KR20190016911A - 기어 지지 구조 - Google Patents

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KR20190016911A
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데루히코 사타케
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나부테스코 가부시키가이샤
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Abstract

간단한 구조에 의해 캐리어에 있어서의 기어와의 맞닿음부 및 기어의 마모를 억제하는 것이 가능한 기어 지지 구조를 제공한다.
기어 지지 구조는, 기어(30)와, 기어(30)를 지지하는 시트면부(50)를 갖는 캐리어(40)를 구비하고, 시트면부(50)에는, 선 형상의 볼록부(52) 또는 선 형상의 오목부가 형성되어 있다.

Description

기어 지지 구조{GEAR SUPPORT STRUCTURE}
본 발명은 기어와, 기어를 지지하는 캐리어를 구비한 기어 지지 구조에 관한 것이다.
유성 기어 감속기 등의 기어를 갖는 기계는, 유성 기어 등의 기어와, 이 기어를 지지하는 캐리어를 구비한 기어 지지 구조를 갖고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 캐리어에 보유 지지된 피니언 샤프트에, 니들 베어링을 통해 피니언(기어)이 회전 가능하게 지지된 기어 지지 구조를 갖는 유성 기어의 스러스트 베어링 구조가 개시되어 있다.
특허문헌 1의 유성 기어의 스러스트 베어링 구조에서는, 캐리어를 구성하는 캐리어 플레이트에, 외경이 피니언의 내주 직경보다도 작고 또한 니들 베어링의 중심 직경보다도 큰 ?칭 처리를 실시한 스러스트 링이 압입 또는 주입에 의해 고착되어 있다. 또한, 피니언과 캐리어 플레이트 사이에는, 스러스트 와셔가 스러스트 링의 외주에 압입되어 있다. 이와 같은 유성 기어의 스러스트 베어링 구조에 따르면, 캐리어 플레이트에 고착된 스러스트 링으로 니들 베어링의 스큐 스러스트력을 받아낼 수 있으므로, 스러스트 지지 강성이 향상되고, 유성 기어의 스러스트 베어링부의 내구성이 향상되는 이점을 갖는다. 또한, 스러스트 와셔에 의해 피니언과 캐리어 플레이트가 서로 직접 접촉하여 미끄럼 이동하는 일이 없으므로, 캐리어 플레이트의 내구성이 향상되는 이점도 갖는다.
일본 특허 공개 평10-103418호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 유성 기어의 스러스트 베어링 구조에서는, ?칭 처리를 실시한 스러스트 링을 준비하고, 이 스러스트 링을 캐리어 플레이트에 압입 또는 주입하여 고착할 필요가 있다. 또한, 스러스트 와셔를 준비하고, 이 스러스트 와셔를 스러스트 링에 압입할 필요가 있다. 따라서, 유성 기어의 스러스트 베어링 구조를 구성하는 부품 개수가 증가되고, 구조가 복잡화된다. 이것에 수반하여, 당해 유성 기어의 스러스트 베어링 구조의 조립 공정도 복잡화되어, 조립의 수고가 증대된다. 또한, 스러스트 링 및 스러스트 와셔를 설치하는 분만큼, 캐리어 플레이트간의 치수가 커져, 유성 기어의 스러스트 베어링 구조가 대형화된다.
본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 이루어진 것이며, 간단한 구조에 의해, 캐리어에 있어서의 기어와의 맞닿음부 및 기어의 마모를 억제하는 것이 가능한 기어 지지 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 기어 지지 구조는,
기어와, 상기 기어를 지지하는 시트면부를 갖는 캐리어를 구비하고,
상기 시트면부에는, 선 형상의 볼록부 또는 선 형상의 오목부가 형성되어 있다.
본 발명에 의한 기어 지지 구조에 있어서,
상기 볼록부 또는 상기 오목부는, 상기 기어의 회전 축선을 적어도 부분적으로 둘러싸도 된다.
상기 시트면부에는, 상기 기어의 회전 축선을 중심으로 한 방사 방향으로 연장되는 보조 볼록부 또는 보조 오목부가 더 형성되어 있어도 된다.
상기 시트면부에는, 상기 볼록부가 형성되어 있고,
상기 볼록부는, 상기 시트면부에 있어서의 상기 볼록부를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 가져도 된다.
상기 시트면부에는, 상기 볼록부 및 상기 보조 볼록부가 형성되어 있고,
상기 볼록부 및 상기 보조 볼록부는, 상기 시트면부에 있어서의 상기 볼록부 및 상기 보조 볼록부를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 가져도 된다.
상기 캐리어에 마련된 기둥부이며, 상기 기둥부의 주위에 배치된 베어링을 통해 상기 기어를 지지하는 기둥부를 더 구비하고,
상기 시트면부에는, 상기 볼록부가 형성되어 있고,
상기 볼록부는, 상기 기둥부의 주위에 위치함과 함께, 상기 기어 및 상기 베어링을 지지해도 된다.
본 발명에 따르면, 간단한 구조에 의해 캐리어에 있어서의 기어와의 맞닿음부 및 기어의 마모를 억제하는 것이 가능한 기어 지지 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 기어 지지 구조의 적용예로서의 유성 기어 감속기를 도시하는 단면도.
도 2는 기어 지지 구조의 캐리어의 일례를 도시하는 사시도.
도 3은 도 2의 부호 III가 붙여진 일점쇄선으로 둘러싸인 부분을 확대하여 도시하는 사시도.
도 4는 캐리어를 도시하는 평면도.
도 5는 도 1의 부호 V가 붙여진 일점쇄선으로 둘러싸인 부분을 확대하여 도시하는 단면도.
