(57)【要約】【課題】軽量化を図ると共に製造が容易な遊星歯車用支持軸、及びその遊星歯車用支持軸を備えた遊星歯車装置を提供する。【解決手段】同軸上で相対回転可能に支持された内歯歯車３及び外歯歯車２の間に配置された遊星歯車４の軸孔４０に挿通され、遊星歯車４を支持する遊星歯車用支持軸５は、両端が開口した筒状の鋼管からなる本体５０と、本体５０の第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂを閉塞する第１及び第２の蓋体５１，５２とを備える。本体５０には、第１及び第２の蓋体５１，５２の間の中空部５００に潤滑油を流入させる流入孔５１０、及び中空部から遊星歯車４の軸孔４０内に潤滑油を供給する流出孔５０２を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上で相対回転可能に支持された内歯歯車及び外歯歯車の間に配置された遊星歯車の軸孔に挿通され、前記遊星歯車を支持する遊星歯車用支持軸であって、
両端が開口した筒状の鋼管からなる本体と、
前記本体の両端開口部を閉塞する一対の蓋体とを備え、
前記本体には、前記一対の蓋体の間の中空部に潤滑油を流入させる流入孔、及び前記中空部から前記軸孔内に潤滑油を供給する流出孔が形成されている、
遊星歯車用支持軸。
【請求項２】
前記一対の蓋体のそれぞれは、前記本体の肉厚よりも薄い金属製の薄板からなる、
請求項１に記載の遊星歯車用支持軸。
【請求項３】
前記蓋体は、その外周部が前記本体の内周面に形成された環状溝に嵌着されている、
請求項１又は２に記載の遊星歯車用支持軸。
【請求項４】
前記蓋体の外周側の端部には、円弧状に湾曲した巻き部が形成されており、
前記蓋体は、前記巻き部が前記環状溝に隣り合う突起に係止されて前記本体に抜け止めされている、
請求項３に記載の遊星歯車用支持軸。
【請求項５】
前記蓋体は、前記本体の軸方向端面を加締めることにより前記本体に固定されている、
請求項１又は２に記載の遊星歯車用支持軸。
【請求項６】
前記本体の前記両端開口部には、前記中空部の内周面との間に段差面を形成する切り欠きが形成されており、
前記蓋体は、その外周側の端部が前記段差面に対向して配置されている、
請求項５に記載の遊星歯車用支持軸。
【請求項７】
同軸上で相対回転可能に支持された内歯歯車及び外歯歯車と、内歯歯車と外歯歯車との間に配置された遊星歯車と、前記遊星歯車を自転及び公転可能に支持するキャリアと、前記遊星歯車の回転を円滑にするためのころ軸受とを備えた遊星歯車装置であって、
前記キャリアは、前記内歯歯車及び前記外歯歯車と同軸上で相対回転可能な枠体と、前記枠体に取り付けられて前記遊星歯車を支持する支持軸とを有し、
前記支持軸が、請求項１乃至４の何れか１項に記載の遊星歯車用支持軸である、
遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車を支持する遊星歯車用支持軸、及び遊星歯車用支持軸を備えた遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同軸上で相対回転可能に支持された内歯歯車（サンギヤ）及び外歯歯車（インターナルギヤ）と、内歯歯車と外歯歯車との間に配置された複数の遊星歯車（プラネタリギヤ）と、複数の遊星歯車を自転及び公転可能に支持するキャリアと、遊星歯車の回転を円滑にするためのころ軸受とを備えた遊星歯車装置が、例えば車両の駆動系における変速のために用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の遊星歯車装置のキャリアは、複数の遊星歯車を軸方向に挟む一対の環状板と、複数の遊星歯車の中心部にそれぞれ挿通された複数の支持軸とを有している。遊星歯車と支持軸との間には、複数の針状ころが保持器に保持されたころ軸受が配置されている。支持軸は、その両端部が一対の環状板にそれぞれ設けられた貫通穴に嵌入され、かつ回り止めされている。支持軸は、円柱状の鋼材からなり、一方の軸端面から中空穴が穿設されている。中空穴は、支持軸を貫通しない止まり穴であり、一端開口部がプラグによって閉塞されている。
【０００４】
