(57)【要約】【課題】ギヤの内周面と軸の外周面との間に配置される略円筒形状部材に生じる摺動抵抗を小さくすることを可能とする、ギヤ装置および遊星歯車を提供することにある。【解決手段】サンギヤの回転中心Ｒ（図１参照）周りをピニオンギヤ１２０が公転する際に生じる遠心力が保持器１４１に加わった場合には、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも外側において、保持器１４１の外周面がピニオンギヤ１２０の内周面１２０ａに接触する前に、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも内側において、保持器１４１の内周面１４１ａをピニオン軸１３０の外周面に接触（ポイントＰ１）させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤと、
前記ギヤを回転可能に支持する軸と、
前記ギヤの内周面と前記軸の外周面との間に配置される略円筒形状部材と、を備え、
所定の回転中心周りを前記ギヤが公転する際に生じる遠心力が前記略円筒形状部材に加わった場合に、前記回転中心から見て前記軸よりも外側において、前記略円筒形状部材の外周面が前記ギヤの内周面に接触する前に、前記回転中心から見て前記軸よりも内側において、前記略円筒形状部材の内周面が、前記軸の外周面に接触する、ギヤ装置。
【請求項２】
前記略円筒形状部材は、略円筒形状のスペーサであり、
所定の回転中心周りを前記ギヤが公転する際に生じる遠心力が前記スペーサに加わった場合に、前記回転中心から見て前記軸よりも外側において、前記スペーサの外周面が前記ギヤの内周面に接触する前に、前記回転中心から見て前記軸よりも内側において、前記保持器の内周面が、前記軸の外周面に接触する、請求項１に記載のギヤ装置。
【請求項３】
前記略円筒形状部材は、針状のころと、このころを保持する略円筒形状の保持器とを含む保持器付針状ころであり、
所定の回転中心周りを前記ギヤが公転する際に生じる遠心力が前記保持器に加わった場合に、前記回転中心から見て前記軸よりも外側において、前記保持器の外周面が前記ギヤの内周面に接触する前に、前記回転中心から見て前記軸よりも内側において、前記保持器の内周面が、前記軸の外周面に接触する、請求項１に記載のギヤ装置。
【請求項４】
前記軸の横断面における半径をＲ１、
前記ギヤの内周面の半径をＲ２、
前記略円筒形状部材の外周面側の半径をＢ、
前記略円筒形状部材の半径方向の厚さをＴ、
とした場合、下記式（１）を満足する、請求項１から３のいずれかに記載のギヤ装置。
Ｒ１＋Ｒ２＋Ｔ−２Ｂ＞０・・・式（１）
【請求項５】
内歯を有するリングギヤと、
前記リングギヤの中心に配置され、外歯を有するサンギヤと、
前記リングギヤの内歯と前記サンギヤの外歯とに噛み合い、前記サンギヤの周囲に配置されるピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオン軸と、
前記ピニオンギヤの内周面と前記ピニオン軸の外周面との間に配置される略円筒形状のスペーサと、
前記スペーサを挟んで配置される２つの軸受と、を備え、
前記サンギヤ周りを前記ピニオンギヤが公転する際に生じる遠心力が前記スペーサに加わった場合に、前記回転中心から見て前記ピニオン軸よりも外側において、前記スペーサの外周面が前記ピニオンギヤの内周面に接触する前に、前記回転中心から見て前記ピニオン軸よりも内側において、前記スペーサの内周面が、前記ピニオン軸の外周面に接触する、遊星歯車。
【請求項６】
前記ピニオン軸の横断面における半径をＲ１、
前記ピニオンギヤの内周面の半径をＲ２、
前記スペーサの外周面側の半径をＢ、
前記スペーサの半径方向の厚さをＴ、
とした場合、下記式（１）を満足する、請求項５に記載の遊星歯車。
Ｒ１＋Ｒ２＋Ｔ−２Ｂ＞０・・・式（１）
【請求項７】
内歯を有するリングギヤと、
前記リングギヤの中心に配置され、外歯を有するサンギヤと、
前記リングギヤの内歯と前記サンギヤの外歯とに噛み合い、前記サンギヤ(110)の周囲に配置されるピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオン軸と、
前記ピニオンギヤの内周面と前記ピニオン軸の外周面との間に配置される軸受と、を備え、
前記軸受は、針状のころと、このころを保持する略円筒形状の保持器とを含む保持器付針状ころであり、
前記サンギヤの回転中心周りを前記ピニオンギヤが公転する際に生じる遠心力が前記保持器に加わった場合に、前記回転中心から見て前記ピニオン軸よりも外側において、前記保持器の外周面が前記ピニオンギヤの内周面に接触する前に、前記回転中心から見て前記ピニオン軸よりも内側において、前記保持器の内周面が、前記ピニオン軸の外周面に接触する、遊星歯車。
【請求項８】
前記ピニオン軸の横断面における半径をＲ１、
前記ピニオンギヤの内周面の半径をＲ２、
前記保持器の外周面側の半径をＢ、
前記保持器の半径方向の厚さをＴ、
とした場合、下記式（１）を満足する、請求項７に記載の遊星歯車。
