(57)【要約】【課題】遊星歯車を支持する支持軸を保持部材に対して強固に固定することが可能で、かつ製造コストを抑制することが可能な遊星歯車装置を提供する。【解決手段】外歯２１を有する太陽歯車２と、内歯３１を有する内歯歯車３と、太陽歯車２と内歯歯車３との間に配置された遊星歯車４と、遊星歯車４に挿通された支持軸５と、支持軸５が固定されたキャリヤ６とを備えた遊星歯車装置１であって、キャリヤ６は、遊星歯車４を挟む一対の側壁部６１，６２と、一対の側壁部６１，６２を連結する周壁部６３とを有し、一対の側壁部６１，６２に支持軸５を挿通させる挿通孔６１０,６２０が形成され、支持軸５は、一方の側壁部６１の挿通孔６１０の内側にあたる部分に嵌合孔５１が形成され、嵌合孔５１に圧入部材８が締め代をもって軸方向に圧入されることで、外周面５ａが挿通孔６１０の内周面６１０ａに押し付けられてキャリヤ６に固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯を有する太陽歯車と、内歯を有する内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車との間に配置されて前記外歯及び前記内歯に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車に挿通された支持軸と、前記支持軸が固定された保持部材とを備えた遊星歯車装置であって、
前記保持部材は、前記遊星歯車を挟む一対の側壁部と、前記一対の側壁部を連結する周壁部とを有し、前記一対の側壁部に前記支持軸を挿通させる挿通孔が形成され、
前記支持軸は、前記一対の側壁部のうち少なくとも一方の側壁部の前記挿通孔の内側にあたる部分に嵌合孔が形成され、前記嵌合孔に圧入部材が締め代をもって軸方向に圧入されることで、外周面が前記挿通孔の内周面に押し付けられて前記保持部材に固定されている、
遊星歯車装置。
【請求項２】
前記支持軸は、中心部を軸方向に貫通する軸孔の端部が前記嵌合孔として形成され、
前記軸孔は、前記嵌合孔以外の部分の内径が前記嵌合孔の内径と異なる、
請求項１に記載の遊星歯車装置。
【請求項３】
前記嵌合孔の軸方向長さは、前記挿通孔の軸方向長さよりも短い、
請求項２に記載の遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外歯を有する太陽歯車と内歯を有する内歯歯車との間に遊星歯車を配置してなる遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外歯を有する太陽歯車と内歯を有する内歯歯車との間に複数の遊星歯車を配置してなる遊星歯車装置が自動車のトランスミッション等に用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の遊星歯車装置は、太陽歯車（サンギヤ）と、内歯歯車（リングギヤ）と、太陽歯車及び内歯歯車に噛み合う遊星歯車（ピニオンギヤ）と、遊星歯車を回転可能に支持する保持部材（キャリヤ）とを備えている。遊星歯車は、円筒状に形成され、その内部に支持軸（ピニオンシャフト）が挿通されると共に、支持軸の外周面と遊星歯車の内周面との間に複数の針状ころ（ニードルローラ）が配置されている。支持軸は、両端部が保持部材に形成された挿通孔に挿通され、かつ加締めによって固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２８０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように構成された遊星歯車装置を例えば自動車のトランスミッションに用いる場合、遊星歯車には大きなトルクと振動が作用するので、支持軸を強固に保持部材に加締める必要がある。そのため、大きな加締め圧力を発生させることが可能な加締め装置を用いて支持軸の両端部を加締める必要があった。つまり、支持軸の一方の軸方向端面に加締め加工を施した後に他方の軸方向端面に対しても加締め加工を施さなければならず、このため工程数が増加して製造コスト削減の妨げとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、遊星歯車を支持する支持軸を保持部材に対して強固に固定することが可能で、かつ製造コストを抑制することが可能な遊星歯車装置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】