プラグは、平板状のプラグ素材を支持軸における中空穴の開口端面に配置し、このプラグ素材をパンチにて中空穴内に圧入することにより有底円筒状に絞り成形されている。支持軸には、中空穴に潤滑油を導入するための潤滑油供給用入口穴、及び中空穴に導入された潤滑油をころ軸受に供給するための潤滑油供給用出口穴が形成されている。一対の環状板のうち一方の環状板の側面には、潤滑油供給用入口穴に連通する油溝が形成されており、キャリアの回転による遠心力によって潤滑油が油溝から潤滑油供給用入口穴を介して中空穴に導入される。プラグは、中空穴に導入された潤滑油の漏出を抑止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２１０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の環境意識の高まりにより、車両に搭載される車載装置には、従来にも増して軽量化が要請されている。上記のように構成された遊星歯車装置では、例えば中空穴の軸方向深さを深くして中空穴の容積を拡大すれば支持軸の重量を軽減し得るが、中空穴を穿設する際にその先端部が支持軸を貫通してしまうと潤滑油が漏出してしまうため、中空穴の容積拡大には制約がある。また、円柱状の鋼材に中空穴を穿設してプラグを圧入する加工方法では、加工の際に金属粉が発生しやすく、このような金属粉が中空穴内に残存すると遊星歯車の円滑な回転に影響を与えてしまうおそれがあるので、プラグを取り付けた後に中空穴内を十分に清掃する工程が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明は、軽量化を図ると共に製造が容易な遊星歯車用支持軸及び遊星歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、同軸上で相対回転可能に支持された内歯歯車及び外歯歯車の間に配置された遊星歯車の軸孔に挿通され、前記遊星歯車を支持する遊星歯車用支持軸であって、両端が開口した筒状の鋼管からなる本体と、前記本体の両端開口部を閉塞する一対の蓋体とを備え、前記本体には、前記一対の蓋体の間の中空部に潤滑油を流入させる流入孔、及び前記中空部から前記軸孔内に潤滑油を供給する流出孔が形成されている、遊星歯車用支持軸を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、同軸上で相対回転可能に支持された内歯歯車及び外歯歯車と、内歯歯車と外歯歯車との間に配置された遊星歯車と、前記遊星歯車を自転及び公転可能に支持するキャリアと、前記遊星歯車の回転を円滑にするためのころ軸受とを備えた遊星歯車装置であって、前記キャリアは、前記内歯歯車及び前記外歯歯車と同軸上で相対回転可能な枠体と、前記枠体に取り付けられて前記遊星歯車を支持する支持軸とを有し、前記支持軸が上記の遊星歯車用支持軸である、遊星歯車装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、遊星歯車用支持軸を軽量化すると共に製造を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る遊星歯車用支持軸を用いた遊星歯車装置を示す分解斜視図である。
【図２】遊星歯車及び支持軸を示し、（ａ）は軸方向に沿った軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における軸直交断面図である。
【図３】（ａ）は、支持軸を示す断面図であり、（ｂ）は、支持軸を軸方向から見た正面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、支持軸の本体に第１の蓋体を取り付ける工程の前後を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、第２の実施の形態に係る支持軸を示す断面図であり、（ｂ）は、支持軸を軸方向から見た正面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、支持軸の本体に第１の蓋体を固定する工程の前後を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１３】
（遊星歯車装置の全体構成）
図１は、本実施の形態に係る遊星歯車用支持軸（以下、「支持軸」という）を用いた遊星歯車装置を示す分解斜視図である。図２は、遊星歯車及び支持軸を示し、（ａ）は軸方向に沿った軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における軸直交断面図である。
【００１４】
遊星歯車装置１は、外周面に外歯２１を有する太陽歯車２と、内周面に内歯３１を有する内歯歯車３と、太陽歯車２と内歯歯車３との間に配置されて外歯２１及び内歯３１に噛み合う外歯４１を有する複数（本実施の形態では３つ）の遊星歯車４と、複数の遊星歯車４をそれぞれ支持する複数（３本）の支持軸５を備えたキャリア６と、複数の遊星歯車４及びと支持軸５の間にそれぞれ配置されたころ軸受７とを備えている。太陽歯車２、内歯歯車３、及びキャリア６は、同軸上で相対回転可能に支持されている。
【００１５】
この、遊星歯車装置１は、例えば自動車の駆動源であるエンジンの回転軸（クランクシャフト）の回転を変速するトランスミッションに用いられ、太陽歯車２、内歯歯車３、及びキャリア６の３つの要素のうち、１つの要素が固定されて他の１つの要素にトルクが入力されることにより、入力されたトルクが残りの１つの要素に減速又は増速して伝達される。遊星歯車装置１の各部の摺動は、潤滑油（トランスミッションオイル）により潤滑される。
