WO2025100240A1

WO2025100240A1 - 遊星歯車機構のサンギヤユニット、変速機

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Publication number: WO2025100240A1
Application number: PCT/JP2024/037808
Authority: WO
Inventors: 貴大藤野; 宣寿野元; 朋治杉万
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2023-11-10
Filing date: 2024-10-23
Publication date: 2025-05-15
Anticipated expiration: 2026-05-10

Abstract

遊星歯車機構のサンギヤユニットは、回転力を入出力する第１端部、及び第１端部に対して反対側の第２端部を有し、外周面に軸軌道面が形成されたサンギヤシャフトと、第２端部に設けられ、遊星歯車機構の遊星ギヤにかみ合うサンギヤと、サンギヤシャフトを支持する支持部に取り付けられ、軸軌道面を囲むように設けられると共に、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、軸軌道面と外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、を備える。

Description

遊星歯車機構のサンギヤユニット、変速機

　本開示は、遊星歯車機構のサンギヤユニット、及び変速機に関する。

　例えば、特許文献１に記載されているように、駆動ユニットの駆動軸の回転速度を減速させて出力する変速機（減速機）がある。この変速機は、ギヤが設けられた回転軸を複数備え、駆動軸の回転を複数の回転軸に順次伝達することによって、回転速度を減速させている。また、遊星歯車機構を用いて回転速度を変速する変速機がある。

特開２０１７－３０４８号公報

　ここで、遊星歯車機構を備える変速機では、遊星歯車機構のサンギヤユニットのサンギヤシャフトが、軸受を介して支持部に回転可能に支持されている。このサンギヤシャフトにブレが生じると、回転性能や耐久性等が低下する可能性が考えられる。

　そこで、本開示は、サンギヤシャフトを安定して回転可能に支持可能な遊星歯車機構のサンギヤユニット、及び変速機を提供することを目的とする。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［１］「遊星歯車機構のサンギヤユニットであって、回転力を入出力する第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部と、を有し、前記第１端部と前記第２端部との間の外周面に軸軌道面が形成されたサンギヤシャフトと、前記第２端部に設けられ、前記遊星歯車機構の遊星ギヤにかみ合うサンギヤと、前記サンギヤシャフトを支持する支持部に取り付けられ、前記軸軌道面を囲むように設けられると共に、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、前記軸軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、を備えるサンギヤユニット。」である。

　このサンギヤユニットでは、サンギヤシャフトが、転動体及び外輪を介して支持部に支持される。つまり、サンギヤシャフトは、軸受の内輪の機能を兼ねている。このように、このサンギヤユニットは、サンギヤシャフトを支持する機構の部品点数を少なくすることができ、部品精度のばらつき等によるサンギヤシャフトの支持精度の低下を抑制できる。したがって、このサンギヤユニットでは、サンギヤシャフトを安定して回転可能に支持することができる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［２］「前記第１端部の外周面又は内周面には、スプラインが形成されている、上記［１］に記載のサンギヤユニット。」であってもよい。これにより、サンギヤユニットは、スプラインを介して、他の回転部材との間での回転力の伝達をより確実に行うことができる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［３］「前記サンギヤシャフトは、前記軸軌道面よりも前記第１端部側の位置において、前記軸軌道面に隣接する溝肩面を外周面に有する溝肩面形成部と、前記溝肩面形成部よりも前記第１端部側の位置において、前記溝肩面形成部に隣接する嵌込部と、を有し、前記サンギヤシャフトの径方向における前記溝肩面形成部の大きさは、前記サンギヤシャフトの径方向における前記嵌込部の大きさよりも大きい、上記［１］又は［２］に記載のサンギヤユニット。」であってもよい。この場合、サンギヤシャフトの外周面において、溝肩面形成部と嵌込部との間に段差が形成される。これにより、サンギヤユニットは、嵌込部に嵌め込んだ部材をこの段差部分に当接させることによって、嵌込部に嵌め込む部材の位置決めを行うことができる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［４］「前記サンギヤシャフトは、前記サンギヤシャフトの軸線方向において前記軸軌道面を挟み込むように前記軸軌道面に隣接する第１溝肩面及び第２溝肩面を有し、前記第１溝肩面及び前記第２溝肩面は、それぞれ前記サンギヤシャフトの周方向に沿って延在する円環状を呈し、前記第１溝肩面の外径と前記第２溝肩面の外径とは互いに異なっている、上記［１］～［３］のいずれか一つに記載のサンギヤユニット。」であってもよい。軸軌道面に配置された転動体は、第１溝肩面及び第２溝肩面のうち、小径側の溝肩面よりも大径側の溝肩面に乗り上げにくくなる。このように、サンギヤユニットは、第１溝肩面及び第２溝肩面の外径を互いに異ならせることによって、転動体が溝肩面に乗り上げることを抑制しつつ、アキシャル荷重を受け止めることができる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［５］「前記外輪の外周面には、前記サンギヤシャフトの軸線方向において前記支持部と係合する係合部が設けられている、上記［１］～［４］のいずれか一つに記載のサンギヤユニット。」であってもよい。この場合、外輪に設けられた係合部によって、サンギヤシャフトの軸方向における外輪と支持部とのずれを抑制できる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［６］「前記サンギヤシャフトの軸線方向において、前記サンギヤと前記外輪及び前記転動体との間には、隙間が設けられている、上記［１］～［５］のいずれか一つに記載のサンギヤユニット。」であってもよい。この場合、サンギヤユニットでは、設計の自由度を高めたり、転動体及び外輪周りの組み立て性を向上させたりすることができる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［７］「前記サンギヤシャフトには、当該サンギヤシャフトの軸線に沿って延在すると共に、回転軸が通される軸貫通孔が設けられている、上記［１］～［６］のいずれか一つに記載のサンギヤユニット。」であってもよい。このように、サンギヤシャフトの内側に他の回転軸が配置することができるため、サンギヤユニットを用いた装置の小型化を図ることができる。

