KR20070100808A

KR20070100808A - 플래니터리 기어의 윤활장치

Info

Publication number: KR20070100808A
Application number: KR1020077019072A
Authority: KR
Inventors: 준지 마츠시타; 사토루 와쿠타; 요시오 긴토; 세이고 가노; 가즈히사 오자키; 긴야 요시이; 마사토시 아다치
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤; 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-10-11
Also published as: JP2006266305A; DE112006000382T5; JP4642514B2; WO2006100963A1; DE112006000382B4; CN100529478C; US7377870B2; KR100876192B1; CN101128688A; US20060223665A1

Abstract

출력축(1₂) 및 스러스트 베어링(45)의 회전에 의하여, 기름구멍(65a)으로부터의 윤활유에는 원심력이 작용하고, 이 윤활유는, 레이스(53) 및 출력축 플랜지(1₂b)에 안내되어서 스러스트 베어링(45)을 윤활하면서, 레이스 외경부(外徑部)(53c)의 선단 간극(間隙)(g) 또는 컷아웃부(53d)를 지나서, 링 형상 홈(51)에 대략 전량이 안내된다. 또한, 연결구멍(52), 기름구멍(49, 46, 50)을 지나서 피니언 지지부(41)에 공급된다.

Description

플래니터리 기어의 윤활장치{Lubrication device for planetary gear}

본 발명은, 플래니터리 기어, 특히 자동차에 탑재되는 자동변속기, 하이브리드 구동장치에 이용되는 플래니터리 기어에 적용하기에 적합하며, 상세히는 플래니터리 기어의 윤활장치에 관한 것이다.

종래, 하이브리드 구동장치에 있어서의 구동용 모터 출력경로에 개재되는 변속장치의 플래니터리 기어 유닛에 있어서, 플래니터리 기어의 캐리어에 리시버를 설치한 윤활장치가 알려져 있다(예컨대 일본국 특허공개 2004-066898호 공보, 도 7, 참조).

상기 리시버는, 캐리어 옆쪽으로 돌출하여 설치되고, 또한 내경(內徑)방향이 개방되어 있어서, 회전축의 기름구멍으로부터의 윤활유가, 이 회전축의 회전에 수반하는 원심력에 의하여 스러스트 베어링을 통하여 비산(飛散)되고, 이 비산된 윤활유를, 축방향으로 돌출하여 내경측이 개방되어 있는 리시버에서 받아내며, 이 리시버에서 받은 윤활유를 피니언 샤프트의 기름구멍으로 안내하여 피니언을 지지하는 베어링을 윤활한다.

[발명의 개시]

상기 윤활장치는, 회전축의 회전에 의하여 비산된 윤활유를 리시버에서 받으므로, 윤활유의 공급효율이 충분하지 않으며, 특히 링기어 지지 플랜지를 끼워서 지지하는 스러스트 베어링을 통하여 윤활유를 비산하는 경우, 윤활유의 비산방향이 리시버방향으로부터 어긋날 비율이 높아, 충분한 윤활유를 피니언 샤프트에 공급할 수 없다. 또한, 하이브리드 구동장치에 있어서의 구동용 모터의 변속장치에 본 윤활장치를 적용하는 경우, 하이브리드 구동장치는, 전동(電動) 오일펌프에 의하여 유압을 발생시키는 관계상, 윤활유의 공급량에 여유가 없으며, 이 상태에서 상기 공급효율이 낮은 리시버로 윤활유를 공급하는 것은, 피니언 샤프트에 윤활 불량을 발생시키는 원인이 되기 쉽다.

또한, 상기 윤활장치는, 캐리어의 측방에 소정량 돌출하여 리시버를 배치하므로, 축방향으로 스페이스가 필요하며, 이로 인하여 플래니터리 기어, 더 나아가서는 그것을 이용한 변속장치, 하이브리드 구동장치의 콤팩트화, 특히 축방향의 콤팩트화를 방해하는 원인이 된다.

그래서, 본 발명은, 회전축으로부터의 윤활유를 새어 나가지 않게 하여 피니언 샤프트에 안내되도록 구성하고, 이로써 상술한 과제를 해결한 플래니터리 기어의 윤활장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은, 피니언(P1, P2, P3)을 회전 가능하게 지지하는 피니언 샤프트(37, 39) 및 이들 복수의 피니언 샤프트를 지지하는 측판(側板)(35, 36)을 가지는 캐리어(CR)와, 선기어(S2)를 가지는 플래니터리 기어(6)와,

이 플래니터리 기어의 중심부에 배치되는 회전축(1₁, 1₂)을 구비하고,

상기 회전축(1₁, 65a)으로부터 공급되는 윤활유를, 상기 피니언 샤프트(37, 39)의 상기 피니언을 지지하는 부위(41, 42)에 안내하는, 플래니터리 기어의 윤활장치(1)에 있어서,