本発明は、上記の目的を達成するため、外歯を有する太陽歯車と、内歯を有する内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車との間に配置されて前記外歯及び前記内歯に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車に挿通された支持軸と、前記支持軸が固定された保持部材とを備えた遊星歯車装置であって、前記保持部材は、前記遊星歯車を挟む一対の側壁部と、前記一対の側壁部を連結する周壁部とを有し、前記一対の側壁部に前記支持軸を挿通させる挿通孔が形成され、前記支持軸は、前記一対の側壁部のうち少なくとも一方の側壁部の前記挿通孔の内側にあたる部分に嵌合孔が形成され、前記嵌合孔に圧入部材が締め代をもって軸方向に圧入されることで、外周面が前記挿通孔の内周面に押し付けられて前記保持部材に固定されている、遊星歯車装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る遊星歯車装置によれば、製造コストを抑制しながらも、遊星歯車を支持する支持軸を保持部材に対して強固に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遊星歯車装置の全体構成を模式的に示す構成図である。
【図２】遊星歯車の支持構造を示し、（ａ）は遊星歯車を軸受部と共に軸方向に直交する断面で示す断面図、（ｂ）は遊星歯車及びその周辺部を軸方向に沿う断面で示す断面図である。
【図３】遊星歯車及び保持部材の一部を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、圧入部材が嵌合孔に圧入される前の支持軸の一端部及びその周辺部を示す断面図である。（ｂ）は、圧入部材が嵌合孔に圧入された後の支持軸の一端部及びその周辺部を示す断面図である。図４（ｃ）は、圧入部材を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、第２の実施の形態に係る圧入部材が嵌合孔に圧入される前の支持軸の一端部及びその周辺部を示す断面図である。（ｂ）は、圧入部材が嵌合孔に圧入された後の支持軸の一端部及びその周辺部を示す断面図である。（ｃ）は、圧入部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る遊星歯車装置の全体構成を模式的に示す構成図である。図２は、遊星歯車の支持構造を示し、（ａ）は遊星歯車を軸受部と共に軸方向に直交する断面で示す断面図、（ｂ）は遊星歯車及びその周辺部を軸方向に沿う断面で示す断面図である。図３は、遊星歯車及び保持部材の一部を示す斜視図である。
【００１２】
この遊星歯車装置１は、外周面に外歯２１を有する太陽歯車２と、内周面に内歯３１を有する内歯歯車３と、太陽歯車２と内歯歯車３との間に配置されて外歯２１及び内歯３１に噛み合う複数（本実施の形態では３つ）の遊星歯車４と、それぞれの遊星歯車４に挿通された支持軸５と、支持軸５が固定された保持部材としてのキャリヤ６と、支持軸５と遊星歯車４との間に配置された軸受部７と、支持軸５に形成された嵌合孔５１に圧入される圧入部材８とを備えている。なお、図１では、キャリヤ６の図示を省略している。
【００１３】
遊星歯車装置１は、例えば自動車の駆動源であるエンジンの出力軸（クランクシャフト）の回転を変速するトランスミッションに用いられ、太陽歯車２、内歯歯車３、及びキャリヤ６の３つの要素のうち、１つの要素が固定されて他の１つの要素にトルクが入力されることにより、入力されたトルクが残りの１つの要素に減速又は増速して伝達される。