【００１６】
太陽歯車２は、中心部にシャフト２０が相対回転不能に固定され、内歯歯車３及びキャリア６と同心状に配置されている。遊星歯車４は、その中心部を貫通する軸孔４０に支持軸５が挿通されており、ころ軸受７を介して支持軸５に支持されている。ころ軸受７は、複数の針状ころ７１と、複数の針状ころ７１を保持する保持器７２とを有している。針状ころ７１は、遊星歯車４の軸孔４０の内周面４０ａ及び支持軸５の外周面５ａを転動する。
【００１７】
例えば内歯歯車３が固定されてシャフト２０が回転する場合、シャフト２０と共に回転する太陽歯車２の回転が減速されてキャリア６と一体に回転する図略の出力軸に出力される。この際、複数の遊星歯車４は、シャフト２０の回転軸線Ｏを中心として公転すると共に、支持軸５の中心軸線Ｃを中心として自転する。以下、中心軸線Ｃに平行な方向を軸方向という。
【００１８】
（キャリア６の構成）
キャリア６は、回転軸線Ｏを中心として太陽歯車２及び内歯歯車３と同軸上で相対回転可能な枠体６０と、複数（本実施の形態では３つ）の支持軸５とからなる。枠体６０は、複数の遊星歯車４を軸方向に挟む一対の板部としての第１及び第２の環状板６１，６２と、第１及び第２の環状板６１，６２のそれぞれの外径側の端部同士を橋渡しする架橋壁６３と、第１の環状板６１の内径側の端部に固定された嵌合筒６４とを有している。嵌合筒６４の内周には複数のスプライン突起６４１が形成されており、例えば上記の出力軸が嵌合筒６４に挿通されてスプライン嵌合する。
【００１９】
支持軸５は、両端が開口した筒状の鋼管からなる本体５０と、本体５０の両端開口部５０ａ，５０ｂを閉塞する一対の蓋体５１，５２とを備えている。本体５０は、第１の環状板６１に形成された嵌合穴６１０に軸方向の一端部が嵌合され、第２の環状板６２に形成された嵌合穴６２０に軸方向の他端部が嵌合されている。以下、両端開口部５０ａ，５０ｂのうち第１の環状板６１側の開口部５０ａを第１の開口部５０ａといい、第２の環状板６２側の開口部５０ｂを第２の開口部５０ｂという。また、第１の開口部５０ａを閉塞する蓋体５１を第１の蓋体５１といい、第２の開口部５０ｂを閉塞する蓋体５２を第２の蓋体５２という。
【００２０】
本体５０は、例えば圧延機によって形成されたシームレス鋼管（継目無鋼管）や、板材が造管機により管状に形成された板巻鋼管などのように、予め管状に形成された素材としての鋼管を所定の長さに切断して得られた管状体に、熱処理や外径研磨等の加工を施して形成されている。また、本体５０には、第１及び第２の蓋体５１，５２の間の中空部５００に潤滑油を流入させる流入孔５０１、及び中空部５００から遊星歯車４の軸孔４０内に潤滑油を供給する流出孔５０２が形成されている。流入孔５０１は、第２の開口部５０ｂ側の端部に設けられており、流出孔５０２は、本体５０の軸方向における中央部に設けられている。
【００２１】
第２の環状板６２には、流入孔５０１に連通する油供給路６２１が形成されている。油供給路６２１は、一端部６２１ａが第２の環状板６２の内周面６２ａに開口すると共に、他端部６２１ｂが嵌合穴６２０に開口している。一端部６２１ａから油供給路６２１内に入りこんだ潤滑油は、キャリア６の回転により発生する遠心力によって流動し、他端部６２１ｂから流入孔５０１に流入する。流入孔５０１は、支持軸５の外周面５ａ及び中空部５００の内周面５００ａに開口し、油供給路６２１から流入した潤滑油が流入孔５０１を経て中空部５００に供給される。本実施の形態では、後述する環状溝５０６を避けるように、流入孔５０１が本体５０の径方向に対して傾斜している。
【００２２】
なお、本実施の形態では、第２の環状板６２の油供給路６２１が例えばドリルによって形成された孔として形成されているが、これに限らず、例えば第２の環状板６２における遊星歯車４側の面に形成された溝であってもよい。また、キャリア６の回転方向が一定である場合には、潤滑油の流動を円滑にするため、他端部６２１ｂが一端部６２１ａよりも回転方向後方に位置するように、油供給路６２１が第２の環状板６２の径方向に対して傾斜していてもよい。
【００２３】
中空部５００に供給された潤滑油は、中空部５００内を流動し、流出孔５０２から流出する。流出孔５０２は、枠体６０の径方向における最も外側にあたる位置に設けられ、中空部５００の内周面５００ａ及び支持軸５の外周面５ａに開口している。流出孔５０２から流出した潤滑油は、ころ軸受７に供給され、複数の針状ころ７１と保持器７２との摺動などを潤滑する。
【００２４】
また、本体５０には、第１の開口部５０ａ側の端部に位置決め嵌合穴５０３が形成されており、この位置決め嵌合穴５０３に位置決めピン５５が嵌合している。位置決めピン５５は、第１の環状板６１に形成されたピン孔６１１に圧入されており、その先端部が嵌合穴５０３に嵌入している。本体５０は、位置決めピン５５により、枠体６０に対して回り止めされ、かつ軸方向に位置決めされている。