　本開示に係るサンギヤユニットは、［８］「前記サンギヤシャフトの表面部分には硬化層が設けられており、前記硬化層が設けられた部分は、前記サンギヤシャフトの前記硬化層以外の部分よりも硬度が高く、前記硬化層の厚さは、前記サンギヤシャフトの前記軸軌道面における肉厚の半分よりも大きい、上記［７］に記載のサンギヤユニット。」であってもよい。ここで、サンギヤシャフトの軸貫通孔の内周面も、サンギヤシャフトの表面となる。このため、サンギヤシャフトの径方向の外側を向く面の部分に加え、サンギヤシャフトの軸貫通孔の内周面の部分にも硬化層が設けられている。硬化層の厚さを軸軌道面における肉厚の半分よりも大きくすることにより、サンギヤシャフトの軸軌道面の部分では、径方向の肉厚の全域にわたって硬化層が設けられた状態となる。これにより、サンギヤユニットは、軸軌道面における内部硬さをより一層向上させることができる。

　本開示に係る変速機は、［９］「上記［７］又は［８］に記載のサンギヤユニットを有する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構から回転力が伝達されるデファレンシャルケースを有すると共に、前記デファレンシャルケース内に差動機構が設けられたデファレンシャルギヤユニットと、を備え、前記軸貫通孔には、前記回転軸として、前記差動機構に接続されるドライブシャフトが通される、変速機。」である。

　この変速機では、サンギヤシャフトが、転動体及び外輪を介して支持部に支持される。つまり、サンギヤシャフトは、軸受の内輪の機能を兼ねている。このように、このサンギヤユニットは、サンギヤシャフトを支持する機構の部品点数を少なくすることができ、部品精度のばらつき等によるサンギヤシャフトの支持精度の低下を抑制できる。したがって、このサンギヤユニットを備える変速機では、サンギヤシャフトを安定して回転可能に支持することができる。また、この変速機では、サンギヤシャフトの内側にデファレンシャルギヤに接続されるドライブシャフトを配置することができる。これにより、変速機の小型化を図ることができる。

　本開示によれば、サンギヤシャフトを安定して回転可能に支持することができる。

図１は、実施形態に係る変速機の主要部を示す断面図である。図２は、図１のサンギヤユニットをスプライン側から見た斜視図である。図３は、図１のサンギヤユニットをサンギヤ側から見た斜視図である。図４は、図１のサンギヤユニットの拡大断面図である。図５は、実施形態に係るサンギヤシャフトを製造する様子の一例を示す図である。図６は、変形例に係るサンギヤシャフトの断面図である。図７は、軸軌道面及びサンギヤを形成する様子を説明するための軸軌道面周りの拡大断面図である。図８は、第１変形例に係るサンギヤユニットの軸軌道面周りの拡大断面図である。図９は、第２変形例に係るサンギヤユニットの拡大断面図である。図１０は、第２変形例に係るサンギヤユニットの表面に設けられた硬化層を示す断面図である。図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、第３変形例に係るサンギヤユニットの拡大断面図である。図１２は、変形例に係るサンギヤシャフトを備える変速機の主要部を示す断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下では、本開示に係る変速機として、駆動ユニットの回転速度を減速する減速機を用いて説明する。

　図１に示されるように、変速機１は、本実施形態においては一例として、電動モータを有する駆動ユニット３０が搭載されたＥＶ（Electric　Vehicle）用の減速機として構成されている。変速機１は、遊星歯車機構１０、及びデファレンシャルギヤユニット２０を備えている。また、変速機１は、図１では省略されているが、遊星歯車機構１０等の各機構を収容する筐体を備えている。

　駆動ユニット３０は、車両の駆動源となる電動モータユニットを構成する。より詳細には、駆動ユニット３０は、モータロータ３１、ロータシャフト３２を含んでいる。モータロータ３１は、電動モータのロータを構成する。図示は省略するが、駆動ユニット３０は、駆動機構として、電動モータを構成するマグネット等の部品を備えている。また、駆動ユニット３０は、インバータ等の電子部品を備えていてもよい。

　ロータシャフト３２は、モータロータ３１の中心部分に設けられている。ロータシャフト３２は、モータロータ３１によって回転駆動される。ロータシャフト３２は、駆動ユニット３０の駆動力（回転力）の出力軸となる。ロータシャフト３２は、遊星歯車機構１０に接続される。ロータシャフト３２は、円筒状を呈している。ロータシャフト３２の内側には、第１ドライブシャフト４１が通される。ロータシャフト３２において、遊星歯車機構１０に接続される側の端部の内周面には、ロータスプライン３２ａが形成されている。

　変速機１の遊星歯車機構１０は、駆動ユニット３０のロータシャフト３２から伝達された回転力を減速させて、デファレンシャルギヤユニット２０に伝達する。遊星歯車機構１０は、サンギヤユニット１１、複数の遊星ギヤユニット１２、キャリア１３、及びアウターギヤ１４を含んでいる。サンギヤユニット１１は、駆動ユニット３０のロータシャフト３２に連結される。サンギヤユニット１１には、ロータシャフト３２から回転力が伝達される。サンギヤユニット１１の回転軸線は、ロータシャフト３２の回転軸線と同じ線上となっている。サンギヤユニット１１は、サンギヤ１１１を有している。サンギヤユニット１１の詳細については、後述する。