상기 피니언 샤프트(37, 39)를 지지하는 일방의 측판(36)은, 그 내주면에 링 형상 홈(51)을 가짐과 함께, 이 링 형상 홈의 바닥부(e)로부터, 상기 피니언 샤프트(37, 39)의 기름구멍(46, 49)에 유통되도록 연결되는 직경방향으로 뻗는 연결구멍(52)을 가지고,

상기 일방의 측판(36)에 일체인 플랜지(1₂b)와, 상기 선기어(S2)의 사이에 스러스트 베어링(45)을 개재하고,

이 스러스트 베어링(45)은, 상기 선기어측에 직경방향으로 뻗는 입상부(立上部; rising portion)(53b)를 가지는 레이스(race)(53)를 구비하고,

상기 회전축(1₁, 65a)으로부터의 윤활유가, 상기 레이스의 입상부(53b)와 상기 플랜지(1₂b) 사이를 지나서 상기 링 형상 홈(51)에 안내되고, 또한 상기 연결구멍(52)을 통하여 피니언 샤프트(37, 39)의 기름구멍(41,49)에 안내되어 이루어지는 플래니터리 기어의 윤활장치에 있다.

이로써, 원심력에 의하여 회전축으로부터 스러스트 베어링에 공급된 윤활유가, 스러스트 베어링의 레이스 및 캐리어와 일체인 플랜지에 안내되어서, 그 거의 전량이, 오일 풀(oil pool)이 되는 링 형상 홈에 공급되고, 또한 이 오일 풀의 윤활유가 캐리어 회전에 수반하는 원심력에 의하여 연결구멍 및 피니언 샤프트의 기름구멍을 통하여 피니언 지지부에 안내되어, 충분한 윤활유량에 의하여 피니언이 윤활되어서, 그 맞물림 성능을 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스러스트 베어링(45)과 상기 일방의 캐리어 측판(36)의 링 형상 홈(51) 및 연결구멍(52)이, 축방향으로 오버랩하여 배치되어 이루어진다.

이와 같이, 스러스트 베어링과 캐리어의 일방의 측판에 형성된 링 형상 홈 및 연결구멍이 축방향으로 오버랩하여 배치되므로, 피니언용 윤활장치를 축방향으로 콤팩트하게 구성할 수 있어서, 플래니터리 기어를 콤팩트하게, 특히 축방향으로 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 상기 플랜지(1₂b) 및 상기 회전축(1₂)이, 출력축(1₁)과 일체이다.

이와 같이 하면, 플랜지 및 회전축은, 출력축과 일체가 되어서 캐리어와 함께 회전하므로, 출력축의 회전 중에는, 플랜지 및 캐리어도 회전하여, 윤활유에 원심력을 부여하고, 피니언으로의 윤활유의 공급 필요시에 대응하여 적정하게 윤활유를 공급할 수 있다.

또한, 상기 스러스트 베어링(45)의 레이스(53)가, 상기 입상부(53b)와, 이 입상부의 내경측단(內徑側端)으로부터 좌우 일방(一方)으로 뻗는 내경부(53a)와, 상기 입상부의 외경측단(外徑側端)으로부터 좌우 타방(他方)으로 뻗는 외경부(53c)를 가지는 단면 Z형상으로 이루어지고,

상기 내경부(53a)가 상기 선기어(S2)에 끼워맞춰져 있음과 함께, 상기 외경부(53c)의 선단과 상기 플랜지(1₂b)의 사이가 소정 간극(g)을 가지고서 이루어진다.

이와 같이, 스러스트 베어링의 레이스가 단면 Z형상으로 이루어지고, 예컨대 플래니터리 기어의 입력부가 되는 선기어에 레이스의 내경부가 맞물림함으로써, 플래니터리 기어의 작동시에는, 레이스 및 플랜지 양쪽이 회전하여 원심력에 의하여 확실하게 스러스트 베어링 내의 윤활유를 오일 풀이 되는 링 형상 홈에 공급할 수 있으며, 또한 이 윤활유는, 이 레이스의 외경부와 플랜지의 간극을 지나서, 외부로 빠져나가지 않고 그 전량을 또한 링 형상 홈의 전체 둘레에 걸쳐서 대략 균등량으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 레이스(53)의 외경부(53c)에, 소정 간격으로 컷아웃부(53d)를 형성하여 이루어진다.

이와 같이 하면, 레이스의 외경부에 컷아웃부를 형성하였으므로, 이 컷아웃부에 의하여 필요량의 윤활유를 오일 풀이 되는 링 형상 홈에 공급할 수 있다.

또한, 상기 링 형상 홈(51)은, 상기 플랜지(1₂b) 측으로부터 상기 바닥부(e)를 향하여 경사면(c)을 가지며, 또한 상기 피니언측이 내경방향으로 늘어뜨려지는 칼날부(d)를 가지고서 이루어진다.

