(57)【要約】【課題】ピニオンギヤ及びキャリアの磨耗や焼き付きを防止でき、しかも、部品点数が少なく、組み立ての手間が少ない遊星歯車装置を提供すること。【解決手段】一対のキャリア１１，１１の間に固定されたピニオンシャフト１３の外周面に、針状ころ１５を介在させてピニオンギヤ１４を回転自在に支持する。キャリア１１，１１のピニオンギヤ１４及び針状ころ１５の両端面に対向する表面に、ＤＬＣを含む硬質被膜を形成する。遊星歯車装置の動作において、ピニオンギヤ１４及び針状ころ１５の端面がキャリア１１，１１の表面に摺動接触しても、硬質被膜によって磨耗や焼き付きが防止される。ピニオンギヤ１４及び針状ころ１５とキャリア１１，１１との間のワッシャを削除できるので、部品点数の削減と組み立ての手間の削減ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアに固定されたピニオンシャフトにピニオンギヤが回転自在に支持された遊星歯車装置において、
上記キャリアは、上記ピニオンギヤ側の表面に硬質被膜を有し、
上記キャリアとピニオンギヤは、介在する部品が無くて互いに隣接していることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星歯車装置において、
上記ピニオンギヤは、上記ピニオンシャフトの外周面に配置された針状ころを介して回転自在に支持されており、上記針状ころの端面が、上記キャリアの硬質被膜に臨んでいることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遊星歯車装置において、
上記硬質被膜は、硬度がＨｖ１０００以上であることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、
上記硬質被膜は、ＤＬＣを含むことを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、
上記硬質被膜は、ＣｒＮを含むことを特徴とする遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達装置に用いられる遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の動力伝達装置では、変速機に遊星歯車装置が用いられている。遊星歯車装置では、回転自在に支持されたキャリアにピニオンシャフトが固定され、このピニオンシャフトにピニオンギヤが回転自在に取り付けられている。従来より、ピニオンギヤとキャリアに関して、磨耗や焼き付きを防止するために種々の構成が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、一対のキャリアの間に連結されたピニオンシャフトに針状ころを介してピニオンギヤを支持し、このピニオンギヤ及び針状ころの両端面とキャリアとの間に、ワッシャを２枚ずつ介装した遊星歯車装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２及び３には、シングルピニオンの遊星歯車組とダブルピニオンの遊星歯車組とを組み合わせたラビニョウ型遊星歯車装置が記載されている。各遊星歯車組において、ピニオンシャフトにローラベアリングを介してピニオンギヤを支持し、このピニオンギヤ及びローラベアリングの端面と、キャリアの隣接する表面との間にワッシャを介装している。
【特許文献１】特開平７−１９６６０号公報
【特許文献２】特許第３８６７６５１号
【特許文献３】特開２００４−１２４９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の遊星歯車装置は、いずれも、ピニオンギヤ及び軸受の端面と、キャリアとの間にワッシャを介装するので部品点数が多く、また、組み立てに手間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ピニオンギヤ及びキャリアの磨耗や焼き付きを防止でき、しかも、部品点数が少なく、組み立ての手間が少ない遊星歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の遊星歯車装置は、キャリアに固定されたピニオンシャフトにピニオンギヤが回転自在に支持された遊星歯車装置において、上記キャリアは、上記ピニオンギヤ側の表面に硬質被膜を有し、上記キャリアとピニオンギヤは、介在する部品が無くて互いに隣接していることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、遊星歯車装置の動作の際、隣接するキャリアとピニオンギヤが互いに接触しても、キャリアが有する硬質被膜によって磨耗や焼き付きが防止される。したがって、従来のようにキャリアとピニオンギヤの間に介装されたワッシャを削除できるので、部品点数を少なくでき、また、組み立ての手間を削減できる。
