。延伸の後、薄板材は形成プレスで処理されて、各ピン４００の最終形状が得られる。

次に、形成された各ピン４００は、６０ＨＲＣより大きい硬度が得られるように炉で貫通硬化され（ｔｈｒｕ−ｈａｒｄｅｎｅｄ）、又は炭化される。そして、各貫通硬化されたピン４００の対向する端部に配置されたリップ４０２は、リップ４０２の硬度を６７ＨＲａ未満に低下させるために焼戻プロセスを受ける。焼戻プロセスは、各ピン４００のキャリア４０（図１）へのステーキングを容易にする。最後に、各ピン４００は、既存の基準に従って、その提供される用途の表面仕上げ要件を満足するように研磨される。

本発明の１つ又は複数の好ましい実施形態が上で説明されたが、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、本発明に様々な変更及び変形がなされることができることは、当業者によって理解されるべきである。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲及び精神内に含まれるようなこのような変更及び変形を包含することが意図される。

Claims (17)

1. 遊星ギヤにおける使用のためのピン・アセンブリであって、
   円筒形の側壁を含むピンであって、前記側壁は、前記ピンの第１の端部から第２の端部にその長手方向の中心軸線に沿って延伸する中央孔、前記中央孔と流体連通する入口孔、前記中央孔と流体連通する出口孔、及び前記第１の端部に隣接する前記ピンの前記側壁の中に径方向に外方に延伸する第１の環状溝を画定する、ピンと、
   第１の側壁、第２の側壁、及びそれらの間に延伸する円筒形の外壁を含むディスク形状の円筒形の第１のプレートであって、前記ピンの前記第１の環状溝内に配置された第１のプレートと
   を備え、
   前記長手方向の中心軸線に平行な方向における前記第１のプレートの幅は、前記長手方向の中心軸線に平行な方向における前記第１の環状溝の幅より小さく、前記第１のプレートは、前記第１の環状溝内で軸線方向に摺動可能である、ピン・アセンブリ。
2. 前記ピンの前記第１の環状溝は、第１の環状表面、第２の環状表面、及びそれらの間に延伸する外側表面によって画定され、前記第１の環状表面及び第２の環状表面はそれぞれ、前記ピンの前記長手方向の中心軸線に対して横方向である、請求項１に記載のピン・アセンブリ。
3. 前記ピンの前記第１の環状溝の前記外側表面は円筒形である、請求項２に記載のピン・アセンブリ。
4. 前記ピンの前記第１の環状溝の前記外側表面は円錐台形である、請求項２に記載のピン・アセンブリ。
5. 流体が入口孔を通って中央孔の中に導入された場合に、前記第１のプレートの前記第１の側壁は、前記ピンの前記第１の環状溝の前記第１の環状表面に当接して、それらの間にシールが形成される、請求項２に記載のピン・アセンブリ。
6. 前記ピンの前記第２の端部に隣接する前記ピンの前記側壁の中に径方向に外方に延伸する第２の環状溝と、
   第１の側壁、第２の側壁、及びそれらの間に延伸する円筒形の外壁を含むディスク形状の円筒形の第２のプレートと
   を更に備え、前記第２のプレートは、前記ピンの前記第２の環状溝内に配置され、前記第２の環状溝内で軸線方向に摺動可能である、請求項１に記載のピン・アセンブリ。
7. 前記ピンは、その第２の端部において前記ピンの前記側壁と連続する底壁を有する延伸カップである、請求項１に記載のピン・アセンブリ。
8. 前記入口孔と前記出口孔との両方が、前記ピンの円筒形の前記側壁を径方向に通って、前記長手方向の中心軸線に対して横方向である、請求項１に記載のピン・アセンブリ。
9. 前記第１のプレートは、前記長手方向の中心軸線の周りに前記ピンの前記第１の環状溝内で回転可能である、請求項１に記載のピン・アセンブリ。
10. 遊星ギヤにおける使用のためのピン・アセンブリであって、
    円筒形の側壁を含むピンであって、前記側壁は、前記ピンの開口を画定する第１の端部から第２の端部にその長手方向の中心軸線に沿って延伸する中央孔、前記中央孔と流体連通する入口孔、前記中央孔と流体連通する出口孔、及び前記ピンの前記第１の端部に隣接する前記ピンの前記側壁の中に径方向に外方に延伸する第１の環状溝を画定する、ピンと、
    第１の側壁、第２の側壁、及びそれらの間に延伸する円筒形の外壁を含むディスク形状の円筒形の第１のプレートと
    を備え、
    前記第１の環状溝は、前記開口に隣接する前記ピンの前記第１の端部に配置され、前記第１のプレートは、前記第１の環状溝内に配置されている、ピン・アセンブリ。
11. 前記ピンの前記長手方向の中心軸線に平行な方向における前記第１のプレートの幅は、前記ピンの前記長手方向の中心軸線に平行な方向における前記第１の環状溝の幅より小さく、前記第１のプレートは、前記第１の環状溝内で軸線方向に摺動可能である、請求項１０に記載のピン・アセンブリ。
12. 前記ピンの前記第１の環状溝は、第１の環状表面、第２の環状表面、及びそれらの間に延伸する外側表面によって画定され、前記第１の環状表面及び第２の環状表面はそれぞれ、前記ピンの前記長手方向の中心軸線に対して横方向である、請求項１０に記載のピン・アセンブリ。
13. 前記ピンの前記第１の環状溝の前記外側表面は円筒形である、請求項１２に記載のピン・アセンブリ。
14. 前記ピンの前記第１の環状溝の前記外側表面は円錐台形である、請求項１２に記載のピン・アセンブリ。
15. 流体が入口孔を通って中央孔の中に導入された場合に、前記第１のプレートの前記第１の側壁は、前記ピンの前記第１の環状溝の前記第１の環状表面に当接して、それらの間にシールが形成される、請求項１２に記載のピン・アセンブリ。
16. 前記ピンは、その第２の端部において前記ピンの前記側壁と連続する底壁を有する延伸カップである、請求項１０に記載のピン・アセンブリ。
17. 前記ピンは、前記中央孔に配置された環状棚部と、前記第１の端部に配置された径方向に内方に依存する環状フランジとを更に備えて、前記第１の環状フランジは、それらの間に配置され、前記環状フランジは、前記第１のプレートを前記環状棚部に当接して保持する、請求項１０に記載のピン・アセンブリ。

Images