이로써, 링 형상 홈은, 플랜지측에 경사면을 가지므로, 레이스 외경부와 플랜지 사이의 간극을 지나는 윤활유를, 확실하게 또한 매끄럽게 링 형상 홈 바닥부 그리고 연결구멍에 안내할 수 있다.

또한, 상기 링 형상 홈(51)의 상기 피니언측의 벽면을 구성하는 칼날부(d)의 선단이, 상기 레이스(53)의 외경측단에 근접하여 배치되어 이루어진다.

이와 같이, 링 형상 홈의 피니언측은, 레이스 외경측단과 근접하는 위치까지 뻗는 칼날부가 형성되어 있으므로, 링 형상 홈에 오일 풀로서의 충분한 용량을 확보할 수 있어, 링 형상 홈으로부터 윤활유가 넘쳐흐르는 것을 감소함과 함께, 둘레방향으로 복수개 배치되어 있는 각 연결구멍에 각각 과부족 없이 충분한 윤활유를 안내할 수 있다.

또한, 상기 플래니터리 기어(6)는, 링기어(R)를 가지고, 이 링기어를 지지하는 지지 플레이트(22)가, 그 내주측에 지지용의 축방향으로 뻗는 보스부(22a)를 가지고서 이루어진다.

이와 같이 하면, 윤활장치를 축방향으로 콤팩트하게 구성하는 것에 근거하여 발생하는 축방향의 여유 스페이스에 의하여, 링기어 지지 플레이트에, 지지용 보스부를 형성하는 것이 가능하게 되고, 이로써 링기어의 지지를 안정시켜, 링기어의 맞물림 정밀도를 향상시켜, 기어 노이즈를 감소함과 함께, 상술한 피니언의 윤활성의 향상과 어울어져, 플래니터리 기어의 높은 맞물림 정밀도를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 플래니터리 기어(6)는, 하이브리드 구동장치에 있어서의 구동용 모터의 출력회전을 변속하는 변속장치(5)에 이용되고,

상기 회전축에 공급되는 윤활유가, 전동 오일펌프에 근거하는 유압에 의하여 공급되어 이루어진다.

이와 같이, 플래니터리 기어를, 하이브리드 구동장치에 있어서의 구동용 모터의 변속장치에 적용함으로써, 하이브리드 구동장치, 특히 그 모터 구동 모드에 있어서는, 조용한 운전환경이 되지만, 변속장치도 이 조용한 환경에 맞춘, 기어 노이즈가 적은 조용한 운전이 가능하게 되며, 또한 전동 모터에 기인하는 절대용량이 적은 윤활유를, 낭비없이 효율적으로 사용할 수 있다.

다만, 상기 괄호 내의 부호는, 도면과 대조하기 위한 것인데, 이로써 특허청구의 범위의 기재에 하등 영향을 미치는 것은 아니다.

도 1은, 본 발명을 적용할 수 있는 변속장치를 나타낸 도면으로서, (a)는 개략도, (b)는 작동표, (c)는 속도선도이다.

도 2는, 상기 변속장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은, 본 발명에 관련된 윤활장치를 나타낸 상기 단면도의 요부를 확대한 도면이다.

도 4는, 스러스트 베어링의 레이스의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, (a), (b)는 다른 실시예를 나타낸다.

이하, 도면을 따라서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 윤활장치를 적용할 수 있는 플래니터리 기어를 나타낸 도면이며, 이 플래니터리 기어는, 하이브리드 구동장치의 구동모터 출력용 변속장치에 관련된 것이다. 이 하이브리드 구동장치는, 동력분배용 플래니터리 기어(미도시)를 가지고 있고, 이 플래니터리 기어의 제1 요소(예컨대 캐리어)에 내연엔진의 출력이 전달되고, 제2 요소(예컨대 선기어)에 제어용 모터가 연결되며, 제3 요소(예컨대 링기어)에 출력축이 연결되어, 제어용 모터를 제어함으로써, 내연엔진의 출력이 무단(無段)으로 변속되어서 출력축(1)에 출력된다. 또한, 이 출력축(1)에는, 구동용 모터(2)의 로터(3)가 변속장치(5)를 통하여 연결되어 있다(상세하게는 일본국 특허공개 2004-066898호 공보 참조).

변속장치(5)는 1개의 듀얼 플래니터리 기어와, 이 플래니터리 기어와 공통하는 롱피니언을 가지는 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입(Ravigneaux type)의 플래니터리 기어 유닛(6)을 구비하며, 또한 상기 롱피니언은, 잇수(齒數)가 다른 2개의 피니언(P1, P2)으로 이루어진다. 즉, 공통하는 캐리어(CR)가 상기 롱 피니언 및 숏피니언(P3)을 지지하고 있고, 롱피니언의 대경(大徑; 큰 직경) 기어(P1)가 제1 선기어(S1)에 맞물리고, 숏피니언(P3)이 상기 롱피니언의 소경(小徑; 작은 직경) 기어(P2), 제2 선기어(S2) 및 링기어(R)에 맞물려 있다. 그리고, 제2 선기어(S2)가 상기 구동용 모터(2)의 로터(3)에 연결되고, 캐리 어(CR)가 출력축(1)에 연결되고, 제1 선기어(S1)가 제1 브레이크(B-1)에 연결되고, 링기어(R)가 제2 브레이크(B-2)에 연결되어 있다.