　複数の遊星ギヤユニット１２は、サンギヤユニット１１のサンギヤ１１１の周りに、周方向において互いに所定の間隔を空けて配置されている。複数の遊星ギヤユニット１２のそれぞれは、サンギヤ１１１から回転力が伝達される。遊星ギヤユニット１２は、第１遊星ギヤ（遊星ギヤ）１２１、第２遊星ギヤ１２２、及び遊星ギヤシャフト１２３を備えている。第１遊星ギヤ１２１と第２遊星ギヤ１２２とは、互いに同じ回転軸線上に配置され、互いに連結されている。つまり、第１遊星ギヤ１２１と第２遊星ギヤ１２２とは、一体的に回転する。第１遊星ギヤ１２１は、第２遊星ギヤ１２２よりも大径となっている。第１遊星ギヤ１２１は、サンギヤユニット１１のサンギヤ１１１にかみ合う。遊星ギヤシャフト１２３は、第１遊星ギヤ１２１及び第２遊星ギヤ１２２の回転軸となる。遊星ギヤシャフト１２３は、第１遊星ギヤ１２１及び第２遊星ギヤ１２２を回転可能に支持する。

　キャリア１３は、複数の遊星ギヤユニット１２の遊星ギヤシャフト１２３において、駆動ユニット３０側の端部をそれぞれ支持する。キャリア１３の回転軸線は、サンギヤユニット１１の回転軸線と同じ線上となっている。複数の遊星ギヤユニット１２の遊星ギヤシャフト１２３において、キャリア１３に支持される側に対して反対側の端部は、デファレンシャルギヤユニット２０のデファレンシャルケース２１によってそれぞれ支持される。

　アウターギヤ１４は、環状を呈し、内周面にギヤを有する。アウターギヤ１４は、複数の第２遊星ギヤ１２２を囲むように配置され、複数の第２遊星ギヤ１２２のそれぞれとかみ合っている。本実施形態においてアウターギヤ１４は、例えば、変速機１の筐体等に固定されている。

　これにより、複数の遊星ギヤユニット１２は、サンギヤユニット１１が回転することによって、サンギヤユニット１１の周りを周回する。遊星ギヤユニット１２がサンギヤユニット１１の周りを周回することに伴って、デファレンシャルギヤユニット２０が回転する。

　デファレンシャルギヤユニット２０は、遊星歯車機構１０から回転力が伝達される。デファレンシャルギヤユニット２０の回転軸線は、遊星歯車機構１０及びロータシャフト３２の回転軸線と同じ線上となっている。デファレンシャルギヤユニット２０は、デファレンシャルケース２１、及び差動機構２２を備えている。

　デファレンシャルケース２１には、遊星歯車機構１０の遊星ギヤユニット１２から、回転力が伝達される。デファレンシャルケース２１は、内部に空間を有している。

　差動機構２２は、デファレンシャルケース２１内に設けられる。差動機構２２は、例えば、ピニオンギヤ及びサイドギヤ等を備える車両用デファレンシャルギヤユニットの差動機構である。差動機構２２としては、周知の種々の機構を用いることができる。デファレンシャルケース２１には、サンギヤユニット１１の回転軸線上に、第１差込口ｈ１及び第２差込口ｈ２が設けられている。差動機構２２には、第１差込口ｈ１を介して第１ドライブシャフト（回転軸）４１と、第２差込口ｈ２を介して第２ドライブシャフト４２と、が差し込まれている。第１ドライブシャフト４１及び第２ドライブシャフト４２のそれぞれは、サンギヤユニット１１の回転軸線上に設けられている。

　次に、サンギヤユニット１１の詳細について説明する。図２～図４に示されるように、サンギヤユニット１１は、サンギヤシャフト１１０、サンギヤ１１１、外輪１１２、複数の玉（転動体）１１３、及び保持器１１４を備えている。サンギヤシャフト１１０は、ロータシャフト３２の回転軸線上に配置されている。サンギヤシャフト１１０は、ロータシャフト３２に接続される第１端部１１０ａと、第１端部１１０ａに対して反対側の第２端部１１０ｂと、を有している。第１端部１１０ａには、ロータシャフト３２から回転力が入力される。本実施形態において、第１端部１１０ａの外周面には、サンギヤスプライン（スプライン）１１０ｃが形成されている。サンギヤスプライン１１０ｃは、ロータシャフト３２のロータスプライン３２ａにかみ合っている。これにより、ロータシャフト３２からサンギヤユニット１１に回転力が伝達される。

　サンギヤシャフト１１０の第２端部１１０ｂの外周面には、サンギヤ１１１が設けられている。サンギヤ１１１は、サンギヤシャフト１１０と一体に回転する。本実施形態において、サンギヤ１１１は、サンギヤシャフト１１０と一体に設けられている。サンギヤ１１１は、サンギヤユニット１１に伝達された回転力を、遊星ギヤユニット１２の第１遊星ギヤ１２１に伝達する。

　サンギヤシャフト１１０の外周面において、第１端部１１０ａと第２端部１１０ｂとの間には、軸軌道面１１０ｅが形成されている。つまり、軸軌道面１１０ｅは、サンギヤシャフト１１０の外周面において、サンギヤスプライン１１０ｃとサンギヤ１１１との間に形成されている。軸軌道面１１０ｅは、サンギヤシャフト１１０の外周面の周方向の全域にわたって設けられている。軸軌道面１１０ｅは、サンギヤシャフト１１０周方向に延びる溝である。本実施形態において、軸軌道面１１０ｅの断面形状は、略円弧状を呈している。