【００１４】
太陽歯車２は、中心部にシャフト２０が相対回転不能に固定され、内歯歯車３及びキャリヤ６と同心状に配置されている。内歯歯車３は、太陽歯車２の外周面と径方向に対向する内周面に内歯３１が形成されている。遊星歯車４は、円筒状の基部４０と、基部４０の外周に形成され、太陽歯車２の外歯２１及び内歯歯車３の内歯３１に噛み合う外歯４１とを有している。基部４０には、その中心部を軸方向に貫通する軸孔４００が形成されている。太陽歯車２の外歯２１、及び内歯歯車３の内歯３１、及び遊星歯車４の外歯４１は、歯筋が軸方向に対して傾斜した斜歯である。
【００１５】
支持軸５は、遊星歯車４の基部４０に形成された軸孔４００に挿通される中空の軸状部材である。支持軸５の外周面と遊星歯車４の軸孔４００の内周面との間には、支持軸５に対する遊星歯車４の回転を円滑にする軸受部７が配置されている。軸受部７は、複数の針状ころ７１と、複数の針状ころ７１を回転可能に保持するリテーナ７２とからなる。リテーナ７２は、軸方向の両端部に一対の円環部７２１を有し、一対の円環部７２１が軸方向に延在する複数の柱部７２２によって連結されている。針状ころ７１は、周方向に隣り合う柱部７２２の間に配置されている。
【００１６】
キャリヤ６は、図２（ｂ）及び図３に示すように、一対の側壁部６１，６２と、一対の側壁部６１，６２を連結する周壁部６３とを一体に有している。一対の側壁部６１，６２は、遊星歯車４を挟んで軸方向に向かい合っている。以下、一対の側壁部６１，６２のそれぞれを、第１の側壁部６１及び第２の側壁部６２という。
【００１７】
第１の側壁部６１には、支持軸５の一方の端部を挿通させる挿通孔６１０が設けられている。第２の側壁部６２には、支持軸５の他方の端部を挿通させる挿通孔６２０が設けられている。後述する遊星歯車装置１の組み立て工程のうち、圧入部材８が支持軸５の嵌合孔５１に圧入される圧入工程の前の状態では、挿通孔６１０，６２０の内径が支持軸５の外径よりも僅かに大きく、支持軸５を例えば手作業によってキャリヤ６の挿通孔６１０，６２０に挿通させることが可能である。
【００１８】
キャリヤ６の周壁部６３は、第１の側壁部６１及び第２の側壁部６２の外周端部同士を連結している。周壁部６３には、遊星歯車４の周方向の一部を外方に突出させる開口６３０が形成されている。遊星歯車４は、この開口６３０から突出した部分が内歯歯車３に噛み合う。
【００１９】
支持軸５には、軸受部７に潤滑油（トランスミッションオイル）を供給する油孔５２が設けられている。油孔５２は、軸方向に延びる第１孔部５２１と、第１孔部５２１に連通して径方向に延びる第２孔部５２２とからなる。第１孔部５２１は、支持軸５における第２の側壁部６２側の軸方向端面に開口している。第２孔部５２２は、第１孔部５２１の内周面及び支持軸５の外周面５ａに開口している。
【００２０】
また、支持軸５には、第１の側壁部６１側の端部に、圧入部材８が圧入によってされる嵌合孔５１が設けられている。嵌合孔５１は、第１の側壁部６１の挿通孔６１０の内側にあたる部分に形成され、第１孔部５２１と連通している。つまり、本実施の形態では、支持軸５の中心部を軸方向に貫通する軸孔５０の一方の端部が嵌合孔５１として形成されている。
【００２１】
図４（ａ）は、圧入部材８が嵌合孔５１に圧入される前の支持軸５の一端部及びその周辺部を示す断面図である。図４（ｂ）は、圧入部材８が嵌合孔５１に圧入された後の支持軸５の一端部及びその周辺部を示す断面図である。図４（ｃ）は、圧入部材８を示す斜視図である。
【００２２】
支持軸５の軸孔５０は、嵌合孔５１以外の部分の内径が嵌合孔５１の内径と異なる。本実施の形態では、嵌合孔５１の内径Ｄ５１が、第１孔部５２１の内径Ｄ５２１よりも小さい。また、本実施の形態では、支持軸５の軸方向における嵌合孔５１の長さＬ５１が、第１の側壁部６１の厚み、すなわち挿通孔６１０の軸方向長さＬ６１０よりも短い。
