(57)【要約】  【課題】  ころのエッジロードの緩和を図ることができる遊星歯車機構及びピニオンシャフトを提供する。  【解決手段】  ピニオンシャフト４ｅが、中央部が端部より太い外径を有しているので、遊星歯車機構の動作維持に荷重を受けたとき、実線で示すようにピニオンシャフト４ｅが撓み、荷重を受けた側の外周面がころ１１ａ、１１ｂと平行になると、かかる位置でのころ１１ａ、１１ｂとピニオンシャフト４ｅとは全面当たりすることとなり、エッジロードの発生を抑制でき、長寿命を図ることができる。【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、
前記キャリヤに植設されたピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトの周囲に配置されたプラネタリギヤと、
前記プラネタリギヤを前記ピニオンシャフトに対して回転自在に支持するニードル軸受とを有し、
前記ピニオンシャフトは、端部側の外径が、中央側の外径より小さくなっていることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項２】
前記ピニオンシャフトの外径は、端部側から中央側に向かうにつれてなだらかに変化していることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構。
【請求項３】
前記ピニオンシャフトの外径は、端部側から中央側に向かうにつれて段階的に変化していることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の遊星歯車機構に用いることを特徴とするピニオンシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構及びピニオンシャフトに関し、特に耐久性を向上させることができる遊星歯車機構及びピニオンシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されている自動変速機において、一般的には遊星歯車機構が用いられている。ここで、ニードル軸受は、細径のころを用いていることから、内輪外径と外輪内径との差が小さいスペースにも収めることができるので、遊星歯車機構のプラネタリギヤを回転自在に支持するために用いると、それを搭載した自動変速機のコンパクト化に寄与するので好ましいといえる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４９６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年は、燃費の向上などを目的として、自動変速機においても多段化される傾向がある。しかるに、現在は４速が主流である自動変速機を、例えば５速或いは６速に多段化しようとすると、動力を伝達する遊星歯車機構のプラネタリギヤの自転速度及び公転速度が増大するということがある。
【０００４】
ここで、一般的な遊星歯車機構において、プラネタリギヤは、キャリヤに植設されたピニオンシャフトにより軸受を介して支持されているが、サンギヤからプラネタリギヤが受ける力や、公転による遠心力等により、ピニオンシャフトは比較的撓みやすい条件下にあるといえる。しかるに、例えば単列のころの場合、ピニオンシャフトが曲がると、ころの端部にエッジロードが生じやすく、それにより寿命が短くなる恐れがある。
【０００５】
これに対して、ころを複列にし、ピニオンシャフトの曲がりに対して、ころを沿わせるようにして、各ころのエッジロードをより緩和することも考えられる。しかしながら、ピニオンシャフトが撓んだ場合でも、プラネタリギヤの内径面は円筒面を維持するから、単にころを複列にしただけでは、エッジロードの大幅な緩和は図れないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ころのエッジロードの緩和を図ることができる遊星歯車機構及びピニオンシャフト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】
【０００７】
本発明の遊星歯車機構は、
キャリヤと、
前記キャリヤに植設されたピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトの周囲に配置されたプラネタリギヤと、
前記プラネタリギヤを前記ピニオンシャフトに対して回転自在に支持するニードル軸受とを有し、
前記ピニオンシャフトは、端部側の外径が、中央側の外径より小さくなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の遊星歯車機構によれば、前記ピニオンシャフトにおける端部側の外径が、中央側の外径より小さくなっているので、荷重を受けて前記ピニオンシャフトが撓んだときに、荷重を受けた側の前記ピニオンシャフトの外周面が、ころと平行に近づくため、エッジロードの緩和を期待できる。
【０００９】
前記ピニオンシャフトの外径は、端部側から中央側に向かうにつれてなだらかに変化していると好ましい。
【００１０】
前記ピニオンシャフトの外径は、軸受単体（１列分）の幅に応じて、端部側から中央側に向かうにつれて段階的に変化していると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるニードル軸受を含む車両の自動変速機１の断面図である。図１において、エンジンのクランクシャフト２から出力されるトルクは、トルクコンバータ３を介して伝達され、更に複数列組み合わせれた遊星歯車機構４，５，６等を介して複数段に減速され、その後デファレンシャルギヤ７及びドライブシャフト８を介して、不図示の車輪に出力されるようになっている。
【００１２】
図２は、遊星歯車機構４（５，６も原則的に同じ）の分解図である。図２において、遊星歯車機構４は、内歯を有するリングギヤ４ａと、外歯を有するサンギヤ４ｂと、リングギヤ４ａ及びサンギヤ４ｂに噛合する３つのプラネタリギヤ４ｃと、３つのピニオンシャフト４ｅによりプラネタリギヤ４ｃを回転自在に支持すると共に、自らも回転可能なキャリヤ４ｄとを有する。
