(57)【要約】【課題】遊星歯車機構３１において、遊星歯車３８、キャリヤ３７の遊星軸６２、及び軸受６３の摩耗や焼き付きを抑制する。【解決手段】遊星歯車３８の一側面に、遊星軸６２及び軸受６３の嵌る支持穴６１に作動油を導入するための吸い込み溝６５を、支持穴６１から半径外向きに延び且つ遊星歯車３８の回転方向下流側に向けて傾斜するように形成する。また、遊星歯車３８の他側面には、支持穴６１から作動油を排出するための吐き出し溝６６を、支持穴６１から半径外向きに延び且つ遊星歯車３８の回転方向上流側に向けて傾斜するように形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤと、前記キャリヤに取り付けられた遊星軸と、前記遊星軸に軸受を介して回転可能に支持された遊星歯車と、前記遊星歯車と前記キャリヤとの間に介在する状態で前記遊星軸に被嵌されたワッシャとを含んでいる遊星歯車機構において、
前記遊星歯車における一方の側面に、前記遊星軸及び軸受の嵌る支持穴に作動油を導入するための吸い込み溝が、前記支持穴から半径外向きに延び且つ前記遊星歯車の回転方向下流側に向けて傾斜するように形成されている、
遊星歯車機構の潤滑構造。
【請求項２】
前記遊星歯車における他方の側面には、前記支持穴から作動油を排出するための吐き出し溝が、前記支持穴から半径外向きに延び且つ前記遊星歯車の回転方向上流側に向けて傾斜するように形成されている、
請求項１に記載した遊星歯車機構の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、例えば車両の変速機内に設けられた遊星歯車機構の潤滑構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の変速機内に配置される遊星歯車機構は、複数の遊星歯車と、これら遊星歯車群を各々回転可能に軸支したキャリヤと、全ての遊星歯車と内側から噛み合う太陽歯車と、全ての遊星歯車と外側から噛み合うリングギヤとを備えている。各遊星歯車は、キャリヤに取り付けられた遊星軸に、軸受を介して回転可能に被嵌されている。この種の遊星歯車機構は、太陽歯車、キャリヤ、遊星歯車群及びリングギヤの連動関係によって、エンジンから伝達された回転動力を円滑に増減速するように構成されている。
【０００３】
車両駆動時は、遊星歯車機構の中でも特に、各遊星歯車が高速で回転する。かかる高速回転に起因して生ずる摩擦熱は、軸受等の焼き付きの原因となる。この点、特許文献１では、遊星軸の軸心に穴開け加工を施して流通穴を形成し、更に、流通穴から遊星軸の外周面に連通する開口穴を形成し、車両駆動時に、流通穴を通って開口穴から作動油を遠心力にて放出することにより、軸受等を潤滑することが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１０６２３２号公報（例えば図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１の構成では、流通穴及び開口穴の穴径が大変小さいため、製造に手間が掛かるし、作動油の流通性ひいては潤滑性の点において十分とは言い難く、改良の余地があった。本願発明は、このような現状を改善することを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明に係る遊星歯車機構の潤滑構造は、キャリヤと、前記キャリヤに取り付けられた遊星軸と、前記遊星軸に軸受を介して回転可能に支持された遊星歯車と、前記遊星歯車と前記キャリヤとの間に介在する状態で前記遊星軸に被嵌されたワッシャとを含んでいる遊星歯車機構において、前記遊星歯車における一方の側面に、前記遊星軸及び軸受の嵌る支持穴に作動油を導入するための吸い込み溝が、前記支持穴から半径外向きに延び且つ前記遊星歯車の回転方向下流側に向けて傾斜するように形成されているというものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