상기 변속장치(5)는, 도 1(b)의 작동표 및 도 1(c)의 속도선도에 나타낸 바와 같이 작동한다. 즉, 제1 브레이크(B-1)가 해방(解放)됨과 함께 제2 브레이크(B-2)가 맞물림하는 로우 모드(Low mode)에 있어서는, 구동용 모터(2)의 회전이 전달되는 제2 선기어(S2)의 회전은, 링기어(R)가 정지하고 있는 것에 근거하여, 제1 선기어(S1)를 역전(逆轉)방향으로 공전(空轉)하면서, 캐리어(CR)가 크게 감속 회전하고, 이 캐리어의 회전이 출력축(1)에 인출된다. 제1 브레이크(B-1)를 맞물림함과 함께 제2 브레이크(B-2)가 해방되는 하이 모드(High mode)에 있어서는, 제1 선기어(S1)가 정지하는 것에 근거하여, 구동용 모터(2)로부터의 제2 선기어(S2)의 회전은, 링기어(R)를 공전(空轉)하면서 캐리어(CR)가 작게 감속되고, 이 캐리어의 회전이 출력축(1)에 인출된다.

도 2는, 상기 변속장치(5)의 단면도이고, 도 3은, 윤활장치를 나타낸 그 요부의 확대 단면도이다. 하이브리드 구동장치의 케이스(10) 내에, 인접하여 구동용 모터(2)와 변속장치(5)가 수납되어 있다. 이 케이스(10)의 격벽(10a)에는 베어링(11)을 통하여 구동용 모터(2)의 로터 샤프트(3a)가 회전 가능하게 지지되고 있으며, 이 로터 샤프트(3a)에는 슬리브축(12)이 스플라인에 의하여 일체로 연결되어 있다. 중공(中空)축으로 이루어지는 상기 로터 샤프트(3a) 및 슬리브축(12)의 중공부에는, 동력분배용 플래니터리 기어로부터의 전방부 출력축(1₁)이 관통하고 있고, 이 전방부 출력축(1₁)의 뒷부분에는, 출력축(1₂)이 스플라인에 의하여 일체로 연결되어 있고, 이들 출력축(1₁, 1₂)은 플래니터리 기어 유닛의 중심에 배치되는 회전축을 구성한다. 이 출력축(1₂)은, 케이스(10) 후측벽(10b)의 보스부(10c)에 베어링(15, 16)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있으며, 또한 전방부 출력축(1₁)과 슬리브축(12)의 사이에는 복수의 부시(17, 17)가 개재되어 있다.

출력축(1₂)에 있어서의 전방부 출력축(1₁)과의 끼워맞춤부분(1₂a)의 외주면에는 상기 베어링(15)과의 사이에 출력회전수 검출용 파킹 기어(19)가 스플라인 끼워맞춤하고 있으며, 또한 상기 출력축 끼워맞춤부분(1₂)의 앞쪽 끝부분은 플랜지(1₂b)로 되어 있다. 이 플랜지(1₂b)와 상기 파킹 기어(19) 사이에는 좌우 각각으로 스러스트 베어링(20, 21)을 통하여 링기어 지지 플레이트(22)가 배치되어 있다. 이 지지 플레이트(22)의 외주에는 링기어(R)가 스플라인 끼워맞춤하여 빠짐방지 지지되고 있으며, 이 지지 플레이트의 내주는 보스 형상으로 되어 있어, 이 보스부(22a)에 의하여 상기 출력축(1₂)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이로써, 링기어(R)의 지지가 안정되어, 높은 정밀도로 링기어(R)를 지지함으로써, 플래니터리 기어 유닛(6)의 기어 맞물림에 의한 소음의 발생이 감소한다.

이 링기어(R)의 외주면에 형성된 외측 스플라인과 케이스(10)의 내주면에 형성된 내측 스플라인의 사이에는 각각 각 스플라인에 맞물려서 복수의 디스크 및 플레이트(내측 마찰판 및 외측 마찰판)로 이루어지는 제2 브레이크(B-2)가 개재되어 있고, 이 제2 브레이크(B-2)와 링기어(R)는 축방향으로 오버랩하도록 배치되어 있다. 상기 케이스 후측벽(10b)의 내측에는 더블 피스톤(23)으로 이루어지는 유압 액츄에이터(25)가 설치되어 있고, 이 액츄에이터의 가압부(26)가 케이스(10)에 회전방지 가이드되어서 축방향으로 뻗어, 상기 제2 브레이크(B-2)의 일측면과 대향하고 있으며, 또한 이 가압부(26)에는 회전수 검출용 센서(27)용 복수의 구멍(26a)이 형성되어 있다.