【００１３】
遊星歯車機構４の作動原理を図３に示す。まず、１速の場合、図３（ａ）に示すように、太陽歯車４ｂをドライブ側とし、プラネタリギヤ４ｃ（キャリヤ）をドリブン側とし、リングギヤ４ａを固定することで、大きな減速比が得られる。次に、２速の場合、図３（ｂ）に示すように、太陽歯車４ｂを固定し、プラネタリギヤ４ｃ（キャリヤ）をドリブン側とし、リングギヤ４ａをドライブ側とすることで、中程度の減速比が得られる。更に、３速の場合、図３（ｃ）に示すように、太陽歯車４ｂを固定し、プラネタリギヤ４ｃ（キャリヤ）をドライブ側とし、リングギヤ４ａをドリブン側とすることで、小さな減速比が得られる。尚、後退の場合、図３（ｄ）に示すように、太陽歯車４ｂをドリブン側とし、プラネタリギヤ４ｃ（キャリヤ）を固定し、リングギヤ４ａをドライブ側とすることで、入力に対して出力を逆転させることができる。なお、以上は遊星歯車機構４の動作の一例を示すものであり、必ずしもかかる動作に限られることはない。
【００１４】
図４は、本実施の形態のニードル軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。図４に示すように、ニードル軸受１０は、キャリヤ４ｄに植設されたピニオンシャフト（内輪）４ｅとプラネタリギヤ（外輪）４ｃとの間に配置され、プラネタリギヤ４ｃを回転自在に支持している。ニードル軸受１０は、複列のころ（左端列のころ１１ａ、右端列のころ１１ｂ）と、それらを保持する保持器１２とからなっている。ピニオンシャフト４ｅ内には、図４で右方から軸線に沿って延在し、一般的には中央で外周面に抜ける油路４ｆが形成されている。保持器１２は外輪案内で用いられる。
【００１５】
図５は、本実施の形態にかかるニードル軸受の保持器の斜視図である。図に示すように、保持器１２は、一対の環状部１２ａを複数の柱部１２ｂで連結した構成を有している。隣接する柱部１２ｂの間が、ころ１１ａ、１１ｂを保持するポケット部１２ｐとなる。各柱部１２ｂは、軸線方向中央において縮径した（即ち保持器１２の軸線に近接した）中央部１２ｃを有しており、中央部１２ｃの軸線方向両側から環状部１２ａにかけて拡径している部位を、外径案内部１２ｄとしている。このような形状を有する保持器１２をＭ型保持器と呼ぶ。
【００１６】
図６は、本実施の形態のピニオンシャフト４ｅを誇張して示した図である。尚、図６では説明のために総ころ軸受として表しているが、図５に示す保持器付きの軸受でもよい。図６において、自由状態のピニオンシャフト４ｅを点線で示し、負荷状態のピニオンシャフト４ｅを実線で示している。ピニオンシャフト４ｅは、中央で最大径Ｄ１をとり、両端で最小径Ｄ２をとり、その間は滑らかに外径が変化している。
【００１７】
ピニオンシャフト４ｅが、このような形状を有しているので、遊星歯車機構の動作維持に荷重を受けたとき、図６に実線で示すようにピニオンシャフト４ｅが撓み、荷重を受けた側の外周面がころ１１ａ、１１ｂと平行になると、かかる位置でのころ１１ａ、１１ｂとピニオンシャフト４ｅとは全面当たりすることとなり、従ってエッジロードの発生を抑制でき、長寿命を図ることができる。尚、荷重を受けた側と反対側の外周面は、撓みにより、自由状態よりふくらんだ形状に変化するが、この場合には絶対荷重が小さいため、エッジロードは特に問題とはならない。外径Ｄ１，Ｄ２は、ピニオンシャフト４ｅの最大負荷に応じて適宜変えてよい。
【００１８】
図７は、変形例にかかるピニオンシャフト４ｅ’を誇張して示した図である。図７において、自由状態のピニオンシャフト４ｅ’を点線で示し、負荷状態のピニオンシャフト４ｅ’を実線で示している。ピニオンシャフト４ｅ’は、中央部４ｓ’が径Ｄ１の円筒状であり、両端部４ｔ’が径Ｄ２の円筒状となっている。尚、本変形例の場合、ピニオンシャフト４ｅ’の形状に応じて、左端部４ｔ’外周面上を転動する左端列のころ１１ａ’と、中央部４ｓ’外周面上を転動する中央列のころ１１ｂ’と、右端部４ｔ’外周面上を転動する右端列のころ１１ｃ’とを設けている。
【００１９】
ピニオンシャフト４ｅ’が、このような形状を有しているので、遊星歯車機構の動作維持に荷重を受けたとき、図６に実線で示すようにピニオンシャフト４ｅ’が撓み、荷重を受けた側の外周面がころ１１ａ’、１１ｃ’から離隔しやすくなるため、ころ１１ａ、１１ｂとピニオンシャフト４ｅ’とは、点Ｐでエッジロードが発生するが、その荷重は、ピニオンシャフトを円筒状とした場合に比べると小さくなるため、より長寿命を図ることができる。
【００２０】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。ころは２，３列に限らず、単列もしくは４列以上でもよい。保持器を設けず、いわゆる総ころタイプのニードル軸受としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態にかかるニードル軸受を含む車両の自動変速機１の断面図である。
【図２】遊星歯車機構４の分解図である。
【図３】遊星歯車機構４の作動原理を示す図である。
【図４】本実施の形態のニードル軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。
【図５】保持器の斜視図である。
【図６】本実施の形態のピニオンシャフト４ｅを誇張して示した図である。
【図７】変形例にかかるピニオンシャフト４ｅ’を誇張して示した図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  自動変速機
４  遊星歯車機構
４ｃ  プラネタリギヤ
４ｅ、４ｅ’  ピニオンシャフト
１０  ニードル軸受
１１ａ〜１１ｂ、１１ａ’〜１１ｃ’  のころ
１２  保持器
【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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【図７】
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