載した遊星歯車機構の潤滑構造において、前記遊星歯車における他方の側面には、前記支持穴から作動油を排出するための吐き出し溝が、前記支持穴から半径外向きに延び且つ前記遊星歯車の回転方向上流側に向けて傾斜するように形成されているというものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によると、遊星歯車における一方の側面に、遊星軸及び軸受の嵌る支持穴に作動油を導入するための吸い込み溝が、前記支持穴から半径外向きに延び且つ前記遊星歯車の回転方向下流側に向けて傾斜するように形成されているから、前記遊星歯車の一側面にかかった作動油が前記吸い込み溝内に入り込んだ場合は、前記吸い込み溝内の作動油が、前記遊星歯車の回転に伴い前記吸い込み溝の周壁によって、半径内向き（前記支持穴側）に押される。
【０００８】
このため、前記吸い込み溝内の作動油は強制的に前記支持穴内に流れ込んで、前記遊星歯車、前記軸受及び前記遊星軸が潤滑され、これらの摩擦による発熱が抑制される。従って、前記遊星歯車、前記軸受及び前記遊星軸の摩耗や焼き付きを抑制して、その耐久性を向上できる（長寿命化を図れる）という効果を奏する。
【０００９】
請求項２の発明によると、前記遊星歯車における他方の側面には、前記支持穴から作動油を排出するための吐き出し溝が、前記支持穴から半径外向きに延び且つ前記遊星歯車の回転方向上流側に向けて傾斜するように形成されているため、前記支持穴内に流れ込んだ作動油は、前記遊星歯車の回転に伴う遠心力によって半径外向きに押し出され、前記吐き出し溝内に流れ込む。そして、前記吐き出し溝内の作動油は、前記遊星歯車の回転に伴い前記吐き出し溝の周壁と遠心力とによって、半径外向きに押され、前記遊星歯車の外部に吐き出される。
【００１０】
従って、前記遊星歯車における前記支持穴内での作動油の流通性、ひいては、前記遊星歯車、前記軸受及び前記遊星軸の潤滑性をより一層向上できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を具体化した実施形態を、農作業用トラクタの変速装置内にある遊星歯車機構に適用した場合の図面（図１〜図６）に基づいて説明する。
【００１２】
はじめに、図１及び図２を参照しながら、トラクタの概要について説明する。図１及び図２に示すように、トラクタの走行機体１は、その左右両側の前後に配置した走行部としての前後四輪２，２，３，３で支持されている。
【００１３】
走行機体１の上面前部には、動力源としてのエンジン４と、操向ハンドル６を有する操縦コラム５とが設けられている。操向ハンドル６の後方には、運転座席７が配置されている。この運転座席７に座ったオペレータが操向ハンドル６を回動操作することにより、その操作量（回動量）に応じて左右両前輪２，２のかじ取り角（操向角度）が変わるように構成されている。
【００１４】
走行機体１の後部には、エンジン４からの動力を適宜変速して前後四輪２，２，３，３に伝達するための油圧・機械式（ＨＭＴ式）変速装置９を有するミッションケース８が搭載されている。走行機体１の後端部には、スクレーパやレーキ、耕耘機等（図示せず）を装着可能なリンク機構１０が設けられている。
【００１５】
次に、図３〜図５を参照しながら、トラクタの動力伝達系統について説明する。
【００１６】
この実施形態のトラクタは、エンジン４からミッションケース８内の油圧・機械式変速装置９に伝達された動力を、差動制限機構付きの前輪終減速装置１２（図１参照）を介して左右の前輪２，２に出力すると共に、差動制限機構付きの後輪終減速装置１３を介して左右の後輪３，３に出力するように構成されている。
【００１７】
エンジン４の後面に取り付けられたギヤケース１６内には、エンジン４からの出力軸１７が突出している。ギヤケース１６の下部には、当該ギヤケース１６の後面から後ろ向きに突出する駆動軸１８が出力軸１７と平行状に取り付けられている。なお、ギヤケース１６の後面に設けられた作業用油圧ポンプ１９は出力軸１７に同心状に連結されている。
