(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、構造が簡単で、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。ピニオンギヤ１４及び針状ころ１５の端面と、キャリア１１の表面との間に、単一のワッシャ１６を介装する。ワッシャ１６の表面に動圧溝１７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及びキャリア１１にスラスト荷重が作用しても、ワッシャ１６の動圧溝１７によって潤滑油に生じる動圧作用により、ピニオンギヤ１４及びキャリア１１とワッシャ１６との間が離隔され、接触が防止されて、磨耗や焼き付きが防止される。ワッシャ１６の数を削減できるので、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、上記ピニオンギヤとキャリアとの間にワッシャが介装された遊星歯車装置において、
上記ワッシャの表面に、上記ピニオンギヤの端面及びキャリアの表面のうちの少なくとも一方との間に形成される隙間に流体の動圧作用を発生させる動圧発生部を有す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、
上記動圧発生部は、動圧溝であることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遊星歯車装置において、
上記ワッシャの材質が、多孔質の焼結合金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、
上記ワッシャは、ピニオンギヤの端面とキャリアの表面との間に配置された単一のワッシャであることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項５】
請求項１乃至４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、上記ワッシャの表面に臨んでいることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、
上記動圧発生部が動圧作用を発生させる流体は、潤滑油であることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、
上記潤滑油は、ＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）である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には、ワッシャの一側面に係合突起を形成すると共に他側面に摺動部を形成し、このワッシャの一方面の係合突起をキャンセルプレートに係合させる一方、他側面をピニオンギヤに摺動可能に対向配置させた遊星歯車装置が記載されている。
【特許文献１】特開平７−１９６６０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２６０２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、特許文献１の遊星歯車装置は、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】
特許文献２の遊星歯車装置は、ワッシャの一側面に係合突起を有する有するので構造が複雑になってコストアップを招くという問題がある。また、組み立ての際、係合突起をキャンセルプレートに係合させる作業に手間がかかるという問題がある。
【０００７】
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、構造が簡単で、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】
【０００８】
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、上記ピニオンギヤとキャリアとの間にワッシャが介装された遊星歯車装置において、上記ワッシャの表面に、上記ピニオンギヤの端面及びキャリアの表面のうちの少なくとも一方との間に形成される隙間に流体の動圧作用を発生させる動圧発生部を有することを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、ピニオンギヤの回転動作に伴い、ワッシャの表面に有する動圧発生部により、このワッシャの表面と対向するピニオンギヤの端面及びキャリアの表面のうちの少なくとも一方との間に形成される隙間に、流体の動圧作用が発生する。これにより、ワッシャと、ピニオンギヤの端面及びキャリアの表面のうちの少なくとも一方とが互いに離隔されて、互いの接触が防止される。したがって、ワッシャと、ピニオンギヤ及びキャリアのうちの少なくとも一方との間の磨耗や焼き付きを防止できる。
【００１０】
また、動圧発生部をワッシャの表裏両面に設けることにより、ワッシャの両面側に対向する部材との接触が防止されるから、ピニオンギヤの端面とキャリアの表面との間に介装すべきワッシャの数を１枚とすることができる。したがって、ワッシャを２つ介装するよりも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。
【００１１】
さらに、ワッシャの表面に動圧発生部を設けるのみでよいから、係合突起を有する従来のワッシャよりも構造を簡単にでき、製造の手間と組み立ての手間を削減できる。
【００１２】
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、上記動圧発生部は、動圧溝である。
【００１３】
上記実施形態によれば、動圧溝は、例えばプレス等により比較的簡単に形成できるので、製造の手間を削減できる。また、流体に効果的に動圧作用を発生させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の遊星歯車装置は、請求項２に記載の遊星歯車装置において、上記ワッシャの材質を多孔質の焼結合金としたものである。
【００１５】
上記実施形態によれば、ワッシャ内部に潤滑油が保有されて耐摩耗性が良好になるので、動圧効果が発生しない低速高負荷条件においても磨耗を防止できる。また、溝成形性がよいため、複雑動圧溝形状であっても低コストに製作可能となる。
【００１６】
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、上記ワッシャは、ピニオンギヤの端面とキャリアの表面との間に配置された単一のワッシャである。
【００１７】
上記実施形態によれば、ワッシャがピニオンギヤ端面とキャリアの表面との間に１つのみ介装されるので、ワッシャを２つ介装するよりも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。
【００１８】
請求項５に記載の遊星歯車装置は、請求項１乃至４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、上記ピニオンギヤの端面や、上記針状ころの端面が、上記ワッシャの表面に臨んでいる。
【００１９】
上記実施形態によれば、ワッシャの動圧発生部により発生された動圧作用によって、ピニオンギヤ端面や針状ころの端面のワッシャとの接触が防止され、針状ころの磨耗や焼き付きが防止される。
【００２０】