【０００９】
請求項２に記載の遊星歯車装置は、請求項１に記載の遊星歯車装置において、上記ピニオンギヤは、上記ピニオンシャフトの外周面に配置された針状ころを介して回転自在に支持されており、上記針状ころの端面が、上記キャリアの硬質被膜に臨んでいる。
【００１０】
上記実施形態によれば、遊星歯車装置の動作の際、針状ころの端面がキャリアに接触しても、キャリアの硬質被膜によって、針状ころ及びキャリアの磨耗や焼き付きが防止される。
【００１１】
請求項３に記載の遊星歯車装置は、請求項１又は２に記載の遊星歯車装置において、上記硬質被膜は、硬度がＨｖ１０００以上である。
【００１２】
上記実施形態によれば、硬質被膜の硬度（ビッカース硬さ、以下同じ。）がＨｖ１０００以上であるので、キャリアにピニオンギヤ等が接触しても、磨耗や焼き付きの発生が効果的に防止される。
【００１３】
請求項４に記載の遊星歯車装置は、請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、上記硬質被膜は、ＤＬＣを含む。
【００１４】
上記実施形態によれば、硬質被膜は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を含むことにより、Ｈｖ１０００以上の硬度が得られるうえに、摩擦係数を例えば０．１程度に低くできる。したがって、キャリアにピニオンギヤ等が接触しても、磨耗や焼付けの発生を、きわめて効果的に防止できる。
【００１５】
請求項５に記載の遊星歯車装置は、請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、上記硬質被膜は、ＣｒＮを含む。
【００１６】
上記実施形態によれば、硬質被膜は、ＣｒＮ（窒化クロム）を含むことにより、Ｈｖ１０００以上の硬度が得られる。したがって、キャリアにピニオンギヤ等が接触しても、磨耗や焼付けの発生を効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、遊星歯車装置において、キャリアのピニオンギヤ側の表面に硬質被膜が形成されているので、キャリアとピニオンギヤが互いに接触しても磨耗や焼き付きを防止できるから、従来のキャリアとピニオンギヤの間に介装されたワッシャを削除して部品点数を少なくでき、また、組み立ての手間を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態の遊星歯車装置の一部を模式的に示す断面図である。
【００１９】
この遊星歯車装置１は、例えば自動車の変速機に用いられるものであり、図示しないサンギヤと同軸の回転軸に、一対のキャリア１１，１１が回転自在に支持されている。このキャリア１１，１１の間に固定されたピニオンシャフト１３に、ピニオンギヤ１４が回転自在に支持されている。このピニオンギヤ１４は、キャリア１１，１１の回転軸を中心に、キャリア１１，１１に周方向に複数個設置されており、各ピニオンギヤ１４はサンギヤと噛合している。複数のピニオンギヤ１４は、図示しないアウタギヤに取り囲まれていると共に、このアウタギヤの内周面に形成された歯に噛合している。アウタギヤは、サンギヤ及びキャリア１１，１１と同軸に回転自在に支持されている。
【００２０】
ピニオンギヤ１４は、ピニオンシャフト１３の外周に、総ころ状態で配置された複数の針状ころ１５に介在されて回転自在に支持されている。針状ころ１５は、両端面が球面状に形成されている。一対のキャリア１１，１１の互いに対向する側の表面には、硬質被膜としてのＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）被膜が形成されている。このＤＬＣ被膜は、硬度がＨｖ１０００以上であり、摩擦係数が約０．１である。
【００２１】