도 6은 도 5에 대응하는 도면이며, 기어 지지 구조의 일 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 5에 대응하는 도면이며, 기어 지지 구조의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이성의 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을, 실물의 그것들로부터 변경하여 과장하고 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 이 중 도 1은 기어 지지 구조의 적용예로서의 유성 기어 감속기를 도시하는 단면도이다. 본 발명의 기어 지지 구조는, 유성 기어 감속기에 한정되지 않고 다른 다양한 용도로 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 기어 지지 구조의 용도는 특별히 한정되지 않는다.
유성 기어 감속기(10)는 일례로서, 도시하지 않은 건설 기계에 탑재되며, 이 건설 기계를 주행시키기 위한 유압 모터(5)(상세한 도시는 생략)가 내부에 배치된 고정 케이싱(11)에 대하여 설치된다. 이 유성 기어 감속기(10)는 회전 케이싱(13), 내치(14), 입력축(20), 제1 태양 기어(22), 제1 유성 기어(기어)(30), 캐리어(40), 제2 태양 기어(24) 및 제2 유성 기어(26)를 구비한다. 그리고 유성 기어 감속기(10)는, 유압 모터(5)에 의해 발생하는 회전 구동력을 감속하여 전달하고, 최종적으로 회전 케이싱(13)을 회전 구동함으로써, 회전 케이싱(13)에 마련된 플랜지부(15)에 설치된 도시하지 않은 스프로킷을 통해 도시하지 않은 피구동부를 구동한다. 또한 유압 모터(5)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 전형적으로는 경사판식의 피스톤 펌프를 유압 모터(5)로서 이용할 수 있다.
유압 모터(5)가 회전하면, 그 회전 구동력이, 모터 출력축과 함께 회전하도록 연결된 입력축(20)에 전달된다. 그리고, 입력축(20)의 회전과 함께 제1 태양 기어(22)가 회전하고, 이 제1 태양 기어(22)에 맞물려 있는 제1 유성 기어(30)가 내치(14)와 맞물리면서 제1 태양 기어(22)의 주위에서 공전 운동을 행한다. 이 제1 유성 기어(30)의 공전 운동에 수반하여 캐리어(40)가 회전하고, 캐리어(40)의 내치(46)와 스플라인 결합된 제2 태양 기어(24)가 회전한다. 이 제2 태양 기어(24)가 회전함으로써, 고정 케이싱(11)의 각 돌출 축부(12)에 회전 가능하게 지지된 각 제2 유성 기어(26)가 회전하고, 이에 의해, 제2 유성 기어(26)와 내치(14)의 맞물림을 통해, 회전 케이싱(13)이 회전 구동된다.
회전 케이싱(13)은 기본적으로 중공 원통 형상의 구조를 갖고, 그 한쪽의 측(도 1에서는 좌측)의 개구부로부터 고정 케이싱(11)의 단부가 삽입되어 있다. 회전 케이싱(13)의 다른 쪽의 측(도 1에서는 우측)의 개구부는, 덮개(17)에 의해 폐색되어 있다. 회전 케이싱(13)은 고정 케이싱(11)에 의해, 케이싱용 베어링[18(18a, 18b)]을 통해 회전 축선 A를 중심으로 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 구체적으로는, 회전 케이싱(13)의 내주에 형성된 돌기 형상부(16)가 고정 케이싱(11)의 외주에 설치된 2개의 케이싱용 베어링(18a, 18b) 사이에 끼움 지지되고, 회전 케이싱(13)은 케이싱용 베어링(18a, 18b)을 통해 고정 케이싱(11)에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 회전 케이싱(13)의 내주에는, 회전 축선 A와 평행을 이루는 축 방향 Da로 연장됨과 함께 회전 축선 A를 중심으로 하는 주위 방향 Dc를 따라서 배열된 복수의 내치(14)가 마련되어 있고, 내치(14)는 제1 유성 기어(30)나 제2 유성 기어(26)와 맞물린다. 또한 내치(14)는 회전 케이싱(13)과 일체로서 형성되어 있어도 되고, 별체로서 형성되어 회전 케이싱(13)에 대하여 고정적으로 설치되어 있어도 된다.
입력축(20)은 고정 케이싱(11)에 대하여 회전 축선 A의 주위로 회전 가능하게 마련되어 있다. 즉, 도시된 예에서는, 회전 케이싱(13)의 회전 축선과, 입력축(20)의 회전 축선은 일치하고 있다. 입력축(20)은 회전 케이싱(13) 내의 중심에 배치되어 있고, 회전 구동력을 발생시키는 구동원인 유압 모터(5)에 대하여 연결되어 있다.
제1 태양 기어(22)는 입력축(20)의, 유압 모터(5)에 연결되는 단부와 반대측의 단부에 연결되어 있고, 복수의 제1 유성 기어(30)와 맞물린다. 복수의 제1 유성 기어(30)의 각각은, 제1 태양 기어(22)와 내치(14) 사이에 배치되어 있고, 제1 태양 기어(22) 및 내치(14) 중 어느 것에도 맞물려 있다. 각 제1 유성 기어(30)는 제1 태양 기어(22)의 자전에 수반하여 회전 구동되어, 제1 태양 기어(22)의 주위를 주위 방향 Dc를 따라서 공전한다.