　なお、サンギヤシャフト１１０の外周面において軸軌道面１１０ｅは、サンギヤスプライン１１０ｃとサンギヤ１１１との間の軌道面形成部１１０ｆ（図４参照）に形成される。軌道面形成部１１０ｆは、サンギヤシャフト１１０のうち、外輪１１２の内周面に対向する部位である。本実施形態においては、一例として、軌道面形成部１１０ｆの外径は、サンギヤスプライン１１０ｃが形成される第１端部１１０ａの外径よりも大きい。本実施形態においては、一例として、軌道面形成部１１０ｆの外径は、サンギヤ１１１の外径よりも小さい。但し、軌道面形成部１１０ｆと他の部位との大小関係は、この関係に限定されず、ここで説明した関係と大小が逆になっていてもよい。

　外輪１１２は、サンギヤシャフト１１０を支持するシャフト支持部（支持部）５０に取り付けられている。本実施形態においてシャフト支持部５０は、遊星歯車機構１０のキャリア（支持部）１３によって構成されている。但し、シャフト支持部５０は、例えば、遊星歯車機構１０等を収容する筐体の一部によって構成されていてもよい。

　外輪１１２は、サンギヤシャフト１１０に形成された軸軌道面１１０ｅを囲むように設けられている。外輪１１２の内周面には、外輪軌道面１１２ａが形成されている。外輪軌道面１１２ａは、外輪１１２の内周面の周方向の全域にわたって設けられている。外輪軌道面１１２ａは、外輪１１２の周方向に延びる溝である。本実施形態において、外輪軌道面１１２ａの断面形状は、略円弧状を呈している。外輪１１２の外輪軌道面１１２ａと、サンギヤシャフト１１０の軸軌道面１１０ｅと、は対向している。

　複数の玉１１３は、外輪１１２の外輪軌道面１１２ａと、サンギヤシャフト１１０の軸軌道面１１０ｅと、の間に配置されている。玉１１３は、球状を呈している。保持器１１４は、外輪軌道面１１２ａと軸軌道面１１０ｅとの間において、複数の玉１１３のそれぞれを転動自在に保持する。

　サンギヤシャフト１１０には、サンギヤシャフト１１０の軸線に沿って延在する軸貫通孔１１０ｄが設けられている。軸貫通孔１１０ｄには、デファレンシャルギヤユニット２０の差動機構２２に接続された第１ドライブシャフト４１が通されている。つまり、サンギヤシャフト１１０の回転軸線と、第１ドライブシャフト４１の回転軸線とは、互いに同じ線上となっている。

　以上のように、この遊星歯車機構１０のサンギヤユニット１１では、サンギヤシャフト１１０が、玉１１３及び外輪１１２を介してシャフト支持部５０に支持される。つまり、サンギヤシャフト１１０は、軸受の内輪の機能を兼ねている。このように、このサンギヤユニット１１は、サンギヤシャフト１１０を支持する機構の部品点数を少なくすることができ、部品精度のばらつき等によるサンギヤシャフト１１０の支持精度の低下を抑制できる。したがって、このサンギヤユニット１１では、サンギヤシャフト１１０を安定して回転可能に支持することができる。

　また、このサンギヤユニット１１には、アキシャル荷重が加わることがある。例えば、サンギヤシャフトが内輪を有する軸受によって支持されている場合、内輪のずれ防止のために止め輪をサンギヤシャフトに取り付けたり、内輪をサンギヤ等に突き当てるためのスペーサをサンギヤシャフトに取り付けたりする必要が生じる。しかしながら、このサンギヤユニット１１では、サンギヤシャフト１１０が軸受の内輪の機能を兼ねており、軸受部分の位置決めがなされるため、内輪のずれを防止するための止め輪又はスペーサ等を設けることが不要となる。

　本実施形態に係るサンギヤユニット１１では、サンギヤシャフト１１０が軸受の内輪の機能を兼ねているため、軸受の内輪を別途設ける必要が無い。このため、サンギヤユニット１１では、径方向の小型化、及び軽量化を図ることができる。

　サンギヤシャフト１１０の第１端部１１０ａには、ロータシャフト３２のロータスプライン３２ａにかみ合うサンギヤスプライン１１０ｃが設けられている。これにより、サンギヤユニット１１は、サンギヤスプライン１１０ｃを介して、他の回転部材であるロータシャフト３２との間での回転力の伝達をより確実に行うことができる。

　サンギヤシャフト１１０の内側には、軸貫通孔１１０ｄが設けられている。このサンギヤユニット１１では、サンギヤシャフト１１０の内側に他の回転軸を配置することができる。本実施形態においては、サンギヤシャフト１１０の軸貫通孔１１０ｄには、デファレンシャルギヤユニット２０に接続される第１ドライブシャフト４１が配置されている。これにより、サンギヤユニット１１では、サンギヤユニット１１を有する装置（本実施形態では変速機１）の小型化を図ることができる。

　なお、上述したように、サンギヤユニット１１には、そもそも内輪を別部材として有しておらず、内輪のずれを防止するための止め輪又はスペーサ等も不要である。止め輪等を設けるスペースが不要となる分、サンギヤシャフト１１０の軸方向の長さを短くすることができる。ここで、一般的に、軸受の内輪は、内輪の軸方向の端面がマグネットチャックによって保持された状態で、研削用のシューによって内輪の外周面に軌道溝（軌道面）が形成される。例えば、サンギヤシャフト１１０の長さが短い場合、軸受の内輪に軌道溝を形成する装置と同様の装置によって、サンギヤシャフト１１０の外周面に軸軌道面１１０ｅを形成することができる。具体的には、図５に示されるように、例えば、サンギヤシャフト１１０の第２端部１１０ｂを、マグネットチャックＧ１によって保持する。サンギヤシャフト１１０がマグネットチャックＧ１によって保持された状態で、研削用のシューＧ２によって、サンギヤシャフト１１０の外周面の軌道面形成部１１０ｆに軸軌道面１１０ｅを形成する。このように、サンギヤシャフト１１０の軌道面形成部１１０ｆに対して、一般的な軸受の内輪を形成する装置と同様の装置によって軸軌道面１１０ｅを形成することができる。