Ｒ１＋Ｒ２＋Ｔ−２Ｂ＞０・・・式（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ギヤの内周面と軸の外周面との間に軸受を配置したギヤ装置、およびギヤ装置を用いた遊星歯車の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車を有する変速機等においては、一つの遊星歯車に対して、複数の軸受(ベアリング）が用いられている。たとえば、遊星歯車を構成するピニオンギヤにおいては、一つのピニオン軸に略円筒形状のスペーサを挿入し、このスペーサを挟んで２つの軸受（保持器付針状ころ）が配置される場合がある。
【０００３】
なお、ピニオンギヤとピニオン軸との間に、スペーサや軸受を設ける構成を開示する技術として、下記特許文献１から５が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０７−２２１５９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４６７２号公報
【特許文献３】特開２００８−０８８９９３号公報
【特許文献４】実公平０１−１７７１２号公報
【特許文献５】実公平０３−４５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スペーサをピニオンギヤに配置する場合、スペーサの外径をピニオンギヤの内径に当てることで、スペーサの位置決めが行なわれる。そのため、ピニオンギヤが回転中心であるサンギヤの周りを公転する場合に、スペーサに遠心力が加わり、スペーサ外径表面とピニオンギヤの内径表面の間に摺動抵抗が発生し、ピニオンギヤの回転に悪影響を与えることになる。ここで、摺動抵抗を引き摺りトルクに換算した場合には、スペーサ外径半径の長さが大きくなるほど、引き摺りトルクの大きさが大きくなる。なお、本明細書にいて公転とは、サンギヤの中心を回転中心として、サンギヤの周りの円軌道上をピニオンギヤそれ自体が移動することをいう。
【０００６】
このような引き摺りトルクに基づく課題は、ピニオンギヤとピニオン軸との間に配置されるスペーサに限らず、ピニオンギヤとピニオン軸との間に保持器付針状ころ等の軸受を設けた場合にも、保持器はスペーサと同様の挙動を示すことから、軸受の保持器に対しても同様の課題となる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、ギヤの内周面と軸の外周面との間に配置される略円筒形状部材に生じる摺動抵抗を小さくすることを可能とする、ギヤ装置および遊星歯車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のギヤ装置においては、ギヤと、上記ギヤを回転可能に支持する軸と、上記ギヤの内周面と上記軸の外周面との間に配置される略円筒形状部材とを備え、所定の回転中心周りを上記ギヤが公転する際に生じる遠心力が上記略円筒形状部材に加わった場合に、上記回転中心から見て上記軸よりも外側において、上記略円筒形状部材の外周面が上記ギヤの内周面に接触する前に、上記回転中心から見て上記軸よりも内側において、上記略円筒形状部材の内周面が、上記軸の外周面に接触する。
【０００９】
この発明のある局面に従った遊星歯車においては、内歯を有するリングギヤと、上記リングギヤの中心に配置され、外歯を有するサンギヤと、上記リングギヤの内歯と上記サンギヤの外歯とに噛み合い、上記サンギヤの周囲に配置されるピニオンギヤと、上記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオン軸と、上記ピニオンギヤの内周面と上記ピニオン軸の外周面との間に配置される略円筒形状のスペーサと、上記略円筒形状のスペーサを挟んで配置される２つの軸受とを備え、上記サンギヤ周りを上記ピニオンギヤが公転する際に生じる遠心力が上記スペーサに加わった場合に、上記回転中心から見て上記ピニオン軸よりも外側において、上記スペーサの外周面が上記ピニオンギヤの内周面に接触する前に、上記回転中心から見て上記ピニオン軸よりも内側において、上記スペーサの内周面が、上記ピニオン軸の外周面に接触する。
【００１０】
この発明の別の局面に従った遊星歯車においては、内歯を有するリングギヤと、上記リングギヤの中心に配置され、外歯を有するサンギヤと、上記リングギヤの内歯と上記サンギヤの外歯とに噛み合い、上記サンギヤの周囲に配置されるピニオンギヤと、上記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオン軸と、上記ピニオンギヤの内周面と上記ピニオン軸の外周面との間に配置される軸受とを備え、上記軸受は、針状のころと、このころを保持する略円筒形状の保持器とを含む保持器付針状ころであり、上記サンギヤの回転中心周りを上記ピニオンギヤが公転する際に生じる遠心力が上記保持器に加わった場合に、上記回転中心から見て上記ピニオン軸よりも外側において、上記保持器の外周面が上記ピニオンギヤの内周面に接触する前に、上記回転中心から見て上記ピニオン軸よりも内側において、上記保持器の内周面が、上記ピニオン軸の外周面に接触する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に基づいたギヤ装置および遊星歯車によれば、摺動抵抗を引き摺りトルクに換算する場合のパラメータの一つを小さくすることができるため、引き摺りトルクの大きさを小さくすることが可能となる。