캐리어(40)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 유성 기어(30)를 보유 지지하는 유성 프레임을 구성하고 있고, 복수의 제1 유성 기어(30)의 각각을, 일방측으로부터 외팔보 상태에서 기어용 베어링(베어링)(60)을 통해 회전 가능하게 보유 지지하고 있다. 그 때문에 캐리어(40)는 베이스부(42) 및 복수의 기둥부(44)를 갖는다. 베이스부(42)는 축 방향 Da에 관하여 복수의 제1 유성 기어(30)의 일방측(도 1에서는 좌측)에 배치되어 있다. 복수의 기둥부(44)는 축 방향 Da에 관하여 일방측으로부터 타방측을 향하여, 베이스부(42)로부터 연장되어 있고, 기어용 베어링(60)을 통해 복수의 제1 유성 기어(30)의 각각을 회전 가능하게 보유 지지한다. 복수의 기둥부(44)는 캐리어(40)의 외주부에 있어서 주위 방향 Dc에 균등 각도(즉 120도) 어긋나서 배치되어 있다. 그리고 복수의 기둥부(44)는 각각 대응의 제1 유성 기어(30)를 관통하도록 마련되어 있고, 베이스부(42)와 반대측의 단부에 있어서 플레이트(66)와 연결한다. 또한, 도 1에 도시한 캐리어(40)의 평판 형상의 베이스부(42)의 직경 방향 중심부에는 중공 부분이 형성되어 있고, 이 중공 부분에는, 제2 태양 기어(24)의 단부와 스플라인 결합되는 내치(46)가 주위 방향 Dc로 배열되어 있다. 또한, 캐리어(40)의 상세에 대해서는 후술한다.
제2 태양 기어(24)는 원통 형상으로 형성되어 있고, 제2 태양 기어(24)의 내측에는 입력축(20)이 삽입되고, 제2 태양 기어(24)의 외주에는 외치가 형성되어 있다. 이 외치에는, 캐리어(40)의 내치(46)가 스플라인 결합됨과 함께, 복수(예를 들어 4개)의 제2 유성 기어(26)가 맞물려 있다. 각 제2 유성 기어(26)는 각각, 고정 케이싱(11)의 단부면에 있어서 주위 방향 Dc를 따라서 균등 각도 위치를 이루는 4개소에 마련되어 있는 돌출 축부(12)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다.
다음에, 도 2 내지 도 5를 참조하여 캐리어(40)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는 캐리어(40)의 일례를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 부호 III가 붙여진 원으로 둘러싸인 부분을 확대하여 도시하는 사시도이며, 도 4는 캐리어(40)를 도시하는 평면도이다.
캐리어(40)는 베이스부(42)와, 제1 유성 기어(30)를 지지하는 시트면부(50)를 갖는다. 도시된 예에서는, 시트면부(50)는 베이스부(42)로부터 융기하여 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 캐리어(40)는 베이스부(42)로부터 돌출되어 형성된 기둥부(44)를 더 갖는다. 캐리어(40)는 회전 축선 A를 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된다. 본 실시 형태에서는, 캐리어(40)에 지지되는 기어로서의 제1 유성 기어(30)는 평 기어로서 형성되어 있다. 또한, 캐리어(40)에 지지되는 기어는 평 기어에 한정되지 않고, 헬리컬 기어, 더블 헬리컬 기어, 베벨 기어, 크라운 기어 등의, 당해 기어의 자전에 있어서의 회전 축선에 직교하는 면(측면)을 포함할 수 있는, 다른 기어여도 된다.
베이스부(42)는, 전체로서 판 형상으로 형성되며, 베이스부(42)의 판면에의 법선 방향(회전 축선 A를 따른 방향)으로부터 보아, 즉 캐리어(40)의 평면에서 보아, 원 형상의 윤곽을 갖는다. 캐리어(40)의 평면에서 본 형상은, 원 형상에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「판면」이란, 대상이 되는 판 형상의 부재를 전체적으로 또한 대국적으로 본 경우에 있어서 대상이 되는 판 형상 부재의 평면 방향과 일치하는 면을 가리킨다. 평면에서 본 베이스부(42)의 중심 부분에는 회전 축선 A를 포함하는 관통 구멍이 마련되고, 이 관통 구멍의 내측에 내치(46)가 마련되어 있다. 내치(46)는 제2 태양 기어(24)의 외주에 형성된 외치와 걸림 결합하고, 이에 의해 베이스부(42)와 제2 태양 기어(24)가 스플라인 결합된다.
기둥부(44)는 제1 유성 기어(기어)(30)에 마련된 관통 구멍(36)(도 5 참조) 내에 삽입되며, 기어용 베어링(베어링)(60)을 통해 제1 유성 기어(30)를 기둥부(44)의 주위로 회전 가능하게 지지한다. 기둥부(44)는 제1 유성 기어(30)의 직경 방향을 따른 이동을 규제하는 기능도 갖고 있다. 기둥부(44)는 베이스부(42)의 판면에의 법선 방향을 향하여 돌출되어 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 베이스부(42)의 평면에서 보아, 베이스부(42)의 회전 축선 A를 중심으로 하는 주위 방향을 따라서 서로 등각도를 갖고, 복수의 기둥부(44)가 마련되어 있다. 특히 도시된 예에서는, 각 기둥부(44)의 중심이 회전 축선 A에 대하여 서로 120도의 각도를 갖고, 3개의 기둥부(44)가 형성되어 있다. 기둥부(44)는 베이스부(42)의 판면에의 법선 방향과 평행을 이루는 중심 축선을 갖는 대략 원기둥 형상을 갖고 있으며, 복수의 기둥부(44)는 서로 동일 형상을 갖고 있다. 기둥부(44)의 베이스부(42)와 반대측을 이루는 면에는 볼트 구멍(45)이 형성되어 있고, 볼트(68)를 플레이트(66)에 마련된 관통 구멍을 통해 볼트 구멍(45)에 체결함으로써, 기둥부(44)와 플레이트(66)가 연결된다. 또한, 기둥부(44)는 베이스부(42)와 일체로 형성되어도 되고, 베이스부(42)와 별체로서 형성되어 베이스부(42)에 대하여 설치되어도 된다.