【００１８】
ギヤケース１６内では、出力軸１７に固着された出力歯車２１がアイドラ歯車２２と噛み合っている。当該アイドラ歯車２２は駆動軸１８に固着された駆動歯車２３と噛み合っている。出力軸１７から駆動軸１８へ同じ回転数で動力伝達されるように、出力歯車２１、アイドラ歯車２２及び駆動歯車２３の歯数が設定されている。駆動軸１８に伝わった動力は、前後両端に自在継手を有する伝動軸２４を介してミッションケース８の前面から前向きに突出する入力軸２５に伝達される。
【００１９】
ミッションケース８に設けられた油圧・機械式（ＨＭＴ式）変速装置９は、遊星歯車機構３１と、油圧ポンプ３３及び油圧モータ３４からなる静油圧式（ＨＳＴ式）変速機構３２とにより構成されている。
【００２０】
この実施形態の油圧・機械式変速装置９は、入力軸２５に伝わった動力を、遊星歯車機構３１のサンギヤ軸３５（詳細は後述する）と油圧ポンプ３３への入力用ポンプ軸５３（詳細は後述する）とに分割する一方、サンギヤ軸３５への分割動力と油圧モータ３４からの出力用モータ軸５４（詳細は後述する）を経由した動力とを合成して、前後四輪２，２，３，３を回転駆動させるように構成されている。すなわち、この油圧・機械式変速装置９は入力分割型のものである。
【００２１】
遊星歯車機構３１のサンギヤ軸３５は、ミッションケース８内のうち入力軸２５よりも上方の箇所に、当該入力軸２５と平行状で且つミッションケース８内の軸受を介して回転可能に軸支されている。入力軸２５に固着された歯車２６がサンギヤ軸３５の前端部にベアリングを介して遊嵌された伝動歯車３６と噛み合っている。
【００２２】
この伝動歯車３６の片面に固着されたキャリヤ３７には、複数の遊星歯車３８（実施形態では３つ）が各々回転可能に軸支されている。サンギヤ軸３５の外周に設けられた太陽歯車３９は、前述した全ての遊星歯車３８と噛み合っている。
【００２３】
内周面の内歯と外周面の外歯とを有するリングギヤ４０は、その内歯が複数の遊星歯車３８とそれぞれ噛み合うように、サンギヤ軸３５に軸受を介して回転可能に被嵌されている。リングギヤ４０における外周面の外歯は、油圧ポンプ３３からミッションケース８内に突出する入力用ポンプ軸５３に固着されたポンプ歯車５５と噛み合っている。サンギヤ軸３５におけるリングギヤ４０よりも後方の箇所に固着された伝達歯車４１は、油圧モータ３４からミッションケース８内に突出する出力用モータ軸５４に固着されたモータ歯車５６と噛み合っている。
【００２４】
サンギヤ軸３５における伝達歯車４１を挟んで両側の箇所には、変速歯車４２が取り付けられている。一方、サンギヤ軸３５の下方には、ミッションケース８内でサンギヤ軸３５と平行状に延びる後輪推進軸４３が軸受を介して回転可能に軸支されている。この後輪推進軸４３の長手中途部に、サンギヤ軸３５の各変速歯車４２と常時噛み合う一対の従動歯車４４が遊嵌されている。後輪推進軸４３のうち両従動歯車４４，４４の間には、サンギヤ軸３５から後輪推進軸４３への動力伝達を継断する副変速クラッチ４５が、後輪推進軸４３に沿って往復動可能に被嵌されている。
【００２５】
後輪推進軸４３のうちミッションケース８から後ろ向きに突出した後端部は、差動制限機構付きの後輪終減速装置１３に連結されている一方、後輪推進軸４３の前端部に固着された歯車４６は、後輪推進軸４３の下方にこれと平行状に配置された前輪推進軸４７に取り付けられたクラッチ付き歯車４８と噛み合っている。前輪推進軸４７のうちミッションケース８から前向きに突出した前端部は、差動制限機構付きの前輪終減速装置１２に連動連結されている。
【００２６】
図５に示すように、遊星歯車機構３１は、ミッションケース８内のうち下部に貯留された作動油の油面Ｓよりも上方に位置している。そして、後輪推進軸４３に取り付けられた各歯車４４，４４，４６は、その外周下部の一部分が作動油に浸った状態で回転するように構成されている。