　ここで、内輪を有する軸受をサンギヤシャフトに取り付ける場合、軸受の内輪をサンギヤの端部に突き当てて、内輪の位置決めをすることがある。この場合、サンギヤと内輪とが互いに関連性を有することとなり、両者の設置位置、及びサンギヤの大きさ等に制約が生じる。一方、本実施形態に係るサンギヤユニット１１では、サンギヤシャフト１１０が軸受の内輪の機能を兼ねている。このため、サンギヤユニット１１では、サンギヤ１１１によって内輪の位置決めを行う必要が無い。つまり、サンギヤ１１１と軸受の内輪として機能する軸軌道面１１０ｅとに関連性が無く、両者の設置位置、及びサンギヤ１１１の大きさ等に制約がない。

　このため、図４に示されるように、サンギヤシャフト１１０の軸線方向において、サンギヤ１１１と外輪１１２及び玉１１３との間には、隙間が設けられている。また、図６に示されるように、サンギヤシャフト１１０の軸線方向において、サンギヤ１１１と外輪１１２及び玉１１３との間に所望の大きさの大きな隙間を設けてもよい。図６に示されるように、サンギヤ１１１と外輪１１２及び玉１１３との隙間には、外輪１１２と軸軌道面１１０ｅとの間に玉１１３を配置する際に用いられる玉入れ治具Ｇ３が配置可能であってもよい。この場合、サンギヤ１１１と外輪１１２との隙間に玉入れ治具Ｇ３を配置する。そして、サンギヤシャフト１１０の第１端部１１０ａ側から、外輪１１２と軸軌道面１１０ｅとの間に玉１１３を配置する。玉入れ治具Ｇ３は、玉１１３を配置する際に、外輪１１２と軸軌道面１１０ｅとの間から玉１１３が脱落することを防止する治具として機能する。このように、サンギヤユニット１１は、サンギヤ１１１と軸軌道面１１０ｅとに関連性が無いことによって、設計の自由度を高めることができる。また、サンギヤユニット１１は、サンギヤ１１１と外輪１１２との隙間に玉入れ治具Ｇ３を配置することができるため、サンギヤユニット１１の組み立て性を向上させることができる。

　例えば、内輪をサンギヤシャフトに取り付ける構成の場合、内輪をサンギヤに突き当てて位置決めをするために、サンギヤの幅（サンギヤシャフトの軸方向の長さ）を延ばすことがある。本実施形態に係るサンギヤユニット１１では、上述したように、サンギヤ１１１の位置と軸軌道面１１０ｅの位置とに関連性が無い。このため、サンギヤユニット１１では、内輪を突き当てるためだけのためにサンギヤ１１１の幅を延ばす必要が無い。サンギヤユニット１１では、サンギヤ１１１の幅を回転力の伝達に必要な幅のみとすることができる。これにより、サンギヤユニット１１では、サンギヤ１１１の幅を不必要に延ばすことがないため、軽量化を図ることができる。また、サンギヤユニット１１では、サンギヤ１１１の幅を不必要に延ばすことがないため、サンギヤ１１１を形成するための加工時間の短縮を図ることができ、サンギヤ１１１を形成する工具の寿命を延ばすことができる。

　例えば、図７に示されるように、研磨砥石Ｇ４によって軸軌道面１１０ｅを研磨することがある。上述したように、サンギヤ１１１の位置と軸軌道面１１０ｅの位置とに関連性が無い。このため、研磨砥石Ｇ４等の軸軌道面１１０ｅを形成する工具がサンギヤ１１１に干渉しないように、サンギヤ１１１と軸軌道面１１０ｅとの設置位置を調整することができる。同様に、サンギヤ１１１の歯面を歯研砥石によって研削することがある。この場合も、歯研砥石等のサンギヤ１１１を形成する工具が軸軌道面１１０ｅの溝肩に干渉しないように、サンギヤ１１１と軸軌道面１１０ｅとの設置位置を調整することができる。このように、サンギヤユニット１１は、サンギヤ１１１及び軸軌道面１１０ｅの設計の自由度を高めることができ、サンギヤ１１１及び軸軌道面１１０ｅを備えるサンギヤシャフト１１０を容易に形成することができる。

　本実施形態においてサンギヤ１１１は、サンギヤシャフト１１０と一体に設けられている。また、軸軌道面１１０ｅは、サンギヤシャフト１１０の外周面（軌道面形成部１１０ｆ）に形成されている。つまり、サンギヤシャフト１１０、サンギヤ１１１、及び軸軌道面１１０ｅは、一体に設けられている。このため、サンギヤ１１１及び軸軌道面１１０ｅを形成する際に、サンギヤ１１１と軸軌道面１１０ｅとを同じ加工基準を用いて形成することができる。これにより、サンギヤユニット１１は、サンギヤ１１１と軸軌道面１１０ｅとの同軸度をより精度良く確保することができる。

　変速機１は、上述したサンギヤユニット１１を有する遊星歯車機構１０と、遊星歯車機構１０から回転力が伝達されるデファレンシャルギヤユニット２０と、を備えている。このように、サンギヤユニット１１を備える変速機１は、サンギヤシャフト１１０を安定して回転可能に支持することができる。