시트면부(50)는 제1 유성 기어(30)의 측면(32)에 있어서의 치부(34)를 제외한 부분의 적어도 일부에 맞닿아, 제1 유성 기어(30)를 지지한다. 제1 유성 기어(30)의 측면(32)이란, 제1 유성 기어(30)의 판면과 평행을 이루는 표면을 가리킨다. 도시된 예에서는, 측면(32)은 제1 유성 기어(30)의 기둥부(44) 주위의 회전 즉 자전의 회전 축선 B와 직교하는 표면이다. 제1 유성 기어(30)는 시트면부(50)와 플레이트(66) 사이에서, 회전 축선 B가 연장되는 방향(스러스트 방향)을 따른 이동이 규제된다. 시트면부(50)가 제1 유성 기어(30)의 측면(32)에 있어서의 치부(34)를 제외한 부분에 맞닿도록 함으로써, 제1 유성 기어(30)의 치부(34)가 마모되는 것을 방지할 수 있다. 즉 제1 유성 기어(30)의 치부(34)를 보호할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B와, 캐리어(40)의 회전 축선 A는 서로 평행을 이루고 있다.
도시된 예에서는, 시트면부(50)는 베이스부(42)로부터 융기한 융기부에 있어서의, 베이스부(42)와 반대측의 면, 즉 제1 유성 기어(30)의 측면(32)과 대면하는 면으로 구성되어 있다. 시트면부(50)는 기둥부(44)의 주위에 위치한다. 도시된 예에서는, 시트면부(50)에는, 시트면부(50)의 외주연(54)에 개구(58)를 갖도록 시트면부(50)를 잘라낸 제1 홈부(56)가 마련되어 있고, 시트면부(50)는 캐리어(40)의 평면에서 보아, 제1 홈부(56)를 제외하고 기둥부(44)를 둘러싸는 대략 고리 형상으로 형성된다. 특히, 1개의 시트면부(50)는 캐리어(40)의 평면에서 보아 1개의 기둥부(44)를 둘러싸서 구성된다. 도시된 예에서는, 베이스부(42), 기둥부(44) 및 시트면부(50)가 일체로 형성되어 캐리어(40)를 구성하고 있다.
본 실시 형태의 시트면부(50)에는, 선 형상의 볼록부(52)가 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 볼록부(52)는 시트면부(50)에 의해 지지되는 제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있다. 특히 도시된 예에서는, 볼록부(52)는 기둥부(44)를 둘러싸서 대략 일정한 폭을 갖는 선 형상을 갖고 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 볼록부(52)는 캐리어(40)의 평면에서 보아, 제1 홈부(56)를 제외하고, 기둥부(44)를 둘러싸는 대략 고리 형상으로 형성된다. 도시된 예에서는, 1개의 시트면부(50) 내에는, 그 반경이 상이한 2개의 볼록부(52)가 형성되어 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 1개의 시트면부(50) 내에 1개의 볼록부(52)가 형성되어도 되고, 3개 이상의 볼록부(52)가 형성되어도 된다.
시트면부(50)의 볼록부(52)가 제1 유성 기어(30)의 측면(32)과 맞닿도록 하여, 시트면부(50)가 제1 유성 기어(30)를 지지함으로써, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이에 형성되는 간극, 예를 들어 평면에서 본 볼록부(52)와 기둥부(44) 사이 또는 복수의 볼록부(52) 사이의 시트면부(50)와 측면(32) 사이에 형성되는 간극에 윤활유를 유지할 수 있다. 이에 의해, 시트면부(50) 및 측면(32)의 표면에 안정적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 시트면부(50) 및 측면(32)의 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.
시트면부(50)에는, 볼록부(52)에 더하여 보조 볼록부(53)가 형성되어 있다. 보조 볼록부(53)는, 평면에서 보아, 제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B를 중심으로 한 방사 방향(직경 방향)으로 연장되어 있다. 바꾸어 말하면, 보조 볼록부(53)는 당해 방사 방향을 따라서, 대응하는 볼록부(52)의 당해 방사 방향을 따른 폭보다도 큰 치수를 갖고 있다. 바람직하게는, 보조 볼록부(53)는 당해 방사 방향을 따라서 긴 쪽 방향을 갖는 형상을 갖고 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 1개의 선 형상의 볼록부(52)에 대하여, 당해 볼록부(52)와 교차하도록, 복수의 보조 볼록부(53)가 형성되어 있다. 복수의 보조 볼록부(53)는 회전 축선 B를 중심으로 한 주위 방향을 따라서 등간격(등각도)을 갖고 형성되어도 된다. 도시된 예에서는, 회전 축선 B를 중심으로 한 직경 방향으로 인접하는 2개의 볼록부(52)의 각각에 교차하여 형성되는 각 보조 볼록부(53)는, 회전 축선 B를 중심으로 한 주위 방향을 따라서 교대로 배치되어 있다. 즉, 회전 축선 B를 중심으로 한 직경 방향으로 인접하는 2개의 볼록부(52) 중 한쪽에 교차하여 형성되는 1개의 보조 볼록부(53)는, 회전 축선 B를 중심으로 한 주위 방향을 따라서, 당해 2개의 볼록부(52) 중 다른 쪽에 교차하여 형성되는 2개의 보조 볼록부(53)의 사이에 대응하는 부분에 위치하고 있다. 보다 상세하게는, 회전 축선 B를 중심으로 한 직경 방향으로 인접하는 2개의 볼록부(52) 중 회전 축선 B에 근접하는 측의 볼록부(52)에 교차하여 형성되는 1개의 보조 볼록부(53)는, 회전 축선 B와, 당해 2개의 볼록부(52) 중 회전 축선 B로부터 이격되는 측의 볼록부(52)에 교차하여 형성되는 2개의 보조 볼록부(53)로 형성되는 부채형의 내부에 위치한다.