【００２３】
支持軸５は、嵌合孔５１に圧入部材８が締め代をもって軸方向に圧入されることで、外周面５ａが第１の側壁部６１の挿通孔６１０の内周面６１０ａに押し付けられてキャリヤ６に固定されている。圧入部材８は、支持軸５よりも硬度が高い（硬い）金属からなる。支持軸５の硬度は例えば３００Ｈｖ未満であり、圧入部材８の硬度は例えば３００Ｈｖ以上である。
【００２４】
圧入部材８は、円柱状の本体部８１と、外周面８２ａが円錐状の傾斜面として形成された先端部８２とを一体に有している。本体部８１の外周面８１ａは、軸方向に対して平行である。本体部８１と先端部８２とは軸方向に並び、先端部８２の最大外径が本体部８１の外径と等しくなっている。本体部８１の外径Ｄ８１は、嵌合孔５１の内径Ｄ５１よりも大きく、先端部８２における最小外径Ｄ８２は、嵌合孔５１の内径Ｄ５１よりも小さい。本体部８１の外径Ｄ８１と嵌合孔５１の内径Ｄ５１との差は、圧入部材８の締め代となる。この締め代は、例えば５〜１０μｍである。締め代が５μｍ未満であると、圧入部材８の圧入によって支持軸５を拡径させる変形量が小さく、締め代が１０μｍを超えると、圧入部材８を圧入する際に大きな荷重を発生させなければならず、製造装置の大型化を招来するおそれがある。
【００２５】
遊星歯車装置１の組み立て工程では、図４（ａ）に示すように遊星歯車４、支持軸５、キャリヤ６、及び軸受部７を組み立てた後、圧入工程において圧入部材８が先端部８２側から先に支持軸５の嵌合孔５１に軸方向に圧入される。前述のように、圧入部材８の本体部８１の外径Ｄ８１は、嵌合孔５１の内径Ｄ５１よりも大きいので、圧入部材８が嵌合孔５１に圧入されることで、圧入部材８の外径側にあたる部分の支持軸５の外径が拡径される。
【００２６】
そして、この支持軸５の拡径により、図４に示すように、支持軸５の一端部における外周面５ａが第１の側壁部６１の挿通孔６１０の内周面６１０ａに押し付けられる。これにより、支持軸５がキャリヤ６に固定される。なお、図４では、説明の明確化のため、圧入部材８を嵌合孔５１に圧入する前後の支持軸５の変形量を誇張して示している。
【００２７】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、支持軸５の嵌合孔５１に圧入部材８が締め代をもって軸方向に圧入されることで、支持軸５の外周面５ａが第１の側壁部６１に形成された挿通孔６１０の内周面６１０ａに押し付けられてキャリヤ６に固定される。このため、例えば支持軸５を端部の加締めによってキャリヤ６に固定する場合に比較して、支持軸５をキャリヤ６に対して強固に固定することが可能となる。つまり、支持軸５をキャリヤ６に加締め固定する場合には、加締め加工の後に加締め工具が支持軸５から分離するが、本実施の形態では、圧入部材８が支持軸５の嵌合孔５１に残存して支持軸５の端部を外径側に押し拡げ続ける。このため、支持軸５をキャリヤ６に対して強固に固定することが可能となり、支持軸５の一方の端部のみに圧入部材８を圧入することで、支持軸５をキャリヤ６に固定することも可能となる。
【００２８】
また、第１の実施の形態では、支持軸５の軸孔５０における嵌合孔５１以外の部分の内径が嵌合孔５１の内径と異なり、嵌合孔５１と第１孔部５２１との間に段差が形成される。このため、圧入部材８の圧入によって発生する支持軸５を拡径させる力が、嵌合孔５１の外径側以外の部分に伝わることが抑制される。これにより、支持軸５の外周面５ａのうち針状ころ７１が転動する部分の歪みが抑制され、針状ころ７１を円滑に転動させることが可能となる。
【００２９】