請求項６に記載の遊星歯車装置は、請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の遊星歯車装置において、上記動圧発生部が動圧作用を発生させる流体は、潤滑油である。
【００２１】
上記実施形態によれば、潤滑油に動圧作用を発生させることにより、ピニオンギヤ及びキャリアとワッシャとの間に効果的に離隔を形成し、磨耗と焼き付きを防止できる。
【００２２】
請求項７に記載の遊星歯車装置は、潤滑油がＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）である。
【００２３】
上記実施形態によれば、ワッシャの動圧発生部により、効果的に動圧作用が発生される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、遊星歯車装置において、ピニオンギヤとキャリアとの間に介装されたワッシャの表面に有する動圧発生部により、流体の動圧作用が発生させて、ワッシャと、ピニオンギヤ及びキャリアのうちの少なくとも一方とを互いに離隔して、互いの接触を防止して磨耗や焼き付きを防止できる。動圧発生部をワッシャの表裏両面に設けることにより、ワッシャを１枚とすることができるから、部品点数を削減して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】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
ピニオンギヤ１４の端面とキャリア１１，１１の表面との間には、単一のワッシャ１６が介装されている。このワッシャ１６は、中心部にピニオンシャフト１３に挿通される貫通孔を有する。ワッシャ１６の表裏両面には、動圧発生部としての複数の動圧溝が周方向等間隔に形成されている。図２は、動圧溝１７が表面に形成されたワッシャ１６の表面の一例を示す模式図である。この動圧溝１７はヘリングボーン形状を有し、径方向に傾斜して外縁１６ａから内側に向かう外側部１７ａと、径方向に傾斜して内縁１６ｂから外側に向かう内側部１７ｂとで形成されている。動圧溝１７の外側部１７ａと内側部１７ｂはいずれも直線状であり、互いに略同じ長さに形成されている。この外側部１７ａと内側部１７ｂは、ワッシャ１６の外縁１６ａと内縁１６ｂとの間の径方向の略中央で、互いに合流している。ワッシャ１６は耐摩耗性に優れ、溝成形性の良好な多孔質の焼結合金で形成されている。
【００２９】
なお、上記ヘリングボーン形状とは、上記貫通孔を有するワッシャにおいて、径方向に傾斜して外縁から内側に向かう外側部と、径方向に傾斜して内縁から外側に向かう内側部とを有する形状をいう。ここで、外側部と内側部は、寸法が互いに異なってもよく、曲線状であってもよく、また、互いに合流してもしなくてもよい。
【００３０】
このワッシャ１６の動圧溝１７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。また、ピニオンギヤ１４及び針状ころ１５の隣接する側と反対側のワッシャ１６の動圧溝１７が形成された表面に、キャリア１１の表面が隣接している。
【００３１】
上述のようなワッシャ１６が設けられたピニオンシャフト１３、ピニオンギヤ１４及びキャリア１１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）を使用することができる。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。
【００３２】
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。
【００３３】
この遊星歯車装置１の動作において、ピニオンギヤ１４やキャリア１１にスラスト荷重が作用する場合がある。このとき、ピニオンギヤ１４とワッシャ１６とが、あるいは、キャリア１１とワッシャ１６とが相対回転をする。ここで、ワッシャ１６の表面に形成された動圧溝１７により、潤滑油が、ワッシャ１６の外縁１６ａ側と内縁１６ｂ側から径方向の略中央に引き込まれる。これにより、ワッシャ１６の外縁１６ａと内縁１６ｂとの間の略中央において、潤滑油の高圧領域が環状に形成される。このような潤滑油の動圧作用が生じることにより、ピニオンギヤ１４の端面とワッシャ１６の表面との間や、キャリア１１の表面とワッシャ１６の表面との間が離隔する。したがって、ピニオンギヤ１４やキャリア１１とワッシャ１６とを非接触状態に保つことができ、その結果、ピニオンギヤ１４やキャリア１１とワッシャ１６との間に、磨耗や焼き付きが生じる不都合を効果的に防止できる。ワッシャ１６は、多孔質の焼結合金で形成され、潤滑油を内部に保有しているため、耐摩耗性に優れている。従って、動圧効果が発生しない、低速高負荷条件においても、磨耗を防止できる。
【００３４】
このように、本実施形態のワッシャ１６は、表裏両面に動圧溝１７を有することにより、ピニオンギヤ１４とキャリア１１との接触を防止できるので、従来のようにワッシャを２枚用いる必要が無い。したがって、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。
【００３５】
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、ワッシャ１６の動圧溝１７をヘリングボーン形状に形成したが、他の形状に形成してもよい。図３は複数の動圧溝２７をスパイラル形状にしたワッシャ２６の表面の一例を示す模式図である。動圧溝２７は周方向等間隔に形成され、外縁２６ａから内縁２６ｂに向けてスパイラル状に延びている。動圧溝２７の幅は外縁２６ａ側の基端２７ａで最も広く、内縁２６ｂ側に行くに従って次第に幅狭となり、先端２７ｂは内縁２６ｂの近傍で先鋭化している。このスパイラル形状の動圧溝２７の場合も、潤滑油が外縁２６ａ側から内縁２６ｂ側に引き込まれて高圧領域が形成されることにより、ピニオンギヤ１４やキャリア１１とワッシャ２６とを非接触状態に保つことができる。
【００３６】
また、動圧溝１７、２７は、ワッシャ１６、２６の表裏両面に必ず形成する必要はなく、ワッシャ１６、２６の一方の面のみに形成してもよい。
【００３７】
また、潤滑油以外にも、ワッシャ１６、２６が臨む隙間に動圧作用を生じ得る流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【００３８】
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。
【００３９】
また、ワッシャの材質を多孔質焼結合金としたが、他の材料を用いてもよい。例えば、鋼板などにプレスで溝を成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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。
【図２】動圧溝が表面に形成されたワッシャの表面の一例を示す模式図である。
【図３】動圧溝が表面に形成されたワッシャの表面の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
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
１６  ワッシャ
１７  動圧溝
１７ａ  動圧溝の外側部
１７ｂ  動圧溝の内側部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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