이 보조 볼록부(53)는 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이에 형성되는 간극에 보유 지지된 윤활유의 유동, 특히 회전 축선 B를 중심으로 한 주위 방향을 따른 유동을 방해하는 기능을 갖는다. 시트면부(50)가 이와 같은 보조 볼록부(53)를 갖고 있음으로써, 제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B 주위의 회전에 수반하여, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이에 형성되는 간극에 유지된 윤활유가, 당해 간극으로부터 유출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 시트면부(50) 및 측면(32)의 표면에 안정적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 시트면부(50) 및 측면(32)의 마모를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
볼록부(52)는 시트면부(50)에 있어서의 볼록부(52)를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 갖고 있다. 볼록부(52)에 더하여 보조 볼록부(53)가 형성되어 있는 경우, 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)는 시트면부(50)에 있어서의 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 갖고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서의 경도는, JIS Z2244에 의해 규정되는 비커스 경도로 한다. 제1 유성 기어(30)의 측면(32)과 맞닿는, 볼록부(52), 또는, 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)가 이와 같은 경도를 갖고 있음으로써, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32)이 마찰되는 것에 의한, 볼록부(52), 또는, 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)의 마모를 억제할 수 있다.
볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)는 일례로서, 시트면부(50) 상을 레이저로 주사하는 레이저 ?칭에 의해 형성할 수 있다. 레이저 ?칭은, 가열되는 영역의 치수를 고정밀도로 제어할 수 있으므로, ?칭에 의해 시트면부(50)에 발생할 수 있는 형상의 변형을 효과적으로 억제할 수 있는 이점을 갖는다. 레이저 ?칭에 의해 볼록부(52)를 형성할 때에는, 제1 홈부(56)를 시점 및 종점으로 하여, 시트면부(50) 상을 레이저로 주사하도록 하면, 이미 레이저로 주사된 부분이 다시 레이저로 주사되어 템퍼링되는 것에 의한 볼록부(52)의 연화를 억제할 수 있어, 바람직하다. 또한, 레이저 ?칭에 의해 보조 볼록부(53)를 형성할 때에는, 일례로서, 레이저 ?칭에 의한 볼록부(52)의 형성 시에, 보조 볼록부(53)를 형성해야 할 개소에서, 시트면부(50)에 대한 레이저의 이동 속도를 저하시키거나, 또는, 레이저의 이동을 정지시키도록 하면, 당해 개소에 레이저 조사에 의한 열이 축적되어, 볼록부(52)에 있어서의 회전 축선 B를 중심으로 한 방사 방향(직경 방향)을 따른 폭이 커진다. 이에 의해, 이 볼록부(52)에 있어서의 폭이 커진 부분으로부터 보조 볼록부(53)를 형성할 수 있다. 이 경우, 보조 볼록부(53)는 평면에서 보아, 일례로서 회전 축선 B를 중심으로 한 방사 방향으로 긴 쪽 방향을 갖는 대략 타원 형상을 갖게 된다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 보조 볼록부(53)는 시트면부(50) 상에 회전 축선 B를 중심으로 한 방사 방향을 따라서 이동시키면서 레이저를 조사함으로써 형성할 수도 있다. ?칭이 행해진 부분에는, 열처리 중의 결정 구조의 변화나 결정 격자 중에 있어서의 탄소 원자의 이동 등에 기인하여, 치수 변화가 발생할 수 있다. 특히, ?칭이 행해진 부분은 팽창된다. 따라서, 시트면부(50)에 있어서의 ?칭이 행해진 부분은 돌출되고, 이 돌출된 부분으로부터 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)가 형성된다.
또한, 선 형상의 볼록부(52) 대신에 또는 선 형상의 볼록부(52)에 더하여, 선 형상의 오목부를 마련하도록 해도 된다. 또한, 선 형상의 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53) 대신에 또는 선 형상의 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)에 더하여, 선 형상의 오목부 및 보조 오목부를 마련하도록 해도 된다. 선 형상의 오목부, 보조 오목부는, 상술한 선 형상의 볼록부(52), 보조 볼록부(53)의 평면에서 본 형상과 마찬가지의 평면에서 본 형상을 갖도록 해도 된다. 이와 같은 선 형상의 오목부, 보조 오목부는, 일례로서, 절삭 가공에 의해 형성할 수 있다. 이와 같은 선 형상의 오목부, 보조 오목부를 갖는 경우에는, 당해 선 형상의 오목부, 보조 오목부 내에 윤활유를 유지할 수 있다. 이에 의해, 시트면부(50) 및 제1 유성 기어(30)의 측면(32)의 표면에 안정적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 시트면부(50) 및 측면(32)의 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.
시트면부(50)에는, 시트면부(50)의 외주연(54)에 개구(58)를 갖도록 시트면부(50)를 잘라낸 제1 홈부(56)가 형성되어 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 예에서는, 제1 홈부(56)는 평면에서 보아, 외주연(54)으로부터 내측을 향하여 즉 기둥부(44)를 향하여, 긴 쪽 방향을 갖고 연장되어 있으며, 긴 쪽 방향의 한쪽의 단부에 개구(58)를 갖고 있다.