上記ＤＬＣ被膜は、炭素元素を主として構成された非晶質のものであり、例えば、炭素元素のみで構成されたａ−Ｃ（アモルファスカーボン）、水素を含有するａ−Ｃ：Ｈ（水素アモルファスカーボン）、及び、チタン（Ｔｉ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属元素を一部に含むＭｅＣ（メタルカーボン又は金属炭化物）等で形成できるが、摩擦低減効果が高まる点から、水素含有量が少ないものほど好ましい。具体的には、水素の含有量が１０．０原子％以下、より好ましくは水素の含有量が１．０原子％以下、さらには水素を含まないａ−Ｃ系（アモルファスカーボン系）材料が好ましい。また、潤滑油の馴染み性を考慮すれば、水素を含まないａ−Ｃ系材料が好ましい。ＤＬＣ被膜の膜厚は、０．１〜１μｍとするのが好ましい。ＤＬＣ被膜は、物理的蒸着法（ＰＶＤ）又は化学的蒸着法（ＣＶＤ）によって形成することができる。
【００２２】
このキャリア１１，１１のＤＬＣ被膜が形成された表面に、ピニオンギヤ１４の両端面と、針状ころ１５の両端面が隣接している。
【００２３】
上述のようなキャリア１１、ピニオンギヤ１４及びピニオンシャフト１３の摺動部分には、潤滑油が供給される。潤滑油としては、例えばATF（オートマチックトランスミッションフルード）を用いることができる。潤滑油の供給は、ピニオンシャフト１３の内部に形成した油路を介して行うことができる。
【００２４】
本実施形態の遊星歯車装置１は、各歯車が常時噛み合っており、サンギヤ、キャリア１１，１１及びアウタギヤの３つの要素のうち、いずれかの要素に駆動力を入力し、いずれかの要素をロックすることにより、残りの要素から所定の減速比に減速された駆動力を出力する。上記３つの要素のうち、固定と入力と出力の割り当てを変更することにより、複数の減速比や回転方向を切り替えるようになっている。
【００２５】
この遊星歯車装置１の動作において、ピニオンギヤ１４の回転に伴い、ピニオンギヤ１４の端面とキャリア１１，１１の表面とが摺動接触をする。また、ピニオンギヤ１４を支持する針状ころ１５の端面と、キャリア１１，１１の表面とが摺動接触をする。ピニオンギヤ１４がスラスト荷重を受ける場合、ピニオンギヤ１４及び針状ころ１５と、キャリア１１，１１との間の面圧が増大する。ここで、キャリア１１，１１のピニオンギヤ１４の端面と針状ころ１５の端面とが接触する面に、高硬度かつ低摩擦係数のＤＬＣ被膜が形成されている。したがって、従来のようにピニオンギヤとキャリアとの間のワッシャが無くても、摺動接触に伴う磨耗や焼き付きを効果的に防止できる。その結果、この遊星歯車装置１は、部品点数を削減でき、また、組み立ての手間を削減できる。
【００２６】
また、針状ころ１５は、キャリア１１，１１に接触する端面が球面に形成されているので、焼き付きを効果的に防止できる。針状ころ１５とキャリア１１，１１との間の接触面においては、針状ころ１５の端面が球面に形成されていることから面圧が大きいが、キャリア１１，１１の表面のＤＬＣ被膜により、磨耗を効果的に防止できる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、キャリア１１，１１の硬質被膜としてＤＬＣ被膜を用いたが、ＣｒＮ（窒化クロム）で硬質被膜を形成してもよい。
【００２８】
また、母材と、ＤＬＣからなる最外層との間に中間層を介在させて、硬質被膜を構成してもよい。
【００２９】
また、硬質被膜の形成領域は、キャリア１１，１１表面の全てである必要はなく、ピニオンギヤ１４及び針状ころ１５に接触する部分のみであってもよい。
【００３０】
また、ピニオンギヤ１４を、総ころ状態の針状ころ１５により回転自在に支持したが、他の形式の軸受装置を用いて支持してもよい。例えば、針状ころの両端面が平坦な形状でもよいし、保持器付針状ころを用いてもよい。また、ピニオンシャフト１３に内輪を固定する一方、ピニオンギヤ１４に外輪を固定し、この内輪と外輪との間に転動体を介在させて、ピニオンギヤ１４を回転自在に支持してもよい。この場合、キャリア１１，１１の外輪の端面と隣接する面に硬質被膜を形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の遊星歯車装置を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  遊星歯車装置
１１  キャリア
１３  ピニオンシャフト
１４  ピニオンギヤ
１５  針状ころ
【図１】
2008248970.tif 000003