（第１変形例）
　サンギヤユニットの第１変形例について説明する。図８に示されるように、本変形例に係るサンギヤユニット１１Ａは、実施形態におけるサンギヤシャフト１１０に代えてサンギヤシャフト１１０Ａを備えている。サンギヤシャフト１１０Ａは、サンギヤシャフト１１０Ａの軸方向において軸軌道面１１０ｅを挟み込むように軸軌道面１１０ｅに隣接する第１溝肩面（溝肩面）Ｓ１及び第２溝肩面Ｓ２を有している。第１溝肩面Ｓ１は、軸軌道面１１０ｅよりも第１端部１１０ａ側において、軸軌道面１１０ｅに隣接している。第２溝肩面Ｓ２は、軸軌道面１１０ｅよりもサンギヤ１１１側（第１端部１１０ａとは反対の第２端部１１０ｂ側）において、軸軌道面１１０ｅに隣接している。

　第１溝肩面Ｓ１及び第２溝肩面Ｓ２は、サンギヤシャフト１１０Ａの径方向の外側を向いた面であり、サンギヤシャフト１１０Ａの周方向に沿って円環状に延在している。本変形例において第１溝肩面Ｓ１及び第２溝肩面Ｓ２は、サンギヤシャフト１１０Ａの回転軸線を軸線とする円筒面である。第１溝肩面Ｓ１の外径（円筒状の面の直径）と、第２溝肩面Ｓ２の外径（円筒状の面の直径）とは、互いに異なっている。本変形例では、第１溝肩面Ｓ１の外径が、第２溝肩面Ｓ２の外径よりも大きい。

　また、サンギヤシャフト１１０Ａは、第１溝肩面形成部（溝肩面形成部）１１０ｇ、及び嵌込部１１０ｈを有している。第１溝肩面形成部１１０ｇは、サンギヤシャフト１１０Ａのうち軸軌道面１１０ｅよりも第１端部１１０ａ側の部位である。第１溝肩面形成部１１０ｇは、軸軌道面１１０ｅよりも第１端部１１０ａ側の位置において、軸軌道面１１０ｅに隣接する第１溝肩面Ｓ１を外周面に有している。嵌込部１１０ｈは、第１溝肩面形成部１１０ｇよりも第１端部１１０ａ側の位置において、第１溝肩面形成部１１０ｇに隣接している。第１溝肩面形成部１１０ｇの外周面において第１端部１１０ａ側の部位には、サンギヤスプライン１１０ｃが形成されている。嵌込部１１０ｈの外周面には、他の部材Ｂが嵌め込まれる。嵌込部１１０ｈに嵌め込まれる部材Ｂは、特に限定されない。

　サンギヤシャフト１１０Ａの径方向において、第１溝肩面形成部１１０ｇの大きさは、嵌込部１１０ｈの大きさよりも大きい。つまり、第１溝肩面形成部１１０ｇと嵌込部１１０ｈとの連結部分には、段差Ｄが形成される。

　以上のように、本変形例では、第２溝肩面Ｓ２よりも第１溝肩面Ｓ１が大径となっている。このため、外輪１１２と軸軌道面１１０ｅとの間に配置された玉１１３は、小径側の第２溝肩面Ｓ２よりも大径側の第１溝肩面Ｓ１に乗り上げにくくなる。このように、サンギヤユニット１１Ａは、第１溝肩面Ｓ１及び第２溝肩面Ｓ２の外径を互いに異ならせることによって、玉１１３が大径側の溝肩面に乗り上げることを抑制しつつ、アキシャル荷重を受け止めることができる。なお、本変形例では、第２溝肩面Ｓ２よりも第１溝肩面Ｓ１を大径としたが、第１溝肩面Ｓ１よりも第２溝肩面Ｓ２が大径であってもよい。受け止めたいアキシャル荷重の方向に応じて、第１溝肩面Ｓ１及び第２溝肩面Ｓ２の外径を設定すればよい。

　また、サンギヤシャフト１１０Ａの外周面において、第１溝肩面形成部１１０ｇと嵌込部１１０ｈとの間（連結部分）に段差Ｄが形成される。これにより、サンギヤユニット１１Ａは、嵌込部１１０ｈに嵌め込んだ部材Ｂをこの段差Ｄに当接させることによって、嵌込部１１０ｈに嵌め込む部材Ｂの位置決めを行うことができる。

（第２変形例）
　サンギヤユニットの第２変形例について説明する。図９に示されるように、本変形例に係るサンギヤユニット１１Ｂは、実施形態におけるサンギヤシャフト１１０に代えてサンギヤシャフト１１０Ｂを備えている。図１０に示されるように、サンギヤシャフト１１０Ｂの表面部分には硬化層Ｆが設けられている。硬化層Ｆが設けられた部分は、サンギヤシャフト１１０Ｂの硬化層Ｆ以外の部分よりも硬度が高い。例えば、硬化層Ｆは、浸炭処理によってサンギヤシャフト１１０Ｂの表面に設けられてもよい。但し、硬化層Ｆを設ける方法については、浸炭処理に限定されない。

　硬化層Ｆは、サンギヤシャフト１１０Ｂの表面から所定の深さ位置まで設けられている。なお、サンギヤシャフト１１０Ｂの軸貫通孔１１０ｄの内周面も、サンギヤシャフト１１０Ｂの表面となる。このため、サンギヤシャフト１１０Ｂの径方向の外側を向く面の部分に加え、サンギヤシャフト１１０Ｂの軸貫通孔１１０ｄの内周面の部分にも硬化層Ｆが設けられる。

　硬化層Ｆの厚さＬは、サンギヤシャフト１１０Ｂの軸軌道面１１０ｅにおける肉厚の半分よりも大きい。本変形例において、軸軌道面１１０ｅは、溝状となっている。本変形例において硬化層Ｆの厚さＬは、溝状の軸軌道面１１０ｅにおける溝底部の肉厚の半分よりも大きい。軸軌道面１１０ｅにおける溝底部の肉厚とは、図９に示されるように、軸軌道面１１０ｅの最も小径の部分の肉厚Ｔである。この肉厚Ｔは、軸軌道面１１０ｅの最も小径の部分から、軸貫通孔１１０ｄまでの長さである。なお、硬化層Ｆの厚さＬとは、サンギヤシャフト１１０Ｂに硬化層Ｆを設ける処理を行うときの硬化層Ｆの厚さの狙い値（設計値）であってもよい。