상기 케이스(10)의 격벽(10a)과 후측벽(10b)의 사이에, 본 변속장치(5)가 배치되어 있고, 변속장치는, 상술한 바와 같이, 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(6)과 제1 및 제2 브레이크(B-1, B-2)를 구비하고 있다. 플래니터리 기어 유닛(6)의 제1 선기어(S1)는 상기 슬리브축(12)의 외주에 부시(29, 29)를 통하여 회전 가능하게 끼워맞춤하고 있고, 이 선기어(S1)의 앞쪽 끝쪽은 플랜지(30)로 되어 있다. 이 플랜지(30)에는 제1 브레이크(B-1)용 드럼(31)의 플랜지부가 용접에 의하여 일체로 고착되어 있다. 이 드럼(31)의 외주면에 형성된 외측 스플라인과 케이스(10)의 내주면에 형성된 내측 스플라인의 사이에는 각각 각 스플라인에 맞물려서 복수의 디스크 및 플레이트(내측 마찰판 및 외측 마찰판)로 이루어지는 제1 브레이크(B-1)가 개재되어 있다. 케이스의 격벽(10a) 일측면에는 1개의 피스톤(32)으로 이루어지는 유압 액츄에이터(33)가 설치되어 있고, 이 피스톤의 가압부가 상기 제1 브레이크(B-1)의 일측면에 대향하고 있다. 또한, 상기 슬리브축(12)의 앞쪽 끝부분 외주에는 제2 선기어(S2)가 형성되어 있다.

상기 선기어(S1)의 플랜지(30)와 링기어 지지 플레이트(22)의 사이부분에는, 상기 플래니터리 기어 유닛(6)의 캐리어(CR)가 배치되어 있다. 캐리어(CR)는, 일체로 결합된 캐리어 본체(35)와 캐리어 커버(36)로 이루어지고, 이들 본체 및 커버에 걸쳐서 서로 번갈아 롱피니언용 샤프트(37)와 숏피니언용 샤프트(39)가 지지되어 있다. 이들 각 샤프트(37, 39)는 둘레방향으로 각각 3개, 합계 6개 배치되어 있고, 각 샤프트는 각각 핀(40)에 의하여 캐리어에 회전방지되어 있다. 샤프트(37)에는 잇수(齒數)가 다른 2개의 피니언(P1, P2)이 일체로 형성되어 있는 롱피니언이 니들 베어링(41, 41)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있고, 샤프트(39)에는 각 1개의 숏피니언(P3)이 니들 베어링(42)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

상기 선기어 플랜지(30)의 좌우 양측면과 케이스 격벽(10a)의 측면 및 캐리어 본체(35)의 측면의 사이에는 각각 스러스트 베어링(42, 43)이 개재되어 있고, 이들 베어링(42, 43) 및 상기 스러스트 베어링(20, 21)에 의하여, 캐리어(CR), 제1 선기어(S1) 및 링기어(R)가 케이스(10)에 대하여 축방향으로 위치결정되어 안정되게 지지되고 있다. 또한, 슬리브축(12)의 뒷쪽 끝면과 출력축(12)의 앞쪽 끝면의 사이에는 스러스트 베어링(45)이 개재되어 있어, 제2 선기어(S2)가 형성되어 있는 슬리브축(12)이 축방향으로 위치결정되어 있다. 이들 스러스트 베어링에 의하여, 플래니터리 기어 유닛(6) 전체가 케이스(10)에 대하여 축방향으로 안정되게 지지되어, 각 기어의 높은 맞물림 정밀도를 유지하고 있다.

그리고, 상기 각 피니언 샤프트(37, 39)에는 그 전단측으로부터 중심부에 기름구멍(46, 46)이 형성되어 있음과 함께, 각 기름구멍의 전단부가 플러그(47, 47)에 의하여 폐색(閉塞)되어 있고, 또한 각 기름구멍(46)의 전단부는 직경방향의 기 름구멍(49, 49)이 유통되도록 연결되어 있고, 또한 각 기름구멍에는 적당히 반경방향의 기름구멍(50…)이 형성되어 있다. 한편, 상기 캐리어 커버(36)는 그 내주부분에서 상기 출력축(1₂)의 플랜지(1₂b)에 용접에 의하여 일체로 결합되어 있다.