도 1에 도시된 예에서는, 유성 기어 감속기(10)에 있어서의, 고정 케이싱(11), 회전 케이싱(13) 및 덮개(17)로 둘러싸인 공간 내에는 윤활유가 봉입되어 있다. 캐리어(40)의 회전 축선 A는, 수평 방향으로 평행을 이루어 연장되어 있고, 윤활유는, 예를 들어 당해 공간의 하부로부터 회전 축선 A 부근의 높이에 걸쳐 채워져 있다. 도시된 예에서는, 시트면부(50)가 제1 홈부(56)를 갖고 있음으로써, 캐리어(40)의 회전 축선 A 주위의 회전에 수반하여, 제1 홈부(56) 내에 윤활유 저류소가 형성되고, 이 윤활유 저류소로부터, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이의 간극 내에 윤활유가 공급된다. 즉, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이의 간극 내에, 윤활유를 효율적으로 공급할 수 있다. 또한, 캐리어(40)의 회전 축선 A는, 수평 방향에 대하여 경사진 방향을 따라서 연장되어도 되고, 연직 방향을 따라서 연장되어도 된다. 이들의 경우에도, 캐리어(40)의 회전 축선 A 주위의 회전에 수반하여, 제1 홈부(56) 내에 윤활유 저류소를 형성하는 것이 가능하다.
도 2 내지 도 4에 도시된 예에서는, 시트면부(50)는 회전 축선 A를 중심으로 하는 주위 방향의 일방측을 향하여 개구(58)되는 제1 홈부(56)와, 타방측을 향하여 개구(58)되는 제1 홈부(56)를 갖고 있다. 이에 의해, 캐리어(40)가 회전 축선 A를 중심으로 하여 어느 방향으로 회전해도, 캐리어(40)의 회전에 수반하여, 회전 방향의 전방측을 향하여 개구된 제1 홈부(56) 내에, 윤활유를 효율적으로 도입할 수 있다.
또한, 도시된 예에서는, 제1 홈부(56)는 평면에서 보아 각 기둥부(44)의 중심[제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B]을 연결하는 원 C의 내측에 위치하고 있다(도 4 참조). 또한, 제1 홈부(56)는 제1 홈부(56)의 긴 쪽 방향에 있어서의 개구(58)와 반대측의 단부로부터 개구(58)를 향함에 따라, 회전 축선 A를 중심으로 하는 주위 방향 Dc1 또는 주위 방향 Dc1보다도 내측을 향하도록 연장되어 있다. 도 4에서는, 제1 홈부(56)의 긴 쪽 방향에 있어서의 개구(58)와 반대측의 단부를 통과하는 주위 방향에 부호 Dc1을 붙여 나타내고 있다. 도 4에 도시된 예에서는, 제1 홈부(56)는 개구(58)와 반대측의 단부로부터 개구(58)를 향함에 따라, 주위 방향 Dc1보다도 내측을 향하도록 연장되어 있다. 이와 같은 제1 홈부(56)를 가짐으로써, 제1 홈부(56) 내에 도입된 윤활유가, 캐리어(40)의 회전에 수반하여 발생하는 원심력에 의해 제1 홈부(56)로부터 유출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이에, 윤활유를 안정적으로 공급할 수 있다.
도 5는 캐리어(40) 및 캐리어(40)에 기어용 베어링(60)을 통해 설치된 제1 유성 기어(30)를 도시하는 단면도이며, 도 1의 부호 V가 붙여진 일점쇄선으로 둘러싸인 부분을 확대하여 도시하고 있다. 기어용 베어링(베어링)(60)은, 캐리어(40)의 기둥부(44)의 주위에 배치되는 이너 레이스(61), 이너 레이스(61)와 제1 유성 기어(30)의 관통 구멍(36) 사이에 배치된 전동체(62)(예를 들어 롤러 부재) 및 전동체(62)를 보유 지지함과 함께 전동체(62)의 위치를 규제하는 보유 지지 부재(64)를 갖고 있다. 전동체(62)가 이너 레이스(61)와 제1 유성 기어(30)의 관통 구멍(36) 사이에서, 그 회전 축선 주위로 회전함으로써, 제1 유성 기어(30)는 회전 축선 A 주위에 기둥부(44)의 주위를 매끄럽게 회전할 수 있다.
도 5에 도시된 예에서는, 시트면부(50)는 제1 유성 기어(30) 및 기어용 베어링(60)을 지지하고 있다. 도시된 예에서는, 시트면부(50)는 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 및 기어용 베어링(60)의 보유 지지 부재(64)를 지지하고 있다. 특히 도 2 내지 도 5에 도시된 예에서는, 1개의 시트면부(50) 내에는, 그 반경이 상이한 2개의 선 형상 볼록부(52)가 형성되어 있고, 상대적으로 큰 반경을 갖는 볼록부(52)가 제1 유성 기어(30)의 측면(32)에 맞닿고, 상대적으로 작은 반경을 갖는 볼록부(52)가 보유 지지 부재(64)에 맞닿아 있다. 시트면부(50)의 볼록부(52)가 제1 유성 기어(30)의 측면(32)뿐만 아니라, 기어용 베어링(60)에도 맞닿음으로써, 시트면부(50)와 기어용 베어링(60)이 마찰되는 것에 의한 시트면부(50)의 마모를 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 기어 지지 구조는, 기어(30)와, 기어(30)를 지지하는 시트면부(50)를 갖는 캐리어(40)를 구비하고, 시트면부(50)에는, 선 형상의 볼록부(52) 또는 선 형상의 오목부가 형성되어 있다.