　この場合、サンギヤシャフト１１０Ｂにおいて軸軌道面１１０ｅの溝底部では、径方向の肉厚Ｔの全域にわたって硬化層Ｆが設けられた状態となる。これにより、サンギヤシャフト１１０Ｂは、軸軌道面１１０ｅにおける内部硬さをより一層向上させることができる。また、この硬化層Ｆは、サンギヤ１１１にも設けられていてもよい。これにより、サンギヤ１１１の強靭性を確保しつつ、軸軌道面１１０ｅの内部硬さを向上させることができる。

（第３変形例）
　サンギヤユニットの第３変形例について説明する。図１１（ａ）に示されるように、本変形例に係るサンギヤユニット１１Ｃは、実施形態における外輪１１２に代えて外輪１１２Ｃを備えている。外輪１１２Ｃの外周面には、凹部（係合部）１１２ｂが設けられている。凹部１１２ｂは、外輪１１２Ｃの周方向の全域にわたって設けられていてもよく、周方向の一部分にのみ設けられていてもよい。この例では、凹部１１２ｂは、外輪１１２Ｃの外周面において、外輪１１２Ｃの軸方向においてサンギヤ１１１側の端部に設けられている。

　外輪１１２Ｃが支持されるシャフト支持部５０には、外輪１１２Ｃ側に向けて突出する凸部５０ａが設けられている。シャフト支持部５０の凸部５０ａは、外輪１１２Ｃの凹部１１２ｂに嵌め込まれている。外輪１１２Ｃの凹部１１２ｂは、サンギヤシャフト１１０の軸線方向において、シャフト支持部５０と係合する。この場合、外輪１１２Ｃに設けられた凹部１１２ｂによって、サンギヤシャフト１１０の軸方向における外輪１１２Ｃとシャフト支持部５０とのずれを抑制できる。

　なお、図１１（ｂ）に示されるように、外輪１１２Ｃの凹部１１２ｂは、止め輪等の係合部材Ｗを介して、シャフト支持部５０と係合してもよい。具体的には、シャフト支持部５０の内周面（外輪１１２Ｃの取付面）には凹部５０ｂが設けられている。係合部材Ｗは、外輪１１２Ｃの凹部１１２ｂと、シャフト支持部５０の凹部５０ｂとにそれぞれ嵌まり込んで係合する。図１１（ｂ）に示されるように、係合部材Ｗが嵌め込まれる外輪１１２Ｃの凹部１１２ｂは、外輪１１２Ｃの外周面において、軸方向の両端部以外の部分に設けられていてもよい。図１１（ｃ）に示されるように、係合部材Ｗが嵌め込まれる外輪１１２Ｃの凹部１１２ｂは、外輪１１２Ｃの外周面において、軸方向の端部に設けられていてもよい。

　外輪１１２Ｃの外周面に、シャフト支持部５０と係合する係合部として凹部１１２ｂを設けた。これに限定されず、外輪１１２Ｃの外周面に、シャフト支持部５０と係合する係合部として凸部が設けられていてもよい。シャフト支持部５０と係合することができれば、外輪１１２Ｃに設けられる係合部（例えば凹部１１２ｂ、凸部）の形状は限定されない。また、外輪１１２Ｃに設けられる係合部は、図１１（ａ）に示されるようにシャフト支持部５０と直接係合してもよく、図１１（ｂ）に示されるように係合部材Ｗ等を介してシャフト支持部５０と係合してもよい。

　以上、本開示の実施形態及び変形例について説明したが、本開示は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、サンギヤシャフト１１０等の第１端部１１０ａに形成されるサンギヤスプライン１１０ｃは、サンギヤシャフト１１０等の外周面に形成されることに限定されない。第１端部１１０ａに形成されるサンギヤスプラインは、サンギヤシャフト１１０等の内周面に形成されていてもよい。この場合、ロータシャフト３２の外周面に、ロータスプラインが形成されていればよい。

　また、サンギヤシャフト１１０等は、第１端部１１０ａにサンギヤスプライン１１０ｃを備える構成に限定されない。サンギヤシャフトの第１端部に対して駆動ユニット３０の回転力が直接伝達されてもよい。具体的には、図１２に示されるように、サンギヤユニット１１Ｄは、実施形態におけるサンギヤシャフト１１０に代えて、サンギヤシャフト１１０Ｄを備えている。サンギヤユニット１１Ｄにおいて、サンギヤシャフト１１０Ｄ以外の構成は、上述したサンギヤユニット１１と同じである。

　サンギヤシャフト１１０Ｄの一方の端部には、駆動ユニット３０から回転力が入力される第１端部１１０ａが設けられている。第１端部１１０ａは、モータロータ３１の内部まで延びている。第１端部１１０ａには、駆動ユニット３０のモータロータ３１が取り付けられている。サンギヤシャフト１１０Ｄは、モータロータ３１と一体に回転する。つまり、サンギヤシャフト１１０Ｄは、上述した実施形態におけるサンギヤシャフト１１０及びロータシャフト３２の機能を兼ねている。これにより、サンギヤシャフト１１０Ｄの第１端部１１０ａには、駆動ユニット３０の回転力が直接入力される。