이 캐리어 커버(36)의 상기 플랜지(1₂b)에 인접하는 내주면에는 이 플랜지(1₂b)로부터 떨어진 방향을 향하여 외경방향으로 경사지는 경사면(c)으로 이루어지는 링 형상 홈(51)이 형성되어 있고, 이 캐리어 커버(36)의 내주면 축방향 전단측은 내경방향으로 돌출하는 칼날부(d)가 형성되어 있다. 즉, 링 형상 홈(51)은, 플랜지(1₂b)로부터 경사면(c)에 의하여 외경방향으로 서서히 깊어지고 있으며, 또한 그 바닥부(e)로부터 칼날부(d)에 의하여 대략 직각으로 일어서 있다. 이 칼날부(d)는 상기 경사면(c)이 시작되는 부분보다 높아, 즉 내경방향으로 돌출되어 있고, 이 칼날부(d) 및 상기 플랜지(1₂b)와의 사이에 오일 풀이 형성되어 있다. 또한 상기 캐리어 커버(36)에는, 링 형상 홈(51)의 바닥부(e)와 상기 피니언 샤프트(37, 39)의 직경방향 기름구멍(49)을 유통되도록 연결하도록 직경방향으로 뻗는 연결구멍(52)이 형성되어 있다.

상기 링 형상 홈(51)의 내경측에 위치하는 상기 스러스트 베어링(45)은, 단면도 Z형상인 레이스(53)와 복수의 롤러(55)로 이루어지고, 레이스(53)의 내경부(53a)가 슬리브축(12)의 전단 내주면에 끼워맞춰져 있고, 또한 롤러(55)는, 상기 레이스(53)의 입상부(53b)에 접촉함과 함께, 플랜지(1₂b)의 전단측면에 맞닿음 판(56)을 통하여 접촉하고 있으며, 또한 그 외경 단부가 레이스의 외경부(53c)에 의하여 지지되고 있다. 상기 레이스의 입상부(53b)의 외경단(外徑端)이 상기 캐리어 커버(36)의 칼날부(d)의 내경단(內徑端)과 근접하여, 이 베어링(45)은 상기 오일 풀을 구성하는 링 형상 홈(51)과 축방향으로 오버랩하도록 배치되어 있다. 또한, 레이스(53)의 외경부(53b)에는 소정 간격으로 컷아웃부(53d)가 형성되어 있다.

한편, 케이스의 후측벽(10b)에는 윤활유로(56)가 형성되어 있고, 이 유로(油路)에는 전동 오일펌프에 근거하는 윤활유압에 의한 윤활유가 공급되어 있다. 또한, 출력축(1₂)의 중심부 및 전방부 출력축(1₁)의 중심부에 기름구멍(57, 59)이 형성되어 있고, 출력축(1₂)에는 상기 기름구멍(57)에 유통되도록 연결되는 직경방향의 기름구멍(60)이 형성되어 있다. 이 기름구멍(60)이 개구(開口)하는 출력축(1₂)의 외주면에는 축방향 양단부를 실 링(seal ring)(61, 61)에 의하여 밀봉당한 링 형상 홈(62)이 형성되어 있고, 이 링 형상 홈(62)은 상기 윤활유로(56)에 유통되도록 연결되어 있다. 또한, 상기 양 중심 기름구멍(57, 59)은 서로 대향하여 개구하고 있고, 끼워맞춤부의 실 링(63)에 의하여 유통되도록 연결되어 있다. 또한, 각 중심 기름구멍(57, 59)은 적당히 반경구멍(65, 65…)이 형성되어서, 각 윤활 필요부분에 윤활유를 공급하는데, 그 중 1개의 반경구멍(65a)이 상기 스러스트 베어링(45) 부분에 개구하고 있다.

이들 유로, 스러스트 베어링(45) 및 오일 풀을 구성하는 링 형상 홈(51) 등에 의하여, 본 발명에 관련된 윤활장치(U)가 구성되어 있다.

이어서, 상술한 윤활장치(U)의 작용에 대하여 설명한다. 전동펌프에 근거하는 윤활유가 윤활유로(56), 링 형상 홈(62), 기름구멍(60, 65, 59) 및 반경구멍(65a)을 통하여 스러스트 베어링(45)에 공급된다. 차량주행시에 있어서는, 출력축(1₁, 1₂)이 회전하고 있고, 또한 변속장치(5)의 작동상태인 구동용 모터(2)의 출력중에 있어서는, 로우 모드 및 하이 모드에 상관없이, 모터 샤프트(3a)와 일체인 슬리브축(12)이 회전하고 있다. 이로써, 스러스트 베어링(45)의 레이스(53)는, 이 슬리브축(12)과 함께 회전하고 있다.

따라서, 상기 반경구멍(65a)으로부터 유출되는 윤활유에는, 출력축(1₁) 및 스러스트 베어링(45)의 회전에 근거하는 원심력이 작용하고 있고, 이 원심력에 근거하여 상기 윤활유는, 스러스트 베어링(45)의 레이스(53)와 출력축 플랜지(1₂b)의 사이에 거의 전량 안내된다. 이 윤활유는, 레이스(53)와 플랜지(1₂b)의 사이를 지나서, 롤러(55)를 윤활하면서, 회전하는 스러스트 베어링(45) 및 출력축 플랜지(1₂b)에 근거하는 원심력에 의하여 대략 그 전량이 외경방향으로 공급되어 보내진다.