その結果、ギヤ装置および遊星歯車の性能を低下させることなく十分に引き出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態における遊星歯車を示す図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面におけるピニオンギヤおよびピニオン軸の構造を示す断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面におけるピニオンギヤおよびピニオン軸の構造を示す断面図である。
【図４】ピニオンギヤ、保持器およびピニオン軸の位置関係を模式的に示す第１の図である。
【図５】ピニオンギヤ、保持器およびピニオン軸の位置関係を模式的に示す第２の図である。
【図６】他の形態における図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面に対応するピニオンギヤおよびピニオン軸の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図１を参照して、本発明に基づいた実施の形態におけるギヤ装置および遊星歯車について、図１から図３を参照して説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。
【００１４】
まず、図１を参照して、遊星歯車１の構成について説明する。この遊星歯車１は、内歯を有するリングギヤ１００と、このリングギヤ１００の中心に配置され、外歯を有するサンギヤ１１０と、リングギヤ１００の内歯とサンギヤ１１０の外歯とに噛み合い、サンギヤ１１０の周囲を公転するように配置される３つのピニオンギヤ１２０とを有している。
【００１５】
図２を参照して、３つのピニオンギヤ１２０はいずれも、ピニオンギヤ１２０を回転可能に支持するピニオン軸１３０と、ピニオンギヤ１２０の内周面とピニオン軸１３０の外周面との間に配置される保持器付針状ころ１４０とを有している。この保持器付針状ころ１４０は、針状のころ１４２と、このころ１４２を保持する略円筒形状の保持器１４１とを有している。複数のころ１４２が、保持器１４１の周方向に沿って所定の間隔で配置され、ころ１４２自体が回転可能に保持器１４１に支持されている。ピニオン軸１３０の両側には、ピニオン軸１３０を支持するキャリア１６０，１６０が配置されている。
【００１６】
図３を参照して、ピニオンギヤ１２０、ピニオン軸１３０および保持器付針状ころ１４０の寸法関係について説明する。なお、保持器付針状ころ１４０については、保持器１４１の厚さ（図２参照）をＴとする。
【００１７】
ピニオン軸１３０の横断面における半径をＲ１、
ピニオンギヤ１２０の内周面の半径をＲ２、
保持器１４１の外周面側の半径をＢ、
保持器１４１の半径方向の厚さをＴ、とする。
【００１８】
この場合に、本実施の形態においては、ピニオンギヤ１２０、ピニオン軸１３０および保持器付針状ころ１４０は、下記の式（１）を満足する値に設計されている。
【００１９】
Ｒ１＋Ｒ２＋Ｔ−２Ｂ＞０・・・式（１）
ここで、図４および図５を参照して、式（１）を満足させる技術思想を採用することで、引き摺りトルクの大きさを小さくすることが可能となる点について説明する。なお、図４および図５は、技術思想の理解を容易にするために実際の製品の寸法比率に基づいて図示していない。
【００２０】
図４を参照して、上記式（１）を満足させることで、サンギヤ１１０の回転中心Ｒ（図１参照）周りをピニオンギヤ１２０が公転する際に生じる遠心力が保持器１４１に加わった場合には、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも外側において、保持器１４１の外周面がピニオンギヤ１２０の内周面１２０ａに接触する前に、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも内側において、保持器１４１の内周面１４１ａをピニオン軸１３０の外周面に接触（ポイントＰ１）させることができる。
【００２１】
これにより、保持器１４１の内周面１４１ａとピニオン軸１３０の外周面との接触摺動抵抗を引き摺りトルクに換算する場合のパラメータの一つとして、ピニオン軸１３０の半径Ｒ１を採用することが可能となるため、引き摺りトルクの大きさを小さくすることが可能となる。
【００２２】