またさらに、本実施の形態では、支持軸５の嵌合孔５１の軸方向長さＬ５１が第１の側壁部６１の挿通孔６１０の軸方向長さＬ６１０よりも短いので、圧入部材８の圧入による支持軸５を拡径させる力が、針状ころ７１が転動する部分に伝わることがより確実に抑制され、針状ころ７１をさらに円滑に転動させることが可能となる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。本実施の形態に係る遊星歯車装置は、大略第１の実施の形態と同様に構成されているが、支持軸５に圧入される圧入部材９の外径が、第１の実施の形態に係る圧入部材８とは異なっている。以下、第１の実施の形態との違いの部分について重点的に説明する。また、図５において、第１の実施の形態と共通する構成要素については、図４等に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３１】
図５（ａ）は、本実施の形態に係る圧入部材９が嵌合孔５１に圧入される前の支持軸５の一端部及びその周辺部を示す断面図である。図５（ｂ）は、圧入部材９が嵌合孔５１に圧入された後の支持軸５の一端部及びその周辺部を示す断面図である。図５（ｃ）は、圧入部材９を示す斜視図である。
【００３２】
第１の実施の形態では、支持軸５における嵌合孔５１の内径Ｄ５１が、第１孔部５２１の内径Ｄ５２１よりも小さい場合について説明したが、本実施の形態では、圧入部材９が圧入される嵌合孔５１の内径Ｄ５１が第１孔部５２１の内径Ｄ５２１よりも大きい。また、圧入部材９は、円柱状の本体部９１と、外周面９２ａが円錐状の傾斜面として形成された先端部９２とを一体に有し、本体部９１の外周面９１ａは、軸方向に対して平行である。本体部９１の外径Ｄ９１は、嵌合孔５１の内径Ｄ５１よりも大きく、先端部９２における最小外径Ｄ９２は、嵌合孔５１の内径Ｄ５１よりも小さい。本体部９１の外径Ｄ９１と嵌合孔５１の内径Ｄ５１との差は、圧入部材９の締め代となる。この締め代は、第１の実施の形態と同様に、例えば５〜１０μｍである。
【００３３】
本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。また、支持軸５の嵌合孔５１の内径Ｄ５１が第１孔部５２１の内径Ｄ５２１よりも大きく、嵌合孔５１の外側における支持軸５の肉厚が第１の実施の形態の場合よりも薄いので、圧入部材９の圧入によって支持軸５の端部における外周面５ａを拡径させやすい。このため、支持軸５をキャリヤ６に対してより強固に固定することが可能となる。
【００３４】
（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００３５】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、キャリヤ６の第１及び第２の側壁部６１，６２のうち第１の側壁部６１の挿通孔６１０の内側に、圧入部材８，９が圧入される嵌合孔５１が形成された場合について説明したが、第２の側壁部６２の挿通孔６２０の内側にあたる部分にも嵌合孔を形成し、この嵌合孔にも圧入部材８，９を圧入するようにしてもよい。この場合、圧入部材８，９には、潤滑油を流通させることが可能な貫通孔を例えば中心部に形成するとよい。また、圧入部材８，９の形状は、円柱状や円筒状に限らず、例えば断面多角形の多角形柱状であってもよく、球体でもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…遊星歯車装置、２…太陽歯車、２０…シャフト、２１…外歯、３…内歯歯車、３１…内歯、４…遊星歯車、４０…基部、４００…軸孔、４１…外歯、５…支持軸、５０…軸孔、５１…嵌合孔、５２１…第１孔部、５２２…第２孔部、５ａ…外周面、６…キャリヤ（保持部材）、６１…第１の側壁部、６１０，６２０…挿通孔、６１０ａ…内周面、６２…第２の側壁部、６３…周壁部、６３０…開口、７…軸受部、７２…リテーナ、７２１…円環部、７２２…柱部、８，９…圧入部材、８１，９１…本体部、８１ａ，９１ａ…外周面、８２，９２…先端部、８２ａ，９２ａ…外周面
【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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