그리고, 상기 윤활유는, 상기 원심력에 근거하여, 레이스(53)의 외경부(53c)와 플랜지(1₂b)의 간극(g)으로부터, 또한 소정 간격으로 마련된 컷아웃부(53d)를 지나서, 오일 풀을 구성하는 링 형상 홈(51)에 안내된다. 또한, 이 링 형상 홈(51)은, 출력축(1₂)과 일체로 회전하는 캐리어 커버(36)에 형성되어 있어, 상기 링 형상 홈(51)에 안내된 윤활유에는 원심력이 작용하고 있고, 이 원심력에 근거하여, 윤활유는, 링 형상 홈(51)의 바닥부로부터 기름구멍(52)에 안내되고, 그리고 각 피니언 샤프트(37, 39)의 직경방향 기름구멍(49) 및 중심 기름구멍(46) 그리고 각 반경 기름구멍(50)을 통하여 각 니들 베어링(41, 42)에 공급된다.

이때, 피니언 샤프트(37, 39)는, 둘레방향으로 소정 간격으로 복수개(예컨대 8개) 배치되어 있고, 따라서 이 샤프트의 기름구멍(49)에 유통되도록 연결되는 캐리어 커버(36)의 연결구멍(52)도, 소정 간격으로 복수개 배치되어 있어서, 오일 풀인 링 형상 홈(51)에 모인 윤활유는, 상기 소정 간격의 연결구멍(52)으로부터 흡입된다. 한편, 상기 플랜지(1₂b)를 따라서 상기 간극(g)을 지나서 안내되는 윤활유는, 상기 링 형상 홈(51)의 전체둘레에 걸쳐서 빠짐없이 대략 균등하게, 또한 경사면(c)을 따라서 링 형상 홈의 바닥부(e)를 향하여 안내되지만, 컷아웃부(53d)를 지나서 안내되는 윤활유는, 비교적 대량으로 집중하여 링 형상 홈(51)에 공급된다. 출력축(1₂)과 일체인 캐리어(CR)의 회전과, 제2 선기어(S2)를 가지는 슬리브축(12)에 끼워맞춰지는 스러스트 베어링(45)의 회전은 회전수에 차가 있고, 이 회전차에 근거하여, 상기 컷아웃부(53d)로부터 집중적으로 공급되는 윤활유는, 링 형상 홈(51)의 전체둘레에 걸쳐서 대략 균등하게 되도록 흩뿌려진다.

그리고, 상기 링 형상 홈(51)에 대략 균등하게 공급된 윤활유는, 원심력에 의하여 링 형상 홈(51)에 달라붙어, 오일 풀이 되는데, 이 오일 풀은, 선단(내경단)이 레이스(53)의 외경단에 근접할 때까지 뻗는 비교적 높은 칼날부(d)에 의하여 큰 용량을 가지고 있어, 소정 간격으로 배치되는 연결구멍(52)에 의한 흡입에 기인하는 유출위치의 집중(편재)이 있더라도, 간극(g)으로부터의 윤활유의 상기 경사면(c)에 의한 매끄러운 공급 및 상대회전에 근거하는 컷아웃부(53d)로부터의 윤활유의 흩뿌리기가 어울어져, 윤활유가 칼날부(d)를 타고넘어가 넘치는 일은 거의 없고, 레이스(53)와 플랜지(1₂b)의 사이를 지나서 공급되는 윤활유의 대략 전량이, 링 형상 홈(51) 및 연결구멍(52)을 지나서 피니언 샤프트(37, 39)의 기름구멍(46)에 공급되어, 각 피니언(P1, P2, P3)의 충분한 윤활유에 의한 매끄러운 회전 그리고 각 피니언의 매끄러운 맞물림을 장기간에 걸쳐서 유지한다.

또한, 구동용 모터(2)가 정지하여, 내연엔진으로만 출력축(1₂)을 구동하는 엔진 주행 모드에 있어서는, 변속장치(5)는 기능하지 않고, 많은 윤활유는 필요하지 않지만, 출력축(1₂)과 일체인 캐리어(CR)는 공전(空轉)하고 있다. 이 상태에서도, 출력축(1₁, 1₂)의 회전에 근거하는 원심력에 의하여, 기름구멍(65a)으로부터의 윤활유는, 베어링(45)의 레이스(53) 및 플랜지(1₂b)의 사이를 지나서, 회전하고 있는 캐리어의 링 형상 홈(51)에 안내되어, 피니언 샤프트의 기름구멍(46)에 공급된다.