이와 같은 기어 지지 구조에 따르면, 시트면부(50)의 볼록부(52)가 기어(30)의 측면(32)과 맞닿도록 하여, 시트면부(50)가 기어(30)를 지지함으로써, 시트면부(50)와 측면(32) 사이에 형성되는 간극, 예를 들어 평면에서 본 볼록부(52)와 기둥부(44) 사이 또는 복수의 볼록부(52) 사이의 시트면부(50)와 측면(32) 사이에 형성되는 간극에 윤활유를 유지할 수 있다. 이에 의해, 시트면부(50) 및 측면(32)의 표면에 안정적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 시트면부(50) 및 측면(32)의 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 종래 기술과 같이, 스러스트 링이나 스러스트 와셔 등의 다른 부품을 준비하여 캐리어(40)에 조립할 필요가 없으므로, 기어 지지 구조를 구성하는 부품 개수를 삭감하고, 구조를 간단화할 수 있다. 이에 의해, 기어 지지 구조의 조립 공정이 간단해져, 조립의 수고가 감소된다. 또한, 종래 기술에서는, 스러스트 링이나 스러스트 와셔 등의 부품의 조립 정밀도나, 사용 중인 부품의 느슨함 등에 기인하여 문제가 발생할 우려가 있지만, 본 실시 형태의 기어 지지 구조에서는, 베이스부(42)와 시트면부(50)가 일체로 형성될 수 있으므로, 상술한 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 기어 지지 구조에서는, 볼록부(52) 또는 오목부는, 기어(30)의 회전 축선 B를 적어도 부분적으로 둘러싼다.
이와 같은 기어 지지 구조에 따르면, 시트면부(50)와 측면(32) 사이에 형성되는 간극에 유지된 윤활유가, 회전 축선 B를 중심으로 한 직경 방향으로 유출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 시트면부(50) 및 측면(32)의 표면에 안정적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 시트면부(50) 및 측면(32)의 마모를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 기어 지지 구조에서는, 시트면부(50)에는 기어(30)의 회전 축선 B를 중심으로 한 방사 방향으로 연장되는 보조 볼록부(53) 또는 보조 오목부가 더 형성되어 있다.
이와 같은 기어 지지 구조에 따르면, 기어(30)의 회전 축선 B 주위의 회전에 수반하여, 시트면부(50)와 기어(30)의 측면(32) 사이에 형성되는 간극에 유지된 윤활유가, 당해 간극으로부터 유출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 시트면부(50) 및 측면(32)의 표면에 안정적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 시트면부(50) 및 측면(32)의 마모를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 기어 지지 구조에서는, 시트면부(50)에는, 볼록부(52)가 형성되어 있고, 볼록부(52)는 시트면부(50)에 있어서의 볼록부(52)를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 갖는다.
본 실시 형태의 기어 지지 구조에서는, 시트면부(50)에는, 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)가 형성되어 있고, 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)는 시트면부(50)에 있어서의 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 갖는다.
이와 같은 기어 지지 구조에 따르면, 높은 경도를 갖는 볼록부(52), 보조 볼록부(53)가 기어(30)의 측면(32)과 마찰되게 되어, 시트면부(50)와 기어(30)의 측면(32)이 마찰되는 것에 의한, 볼록부(52), 또는, 볼록부(52) 및 보조 볼록부(53)의 마모를 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 기어 지지 구조는, 캐리어(40)에 마련된 기둥부(44)이며, 기둥부(44)의 주위에 배치된 베어링(60)을 통해 기어(30)를 지지하는 기둥부(44)를 더 구비하고, 시트면부(50)에는, 볼록부(52)가 형성되어 있고, 볼록부(52)는 기둥부(44)의 주위에 위치함과 함께, 기어(30) 및 베어링(60)을 지지한다.
이와 같은 기어 지지 구조에 따르면, 시트면부(50)의 볼록부(52)가 기어(30)의 측면(32)뿐만 아니라, 베어링(60)에도 맞닿음으로써, 시트면부(50)와 베어링(60)이 마찰되는 것에 의한 시트면부(50)의 마모를 억제할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 대하여 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 이하, 도면을 적절히 참조하면서, 변형예에 대하여 설명한다. 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대하여, 상술한 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하는 것으로 하고, 중복되는 설명을 생략한다.
기어 지지 구조의 일 변형예에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 기어 지지 구조의 일 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시된 예에서는, 시트면부(50)는 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b)를 포함하고 있다. 제1 시트면부(50a) 및 제2 시트면부(50b)는 각각 캐리어(40)의 평면에서 보아, 제1 홈부(56)를 제외하고 기둥부(44)를 둘러싸는 대략 고리 형상으로 형성된다. 특히, 제1 시트면부(50a) 및 제2 시트면부(50b)는 캐리어(40)의 평면에서 보아 1개의 기둥부(44)를 둘러싸서 구성된다. 도시된 예에서는, 제1 시트면부(50a)는 제2 시트면부(50b)에 대하여 기둥부(44)의 중심 축선[제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B]을 중심으로 한 방사 방향(직경 방향)의 외측에 배치되어 있다.