【００２７】
この実施形態では、後輪推進軸４３上の各歯車４４，４４，４６の回転により、当該各歯車４４，４４，４６の外周で上向きに跳ね上げられた作動油が、遊星歯車機構３１、伝達歯車４１及び変速歯車４２，４２に浴びせられることになる。その結果、遊星歯車機構３１、伝達歯車４１及び変速歯車４２，４２が潤滑される。なお、ミッションケース８内の遊星歯車機構３１（サンギヤ軸３５）を、その一部が作動油の油面Ｓに浸漬するように配置しても差し支えない。
【００２８】
静油圧式変速機構３２は、油圧ポンプ３３の回転斜板（図示せず）の傾斜角度を調節して油圧モータ３４への作動油の吐出方向及び吐出量を変更することにより、油圧モータ３４のモータ軸５４の回転方向及び回転数を調節し得るように構成されている。この実施形態では、油圧ポンプ３３と油圧モータ３４とは、ミッションケース８の前面上部に外付けされた伝動ケース６０内に収容することにより一体にユニット化されている。
【００２９】
ミッションケース８内では、油圧ポンプ３３への入力用ポンプ軸５３と油圧モータ３４からの出力用モータ軸５４とが遊星歯車機構３１のサンギヤ軸３５に対してそれぞれ平行状に配置されている。そして、入力用ポンプ軸５３、出力用モータ軸５４、及びこれら各軸５３，５４に設けられた各歯車５５，５６は、ミッションケース８内の作動油の油面Ｓよりも上方（作動油に浸漬しない高さ位置）に位置している。
【００３０】
次に、図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、遊星歯車３８の詳細構造について説明する。
【００３１】
遊星歯車３８の回転中心に形成された支持穴６１には、軸受の一例である針状ころ軸受６３を介して、サンギヤ軸３５と平行状に延びる遊星軸６２を貫通させている。遊星軸６２の長手両端部はキャリヤ３７に固定されている。遊星歯車３８における軸方向前後の側面とキャリヤ３７の内面との間には、ワッシャの一例である円盤状のスラストワッシャ６４がそれぞれ配置されている。これらスラストワッシャ６４は、遊星歯車３８の前後側面とキャリヤ３７の内面とが擦れ合うのを防止すると共に、針状ころ軸受６３を構成する針状ころの端面がキャリヤ３７の内面に接触するのを防止するためのものである。
【００３２】
遊星歯車３８の一側面（実施形態では前側面）には、支持穴６１にミッションケース８内の作動油（潤滑油として機能する）を導入するための吸い込み溝６５が複数形成されている。図６（ｂ）に示すように、実施形態の各吸い込み溝６５は、支持穴６１から半径外向きで且つ遊星歯車３８の回転方向下流側に向けて傾斜するように延びた形態になっている。すなわち、実施形態の各吸い込み溝６５は、支持穴６１から回転方向に対して逆渦巻き状に延びている。また、各吸い込み溝６５の大部分はスラストワッシャ６４より半径外側にはみ出ている。
【００３３】
遊星歯車３８の他側面（実施形態では後側面）には、支持穴６１から作動油を排出するための吐き出し溝６６が複数形成されている。図６（ｃ）に示すように、実施形態の各吐き出し溝６６は、支持穴６１から半径外向きで且つ遊星歯車３８の回転方向上流側に向けて傾斜するように延びた形態になっている。すなわち、実施形態の各吐き出し溝６６は、支持穴６１から回転方向に対して渦巻き状に延びている。また、各吐き出し溝６６の大部分はスラストワッシャ６４より半径外側にはみ出ている。
【００３４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、実施形態では、遊星軸６２の回転軸線と直交する遊星歯車３８横側面の対称軸Ｚを挟んで両側に遊星歯車３８の前後側面を展開したとき、吸い込み溝６５群と吐き出し溝６６群とが非対称な位置関係となるように設定されている。
【００３５】
以上の構成において、トラクタの駆動時は、後輪推進軸４３上の各歯車４４，４４，４６の回転により、これら各歯車４４，４４，４６の外周で上向きに跳ね上げられた作動油が、遊星歯車機構３１、伝達歯車４１及び変速歯車４２，４２に浴びせられる。