【００２５】
図３（ａ）は、支持軸５を示す断面図であり、図３（ｂ）は、支持軸５を軸方向から見た正面図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、支持軸５の本体５０に第１の蓋体５１を取り付ける工程の前後を示す説明図である。
【００２６】
第１及び第２の蓋体５１，５２は、本体５０の肉厚ｔ０よりも薄い金属製の薄板からなる。より具体的には、第１及び第２の蓋体５１，５２が例えばプレス成型されたＳＰＣ（冷間圧延鋼）からなり、その肉厚ｔ１，ｔ２は例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である。また、第１及び第２の蓋体５１，５２は、支持軸５の軸方向から見た形状が円形状であり、外周側の端部に円弧状に湾曲した巻き部５１１，５２１が形成されている。
【００２７】
本体５０の第１の開口部５０ａ側の端部における内周面には、第１の蓋体５１が嵌着される環状溝５０４が形成されている。第１の蓋体５１を本体５０に取り付ける際には、巻き部５１１が弾性変形して環状溝５０４内に収容される。第１の蓋体５１は、環状溝５０４に隣り合う環状の突起５０５に巻き部５１１が係止されて本体５０に対して抜け止めされている。第１の蓋体５１の取り付けの際には、巻き部５１１が弾性変形して突起５０５を乗り越える。巻き部５１１が形成されていることにより、第１の蓋体５１が弾性的に縮径しやすくなり、環状溝５０４への装着が容易となる。
【００２８】
同様に、本体５０の第２の開口部５０ｂ側の端部における内周面には、第２の蓋体５２が嵌着される環状溝５０６が形成されている。第２の蓋体５２を本体５０に取り付ける際には、巻き部５２１が弾性変形して環状溝５０６内に収容される。第２の蓋体５２は、環状溝５０６に隣り合う環状の突起５０７に巻き部５２１が係止されて本体５０に対して抜け止めされている。第２の蓋体５２の取り付けの際には、巻き部５２１が弾性変形して突起５０７を乗り越える。巻き部５２１が形成されていることにより、第２の蓋体５２が弾性的に縮径しやすくなり、環状溝５０６への装着が容易となる。
【００２９】
なお、第１及び第２の蓋体５１，５２の巻き部５１１，５２１は、その全周にわたって環状溝５０４，５０６の内面に密着していることが望ましいが、第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂからの潤滑油の漏れ量が微小であれば、巻き部５１１，５２１が環状溝５０４，５０６の内面に密着していなくてもよい。つまり、ころ軸受７に必要な量の潤滑油を供給可能であれば、第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂからの潤滑油の漏出は許容される。また、第１及び第２の蓋体５１，５２を嵌着する作業は、例えば自動機によって行われるが、手作業により行うことも可能である。
【００３０】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、支持軸５の本体５０の第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂが薄板からなる第１及び第２の蓋体５１，５２により閉塞されるので、例えば上記の従来の遊星歯車装置の支持軸のように中空穴を穿設する場合に比較して、支持軸５を軽量化することができる。また、第１及び第２の蓋体５１，５２は、弾性変形して本体５０の環状溝５０４，５０６に嵌着されるので、第１及び第２の蓋体５１，５２を取り付ける際に金属粉やバリが発生することがない。このため、例えばプラグ等の栓体を圧入して支持軸の開口を閉塞する場合に比較して、この圧入の際に発生し得る金属粉やバリを除去する必要がなく、製造が容易となる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について、図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る支持軸５Ａを示す断面図であり、図５（ｂ）は、支持軸５Ａを軸方向から見た正面図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、支持軸５Ａの本体５０に第２の蓋体５４を固定する工程の前後を示す説明図である。
【００３２】
第１の実施の形態では、第１及び第２の蓋体５１，５２が本体５０の環状溝５０４，５０６に嵌着される場合について説明したが、本実施の形態では、本体５０の軸方向端面５０ｃ，５０ｄを加締めることにより、平板状の第１及び第２の蓋体５３，５４が本体５０に固定されている。本体５０の第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂは、第１及び第２の蓋体５３，５４によって閉塞されている。