　サンギヤシャフト１１０Ｄは、実施形態におけるサンギヤシャフト１１０と同様に、第１端部１１０ａと第２端部１１０ｂとの間に軸軌道面１１０ｅが設けられている。サンギヤシャフト１１０Ｄは、玉１１３及び保持器１１４を介してシャフト支持部５０に回転可能に支持される。第２端部１１０ｂには、サンギヤ１１１が設けられている。この場合であっても、サンギヤシャフト１１０Ｄを備えるサンギヤユニット１１Ｄは、実施形態におけるサンギヤユニット１１と同様の効果を奏することができる。

　また、サンギヤシャフト１１０等は、玉１１３によって、回転可能に支持されることに限定されない。サンギヤシャフト１１０等は、玉１１３以外の転動体として、「ころ」によって回転可能に支持されてもよい。この場合、サンギヤシャフト１１０等の外周面に形成される軸軌道面１１０ｅ及び外輪１１２の内周面に形成される外輪軌道面１１２ａは、転動体としてのころに応じた形状に形成されていればよい。

　遊星歯車機構１０の構成は、上述した構成に限定されない。少なくとも遊星歯車機構１０は、上述したサンギヤユニット１１等と、サンギヤユニット１１等の周りで回転する遊星ギヤユニットと、を備えていれば良い。上記実施形態及び変形例において遊星歯車機構１０は、駆動ユニット３０からサンギヤユニット１１等に回転力が伝達される場合を示した。つまり、サンギヤユニット１１等のサンギヤシャフト１１０等の第１端部１１０ａに、回転力が伝達された。これに限定されず、サンギヤシャフト１１０等の第１端部１１０ａから、他の機構に回転力を伝達してもよい。つまり、サンギヤユニット１１等のサンギヤシャフト１１０等の第１端部１１０ａから、回転力が出力されてもよい。遊星歯車機構１０は、回転速度を減速することに限定されない。遊星歯車機構１０は、回転速度を増速させてもよい。この場合、変速機１は、増速機として機能する。

　以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

　１…変速機、１０…遊星歯車機構、１１，１１Ａ～１１Ｄ…サンギヤユニット、１３…キャリア（支持部）、２０…デファレンシャルギヤユニット、２１…デファレンシャルケース、２２…差動機構、４１…第１ドライブシャフト（回転軸）、５０…シャフト支持部（支持部）、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｄ…サンギヤシャフト、１１０ａ…第１端部、１１０ｂ…第２端部、１１０ｃ…サンギヤスプライン、１１０ｄ…軸貫通孔、１１０ｅ…軸軌道面、１１０ｇ…第１溝肩面形成部（溝肩面形成部）、１１０ｈ…嵌込部、１１１…サンギヤ、１１２，１１２Ｃ…外輪、１１２ａ…外輪軌道面、１１２ｂ…凹部（係合部）、１１３…玉（転動体）、１２１…第１遊星ギヤ（遊星ギヤ）、Ｆ…硬化層、Ｓ１…第１溝肩面（溝肩面）、Ｓ２…第２溝肩面。

Claims

　遊星歯車機構のサンギヤユニットであって、
　回転力を入出力する第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部と、を有し、前記第１端部と前記第２端部との間の外周面に軸軌道面が形成されたサンギヤシャフトと、
　前記第２端部に設けられ、前記遊星歯車機構の遊星ギヤにかみ合うサンギヤと、
　前記サンギヤシャフトを支持する支持部に取り付けられ、前記軸軌道面を囲むように設けられると共に、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
　前記軸軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、
を備えるサンギヤユニット。
　前記第１端部の外周面又は内周面には、スプラインが形成されている、請求項１に記載のサンギヤユニット。
　前記サンギヤシャフトは、
　　前記軸軌道面よりも前記第１端部側の位置において、前記軸軌道面に隣接する溝肩面を外周面に有する溝肩面形成部と、
　　前記溝肩面形成部よりも前記第１端部側の位置において、前記溝肩面形成部に隣接する嵌込部と、
を有し、
　前記サンギヤシャフトの径方向における前記溝肩面形成部の大きさは、前記サンギヤシャフトの径方向における前記嵌込部の大きさよりも大きい、請求項１に記載のサンギヤユニット。
　前記サンギヤシャフトは、前記サンギヤシャフトの軸線方向において前記軸軌道面を挟み込むように前記軸軌道面に隣接する第１溝肩面及び第２溝肩面を有し、
　前記第１溝肩面及び前記第２溝肩面は、それぞれ前記サンギヤシャフトの周方向に沿って延在する円環状を呈し、
　前記第１溝肩面の外径と前記第２溝肩面の外径とは互いに異なっている、請求項１に記載のサンギヤユニット。
　前記外輪の外周面には、前記サンギヤシャフトの軸線方向において前記支持部と係合する係合部が設けられている、請求項１に記載のサンギヤユニット。
　前記サンギヤシャフトの軸線方向において、前記サンギヤと前記外輪及び前記転動体との間には、隙間が設けられている、請求項１に記載のサンギヤユニット。
　前記サンギヤシャフトには、当該サンギヤシャフトの軸線に沿って延在すると共に、回転軸が通される軸貫通孔が設けられている、請求項１～６のいずれか一項に記載のサンギヤユニット。
　前記サンギヤシャフトの表面部分には硬化層が設けられており、
　前記硬化層が設けられた部分は、前記サンギヤシャフトの前記硬化層以外の部分よりも硬度が高く、
　前記硬化層の厚さは、前記サンギヤシャフトの前記軸軌道面における肉厚の半分よりも大きい、請求項７に記載のサンギヤユニット。
　請求項７に記載のサンギヤユニットを有する遊星歯車機構と、
　前記遊星歯車機構から回転力が伝達されるデファレンシャルケースを有すると共に、前記デファレンシャルケース内に差動機構が設けられたデファレンシャルギヤユニットと、
を備え、
　前記軸貫通孔には、前記回転軸として、前記差動機構に接続されるドライブシャフトが通される、変速機。