도시된 예에서는, 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b) 사이에, 제2 홈부(57)가 형성되어 있다. 제2 홈부(57)는 캐리어(40)의 평면에서 보아, 제1 홈부(56)를 제외하고 기둥부(44)를 둘러싸서 대략 고리 형상으로 연장되어 형성되어 있고, 그 주위 방향의 단부에 있어서 제1 홈부(56)에 연통하고 있다. 따라서, 제2 홈부(57)는 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b)를 구획하는 구획부로도 되어 있다. 또한, 도시된 예에서는, 제1 시트면부(50a) 및 제2 시트면부(50b)에, 각각 볼록부(52)가 형성되어 있다. 따라서, 제2 홈부(57)는 기둥부(44)의 중심 축선[제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B]을 중심으로 한 방사 방향(직경 방향)으로 인접하는 2개의 볼록부(52) 사이에 형성되어 있다고도 할 수 있다.
시트면부(50)가 이와 같은 제2 홈부(57)를 갖고 있음으로써, 캐리어(40)의 회전 축선 A 주위의 회전에 수반하여, 제1 홈부(56) 내에 형성된 윤활유 저류소로부터, 이 제2 홈부(57)를 통해 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이의 간극 내에 윤활유가 공급된다. 즉, 시트면부(50)와 제1 유성 기어(30)의 측면(32) 사이의 간극 내에, 윤활유를 더욱 효과적으로 공급할 수 있다.
기어 지지 구조의 다른 변형예에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 기어 지지 구조의 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
도시된 예에서는, 도 6을 참조하여 상술한 일 변형예와 마찬가지로, 시트면부(50)는 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b)를 포함하고 있다. 도 7에 도시된 예에서는, 제1 시트면부(50a)는 베이스부(42)의 판면에의 법선 방향(회전 축선 A를 따른 방향)을 따라서, 베이스부(42)의 제1 유성 기어(30)와 대면하는 면(42a)으로부터의 높이 H1을 갖고 있다. 제2 시트면부(50b)는 베이스부(42)의 판면에의 법선 방향을 따라서, 베이스부(42)의 면(42a)으로부터의 높이 H2를 갖고 있다. 높이 H1과 높이 H2는 서로 다르다. 특히 높이 H2는, 높이 H1보다 크게 되어 있다. 이것에 한정되지 않고, 높이 H2는, 높이 H1보다 작게 되어 있어도 된다.
또한, 도 7에는, 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b) 사이에 제2 홈부(57)가 형성되어 있는 예, 즉 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b)가 제2 홈부(57)를 통해 기둥부(44)의 중심 축선을 중심으로 한 방사 방향으로 인접하고 있는 예를 나타냈다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b) 사이에는, 제2 홈부(57)가 형성되어 있지 않아도 된다. 즉 제1 시트면부(50a)와 제2 시트면부(50b)는, 제2 홈부(57)를 통하지 않고 기둥부(44)의 중심 축선을 중심으로 한 방사 방향으로 인접해도 된다.
시트면부(50)가, 상이한 높이 H1 및 H2를 갖는 제1 시트면부(50a) 및 제2 시트면부(50b)를 포함함으로써, 제1 유성 기어(30)의 회전 축선 B를 따른 치수(두께)와, 기어용 베어링(60)의 회전 축선 B를 따른 치수가 상이해도, 제1 유성 기어(30) 및 기어용 베어링(60)을 적절하게 지지할 수 있다. 따라서, 제1 유성 기어(30) 및 기어용 베어링(60)의 치수의 선택의 자유도를 향상시킬 수 있다.
5 : 유압 모터
10 : 유성 기어 감속기
11 : 고정 케이싱
13 : 회전 케이싱
14 : 내치
15 : 플랜지부
17 : 덮개
18 : 케이싱용 베어링
20 : 입력축
22 : 제1 태양 기어
24 : 제2 태양 기어
26 : 제2 유성 기어
30 : 제1 유성 기어(기어)
32 : 측면
34 : 치부
40 : 캐리어
42 : 베이스부
44 : 기둥부
46 : 내치
50 : 시트면부
50a : 제1 시트면부
50b : 제2 시트면부
52 : 선 형상의 볼록부
53 : 보조 볼록부
54 : 외주연
56 : 제1 홈부
57 : 제2 홈부
58 : 개구
60 : 기어용 베어링(베어링)
62 : 전동체
64 : 보유 지지 부재
A : 회전 축선
B : 회전 축선

Claims (6)

  1. 기어와, 상기 기어를 지지하는 시트면부를 갖는 캐리어를 구비한 기어 지지 구조이며,
    상기 시트면부에는, 선 형상의 볼록부 또는 선 형상의 오목부가 형성되어 있는, 기어 지지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부 또는 상기 오목부는, 상기 기어의 회전 축선을 적어도 부분적으로 둘러싸는, 기어 지지 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시트면부에는, 상기 기어의 회전 축선을 중심으로 한 방사 방향으로 연장되는 보조 볼록부 또는 보조 오목부가 더 형성되어 있는, 기어 지지 구조.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시트면부에는, 상기 볼록부가 형성되어 있고,
    상기 볼록부는, 상기 시트면부에 있어서의 상기 볼록부를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 갖는, 기어 지지 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 시트면부에는, 상기 볼록부 및 상기 보조 볼록부가 형성되어 있고,
    상기 볼록부 및 상기 보조 볼록부는, 상기 시트면부에 있어서의 상기 볼록부 및 상기 보조 볼록부를 제외한 부분의 경도보다도 높은 경도를 갖는, 기어 지지 구조.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어에 마련된 기둥부이며, 상기 기둥부의 주위에 배치된 베어링을 통해 상기 기어를 지지하는 기둥부를 더 구비하고,
    상기 시트면부에는, 상기 볼록부가 형성되어 있고,
    상기 볼록부는, 상기 기둥부의 주위에 위치함과 함께, 상기 기어 및 상기 베어링을 지지하는, 기어 지지 구조.
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