【００３３】
本体５０は、第１の実施の形態と同様に鋼管からなり、第１及び第２の蓋体５３，５４は、本体５０の肉厚ｔ０よりも薄い金属製の薄板からなる。第１及び第２の蓋体５３，５４は、例えばＳＰＣ（冷間圧延鋼）からなる鋼板を打ち抜き加工して得られ、その肉厚ｔ１，ｔ２は例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である。
【００３４】
支持軸５Ａの本体５０には、第１の実施の形態と同様に、流入孔５０１及び流出孔５０２が中空部５００の内周面５００ａ及び支持軸５Ａの外周面５ａに開口して形成されている。また、支持軸５Ａは、第１の実施の形態と同様に、位置決め嵌合穴５０３に嵌合する位置決めピン５５（図２（ａ）参照）によって枠体６０に固定され、キャリア６を構成する。
【００３５】
本実施の形態では、本体５０の第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂに第１及び第２の蓋体５３，５４を取り付けるための環状の切り欠き５０８，５０９が形成されている。切り欠き５０８，５０９の内径は、第１及び第２の蓋体５３，５４の間の中空部５００の内径よりも大きく、かつ第１及び第２の蓋体５３，５４の直径よりも僅かに大きく形成されている。切り欠き５０８，５０９と中空部５００との間には、径差による段差面５０８ａ，５０９ａが形成されている。
【００３６】
第１の蓋体５３は、第１の開口部５０ａ側の軸方向端面５０ｃから切り欠き５０８内に挿入され、その外周側の端部が段差面５０８ａに対向して配置されている。また、第２の蓋体５４は、第２の開口部５０ｂ側の軸方向端面５０ｄから切り欠き５０９内に挿入され、その外周側の端部が段差面５０９ａに対向して配置されている。軸方向端面５０ｃ，５０ｄは、それぞれ２箇所において加締められている。図５（ｂ）には、軸方向端面５０ｄにおける２箇所の加締め部５０ｆを示している。なお、第１の開口部５０ａ側の軸方向端面５０ｃにも、軸方向端面５０ｄと同様に２箇所の加締め部５０ｅが形成されている。
【００３７】
なお、加締め部５０ｅ，５０ｆの数は２つに限らず、３つ以上でもよい。また、軸方向端面５０ｃ，５０ｄの全周にわたって第１及び第２の蓋体５３，５４を固定するための加締め部が環状に形成されていてもよい。
【００３８】
第２の開口部５０ｂ側の加締め部５０ｆは、例えば図６（ａ）に示すように、鋭利な刃先８１を有する工具８を軸方向端面５０ｃに押し当てることにより形成される。この加締め加工により、第２の開口部５０ｂにおける本体５０の一部が切り起こされた切り起こし突起５０ｈが生成され、この切り起こし突起５０ｈによって第２の蓋体５４が切り欠き５０９から抜け止めされる。なお、第１の開口部５０ａ側の加締め部５０ｅも同様にして形成され、加締め加工により生成された切り起こし突起５０ｇが第１の蓋体５３を切り欠き５０８から抜け止めしている。
【００３９】
この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、支持軸５Ａを容易に製造することができ、また支持軸５Ａを軽量化することができる。また、第１及び第２の蓋体５３，５４に対しては加締め加工を施さないので、第１及び第２の蓋体５３，５４が変形して第１及び第２の開口部５０ａ，５０ｂからの潤滑油の漏出量が増大してしまうこともない。
【００４０】
（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１…遊星歯車装置                        ２…太陽歯車
３…内歯歯車                            ４…遊星歯車
４０…軸孔                              ５,５Ａ…支持軸
５０…本体                              ５００…中空部
５０１…流入孔                          ５０２…流出孔
５０４…環状溝                          ５０６…環状溝
５０ｃ…軸方向端面                      ５０ｄ…軸方向端面
５１…第１の蓋体                        ５２…第２の蓋体
５３…第１の蓋体                        ５４…第２の蓋体
６…キャリア
【図１】
2020118182.tif 000003
【図２】
2020118182.tif 000004
【図３】
2020118182.tif 000005
【図４】
2020118182.tif 000006
【図５】
2020118182.tif 000007
【図６】
2020118182.tif 000008