【００３６】
そして、遊星歯車機構３１における遊星歯車３８の一側面にかかった作動油が各吸い込み溝６５内に入り込むと、各吸い込み溝６５は支持穴６１から回転方向に対して逆渦巻き状に延びた形態であるため、各吸い込み溝６５内の作動油は、遊星歯車３８の回転に伴い各吸い込み溝６５の周壁によって、半径内向き（支持穴６１側）に押される。
【００３７】
このため、各吸い込み溝６５内の作動油は強制的に支持穴６１内に流れ込んで、遊星歯車３８、針状ころ軸受６３及び遊星軸６２が潤滑され、これら３８，６２，６３の摩擦による発熱が抑制される。従って、遊星歯車３８、針状ころ軸受６３及び遊星軸６２の摩耗や焼き付きを抑制して、その耐久性を向上できる（長寿命化を図れる）。
【００３８】
特に実施形態では、遊星歯車３８の他側面に、支持穴６１から回転方向に対して渦巻き状に延びた複数の吐き出し溝６６が形成されているため、支持穴６１内に流れ込んだ作動油は、遊星歯車３８の回転に伴う遠心力によって半径外向きに押し出され、各吐き出し溝６６内に流れ込む。そして、各吐き出し溝６６内の作動油は、遊星歯車３８の回転に伴い各吐き出し溝６６の周壁と遠心力とによって、半径外向きに押され、遊星歯車３８の外部に吐き出される。
【００３９】
従って、遊星歯車３８における支持穴６１内での作動油の流通性、ひいては、遊星歯車３８、針状ころ軸受６３及び遊星軸６２の潤滑性をより一層向上できるのである。
【００４０】
なお、詳細は図示しないが、吸い込み溝６５群と対峙するスラストワッシャ６４やキャリヤ３７内面（間座等でもよい）側に、各吸い込み溝６５に重なる連通溝を形成してもよい。また同様にして、吐き出し溝６６群と対峙するスラストワッシャ６４やキャリヤ３７内面（間座等でもよい）側に、各吐き出し溝６６に重なる連通溝を形成してもよい。これら連通溝は半径外側に延びて周囲に向けて開口しておく必要がある。このような構成を採用すると、遊星歯車３８における支持穴６１内での作動油の流通性、ひいては、遊星歯車３８、針状ころ軸受６３及び遊星軸６２の潤滑性を更に高めることが可能になる。
【００４１】
更に、前述の連通溝のみ設けて、遊星歯車３８側の吸い込み溝６５及び吐き出し溝６６をなくすことも可能である。この場合、吸い込み側に相当する一方の連通溝が、支持穴６１から回転方向に対して逆渦巻き状に延び、吐き出し側に相当する他方の連通溝が、支持穴６１から回転方向に対して渦巻き状に延びることになる。
【００４２】
上記した実施形態の各構成は図示のものに限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】トラクタの全体側面図である。
【図２】走行機体の概略平面図である。
【図３】トラクタの動力伝達系統を示す平面図である。
【図４】ミッションケース内の各種の軸及び歯車の位置関係を示す図３のＩＶ−ＩＶ視概略図である。
【図５】油圧・機械式変速装置の要部側断面図である。
【図６】（ａ）は遊星歯車の拡大側面断面図、（ｂ）は遊星歯車の拡大正面図、（ｃ）は遊星歯車の拡大背面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  走行機体
４  エンジン
８  ミッションケース
９  油圧・機械式変速装置
３１  遊星歯車機構
３５  サンギヤ軸
３７  キャリヤ
３８  遊星歯車
３９  太陽歯車
４０  リングギヤ
６１  支持穴
６２  遊星軸
６３  針状ころ軸受（軸受）
６４  スラストワッシャ（ワッシャ）
６５  吸い込み溝
６６  吐き出し溝
【図１】
2010025176.tif 000003
【図２】
2010025176.tif 000004
【図３】
2010025176.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010025176.tif 000007
【図６】
2010025176.tif 000008