ここで、図５は、従来の技術思想である保持器１４１の外径をピニオンギヤの内径に当てることで、保持器付針状ころ１４０の位置決めが行われる場合について図示したものである。この場合には、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｔ−２Ｂ＜０の関係が成立することから、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも内側において、保持器１４１の内周面１４１ａをピニオン軸１３０の外周面に接触させる前に、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも外側において、保持器１４１の外周面がピニオンギヤ１２０の内周面１２０ａに接触（ポイントＰ２）してしまう。
【００２３】
この場合には、保持器１４１の外周面１４１ｂとピニオンギヤ１２０の内周面１２０ａとの接触摺動抵抗を引き摺りトルクに換算する場合のパラメータの一つとして、ピニオン軸１３０の半径Ｒ１よりも大きい保持器１４１の外周面側の半径Ｂ（Ｒ１＜Ｂ）を用いる必要がある。以上により、式１を満足させる技術思想を採用することで、ピニオン軸１３０の中心から接触ポイントまでの距離を、保持器１４１の半径方向の厚さＴの分だけ短くすることができる。その結果、引き摺りトルクの大きさを小さくすることが可能となり、遊星歯車１の性能を低下させることなく十分に引き出すことが可能となる。
【００２４】
（他の実施の形態）
次に、図５は、他の形態における図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面に対応するピニオンギヤおよびピニオン軸の構造を示す断面図である。この構造においては、ピニオンギヤ１２０の内周面とピニオン軸１３０の外周面との間に略円筒形状部材としての、円筒形状のスペーサ１７０が配置され、この略円筒形状のスペーサ１７０を挟んで２つの軸受としての保持器付針状ころ１４０が配置されている。
【００２５】
この構造からなるピニオンギヤおよびピニオン軸においては、保持器付針状ころ１４０およびスペーサ１７０のいずれにも、本願発明が適用されている。ここで、図３から図５を再び参照した場合、保持器１４１をスペーサ１７０に置き換えることで、以下のように理解できる。
【００２６】
ピニオン軸１３０の横断面における半径をＲ１、
ピニオンギヤ１２０の内周面の半径をＲ２、
スペーサ１７０の外周面側の半径をＢ、
スペーサ１７０の半径方向の厚さをＴ、とし、
ピニオンギヤ１２０、ピニオン軸１３０およびスペーサ１７０を、下記の式（１）を満足する値に設計する。
【００２７】
Ｒ１＋Ｒ２＋Ｔ−２Ｂ＞０・・・式（１）
これにより、サンギヤ１１０周りをピニオンギヤ１２０Ａが公転する際に生じる遠心力がスペーサ１７０に加わった場合に、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも外側において、スペーサ１７０の外周面がピニオンギヤ１２０の内周面に接触する前に、回転中心Ｒから見てピニオン軸１３０よりも内側において、スペーサ１７０の内周面を、ピニオン軸１３０の外周面に接触（ポイントＰ１）させることができる。
【００２８】
これにより、スペーサ１７０の内周面１７１ａとピニオン軸１３０の外周面との接触摺動抵抗を引き摺りトルクに換算する場合のパラメータの一つとしてピニオン軸１３０の半径Ｒ１を採用することが可能となるため、ピニオン軸１３０の中心から接触ポイントまでの距離を、スペーサ１７０の半径方向の厚さＴの分だけ短くすることができる。その結果、引き摺りトルクの大きさを小さくすることが可能となり、遊星歯車１Ａの性能を低下させることなく十分に引き出すことが可能となる。遊星歯車１Ａにおける保持器付針状ころ１４０側の効果は、図２から図５を用いて説明した実施の形態と同様である。
【００２９】
なお、図６においては、保持器付針状ころ１４０およびスペーサ１７０の両方に、本発明を適用した場合について説明したが、保持器付針状ころ１４０のみ、または、スペーサ１７０のみに本発明を適用することが可能である。また、軸受として保持器付針状ころを採用した場合について説明したが、同様の構成を有する軸受に対しても本発明を適用することが可能である。
【００３０】
また、上記実施の形態においては、遊星歯車の場合について説明したが、遊星歯車に限定されることなく、ギヤと、このギヤを回転可能に支持する軸と、ギヤの内周面と軸の外周面との間に配置される略円筒形状部材とを備えるギヤ装置に対して適用することが可能である。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３２】
１，１Ａ  遊星歯車、１００  リングギヤ、１１０  サンギヤ、１２０  ピニオンギヤ、１２０ａ，１４１ａ，１７１ａ  内周面、１３０  ピニオン軸、１４０  保持器付針状ころ、１４１  保持器、１４２  ころ、１６０  キャリア、１７０  スペーサ、Ｒ  回転中心。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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