또한, 스러스트 베어링(45) 및 링 형상 홈(51) 등으로 이루어지는 윤활장치(U)는, 축방향으로 오버랩하여 구성되어 있음과 함께, 캐리어 커버(36)의 폭 내의 축방향으로 좁은 공간에 구성된다. 이로써, 축방향으로 돌출하는 리시버를 필요 로 하는 종래의 구조에 비하여, 축방향의 단축화를 도모할 수 있는다. 그리고, 이로써 발생한 축방향 스페이스를 이용하여, 링기어 지지 플레이트(22)에 보스부(22a)를 형성하는 것이 가능하게 되어, 링기어(R)의 지지 정밀도를 높여서, 기어 노이즈의 발생을 감소할 수 있다.

다만, 스러스트 베어링(45)의 레이스(53)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 입상부(53b)가 직각인 것에 한하지 않고, 입상부(53b₁)가 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 롤러방향을 향하여 볼록형상으로 되어 있는 컨벡스 테이퍼 타입(convex tapered race), 또는 입상부(53b₂)가 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 오목형상으로 되어 있는 컨케이브 테이퍼 타입(concave tapered race)의 것이어도 좋고, 또한 외경부(53c)가 롤러 지지부를 제외하지 않은 것 등, 다른 형상의 것이어도 좋다. 또한, 본 윤활장치는, 상술한 바와 같이, 하이브리드 구동장치의 구동용 모터의 출력회전수 변속용 변속장치에 한하지 않고, 다른 변속장치, 나아가서는 변속장치 이외의 플래니터리 기어에도 마찬가지로 적용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 관련된 플래니터리 기어의 윤활장치는, 승용차, 트럭, 버스, 농기계 등에 탑재되는 자동변속기, 하이브리드 구동장치 등에 이용하는 것이 가능하고, 특히 오일펌프에 의한 윤활유의 공급량에 여유가 없는 것이더라도, 피니언에 대한 충분한 윤활유량의 확보가 요구되는 것에 이용하기에 적합하다.

Claims

피니언을 회전 가능하게 지지하는 피니언 샤프트 및 이들 복수의 피니언 샤프트를 지지하는 측판(側板)을 가지는 캐리어와, 선기어를 가지는 플래니터리 기어와,

이 플래니터리 기어의 중심부에 배치되는 회전축을 구비하고,

상기 회전축으로부터 공급되는 윤활유를, 상기 피니언 샤프트의 상기 피니언을 지지하는 부위에 안내하는, 플래니터리 기어의 윤활장치에 있어서,

상기 피니언 샤프트를 지지하는 일방(一方)의 측판은, 그 내주면(內周面)에 링 형상 홈을 가짐과 함께, 이 링 형상 홈의 바닥부로부터, 상기 피니언 샤프트의 기름구멍에 유통되도록 연결되는 직경방향으로 뻗는 연결구멍을 가지고,

상기 일방의 측판에 일체인 플랜지와, 상기 선기어의 사이에 스러스트 베어링을 개재하고,

이 스러스트 베어링은, 상기 선기어 측으로 직경방향으로 뻗는 입상부(立上部; rising portion)를 가지는 레이스(race)를 구비하고,

상기 회전축으로부터의 윤활유가, 상기 레이스의 입상부와 상기 플랜지의 사이를 지나서 상기 링 형상 홈에 안내되고, 또한 상기 연결구멍을 통하여 피니언 샤프트의 기름구멍에 안내되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스러스트 베어링과 상기 일방의 캐리어 측판의 링 형상 홈 및 연결구멍이, 축방향으로 오버랩하여 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 플랜지 및 상기 회전축이, 출력축과 일체인 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스러스트 베어링의 레이스가, 상기 입상부와, 이 입상부의 내경측단(內徑側端)으로부터 좌우 일방(一方)으로 뻗는 내경부와, 상기 입상부의 외경측단(外徑側端)으로부터 좌우 타방(他方)으로 뻗는 외경부를 가지는 단면 Z형상으로 이루어지고,

상기 내경부가 상기 선기어에 끼워맞춰져 있음과 함께, 상기 외경부의 선단과 상기 플랜지의 사이에 소정 간극을 가지고서 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 4에 있어서,

상기 레이스의 외경부에, 소정 간격으로 컷아웃부를 형성하여 이루어지는 것 을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링 형상 홈은, 상기 플랜지측으로부터 상기 바닥부를 향하여 경사면을 가지며, 또한 상기 피니언측이 내경방향으로 늘어뜨려지는 칼날부를 가지고서 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링 형상 홈의 상기 피니언측 벽면을 구성하는 칼날부의 선단이, 상기 레이스의 외경측단에 근접하여 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플래니터리 기어는, 링기어를 가지고, 이 링기어를 지지하는 지지 플레이트가, 그 내주측에 지지용의 축방향으로 뻗는 보스부를 가지고서 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플래니터리 기어는, 하이브리드 구동장치에 있어서의 구동용 모터의 출력용 회전을 변속하는 변속장치에 이용되고,

상기 회전축에 공급되는 윤활유가, 전동 오일펌프에 근거하는 유압에 의하여 공급되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래니터리 기어의 윤활장치.