(57)【要約】【課題】ピニオンギヤが極めて高い回転数で回転したとしてもワッシャとピニオンギヤとの間やワッシャとプラネタリキャリアとの間の摺動面での摩耗や焼き付きを抑制する。【解決手段】、ピニオンギヤ３３を保持するプラネタリキャリア３４を有する遊星歯車機構３０は、ピニオンギヤ３３の中心孔にニードルベアリング３５を介して挿通されると共にプラネタリキャリア３４により支持されるピニオンシャフト３６と、貫通穴である液溜穴３７ａを有する環状体として形成され、ピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間に位置するようにピニオンシャフト３６に挿通される穴付ワッシャ３７と、貫通穴を有していない環状体として形成され、ピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間で穴付ワッシャ３７に隣り合うようにピニオンシャフト３６に挿通される穴無ワッシャ３８とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤと、リングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの少なくとも何れか一方と噛合するピニオンギヤと、該ピニオンギヤを保持するプラネタリキャリアとを有する遊星歯車機構であって、
前記ピニオンギヤの中心孔に軸受を介して挿通されると共に前記プラネタリキャリアにより支持されるピニオンシャフトと、
環状体として形成されており、前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間に位置するように前記ピニオンシャフトに挿通されると共に、潤滑媒体を滞留させるために前記環状体に形成された貫通穴である液溜穴を有する穴付ワッシャと、
貫通穴を有していない環状体として形成されており、前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間で前記穴付ワッシャに隣り合うように前記ピニオンシャフトに挿通される穴無ワッシャと、
を備える遊星歯車機構。
【請求項２】
少なくとも前記穴付ワッシャを複数備え、前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間には、前記穴付ワッシャが前記ピニオンギヤの端面側と前記プラネタリキャリア側との双方に位置するように該穴付ワッシャと前記穴無ワッシャとが配置される請求項１に記載の遊星歯車機構。
【請求項３】
前記穴付ワッシャと前記穴無ワッシャとは、互いに異なる材料により形成されている請求項１または２に記載の遊星歯車機構。
【請求項４】
前記液溜穴は、前記ピニオンギヤの歯底円の内側で該ピニオンギヤと対向すると共に前記プラネタリキャリアの外周よりも内側で該プラネタリキャリアと対向するように前記穴付ワッシャの環状部に形成される請求項１から３の何れか一項に記載の遊星歯車機構。
【請求項５】
前記穴付ワッシャおよび前記穴無ワッシャは、所定のスラスト力により前記ピニオンギヤが前記プラネタリキャリアに対して押圧される側の前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間に配置される請求項１から４の何れか一項に記載の遊星歯車機構。
【請求項６】
所定の動力発生源と該動力発生源からの動力を無段階に変速して前記ギヤ列に伝達可能な無段変速機との間に配置される車両用前後進切替機構を構成する請求項１から５の何れか一項に記載の遊星歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンギヤとリングギヤと当該サンギヤおよび当該リングギヤの少なくとも何れか一方と噛合するピニオンギヤと当該ピニオンギヤを保持するプラネタリキャリアとを有する遊星歯車機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピニオンギヤの中心孔にニードルベアリングを介してピニオンシャフトを相対回転自在に挿通し、ピニオンシャフトの両端部をプラネタリキャリアで支持すると共に、ピニオンギヤの端面とプラネタリキャリアの側面との間にピニオンシャフトに挿通されたスラストワッシャを配置してなる遊星歯車機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この遊星歯車機構では、ピニオンシャフトに対してニードルベアリングに潤滑油を供給する潤滑穴が設けられると共に、スラストワッシャの所定位置にピニオンギヤの中心孔内周面とピニオンシャフトの外周面との間を流れた潤滑油を受け入れる油溜め穴が設けられている。これにより、この遊星歯車機構では、ピニオンシャフトの潤滑穴からニードルベアリングに供給された潤滑油の一部がスラストワッシャの油溜め穴に滞留することから、スラストワッシャの摺動面で摩耗や焼き付きが生じることを抑制することができる。
【特許文献１】特開２０００−３３７４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、遊星歯車機構の中には、ピニオンギヤが極めて高い回転数で回転する状態で使用されるものもあり、このような遊星歯車機構では、上記従来の油溜め穴を有するスラストワッシャを用いたとしても、ワッシャとピニオンギヤとの間やワッシャとプラネタリキャリアとの間の摺動面で摩耗や焼き付きが発生してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明による遊星歯車機構は、ピニオンギヤが極めて高い回転数で回転したとしてもワッシャとピニオンギヤとの間やワッシャとプラネタリキャリアとの間の摺動面で摩耗や焼き付きを抑制できるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による遊星歯車機構は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明による遊星歯車機構は、
サンギヤと、リングギヤと、該サンギヤおよび該リングギヤの少なくとも何れか一方と噛合するピニオンギヤと、該ピニオンギヤを保持するプラネタリキャリアとを有する遊星歯車機構であって、
前記ピニオンギヤの中心孔に軸受を介して挿通されると共に前記プラネタリキャリアにより支持されるピニオンシャフトと、
環状体として形成されており、前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間に位置するように前記ピニオンシャフトに挿通されると共に、潤滑媒体を滞留させるために前記環状体に形成された貫通穴である液溜穴を有する穴付ワッシャと、
貫通穴を有していない環状体として形成されており、前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間で前記穴付ワッシャに隣り合うように前記ピニオンシャフトに挿通される穴無ワッシャと、
を備えるものである。
【０００７】
この遊星歯車機構では、貫通穴である液溜穴を有する環状体として形成された穴付ワッシャがピニオンギヤの端面とプラネタリキャリアとの間に位置するようにピニオンシャフトに挿通されると共に、貫通穴を有していない環状体として形成された穴無ワッシャがピニオンギヤの端面とプラネタリキャリアとの間で穴付ワッシャに隣り合うようにピニオンシャフトに挿通される。これにより、例えばピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の軸受に潤滑媒体が供給されると、当該潤滑媒体の一部が穴付ワッシャの液溜穴内に滞留することになり、穴付ワッシャとピニオンギヤの端面またはプラネタリキャリアとの間や、穴付ワッシャと穴無ワッシャとの間に潤滑媒体の膜（油膜）を形成・保持しておくことが可能となる。従って、この遊星歯車機構では、穴付ワッシャとピニオンギヤやプラネタリキャリアとを良好に相対回転させると共に、穴付ワッシャと穴無ワッシャとを良好に相対回転させることができるのでピニオンギヤが極めて高い回転数で回転したとしてもピニオンギヤとプラネタリキャリアとの間に形成される摺動面で摩耗や焼き付きを抑制することが可能となる。
【０００８】
また、前記遊星歯車機構は、少なくとも前記穴付ワッシャを複数備えてもよく、前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間には、前記穴付ワッシャが前記ピニオンギヤの端面側と前記プラネタリキャリア側との双方に位置するように該穴付ワッシャと前記穴無ワッシャとが配置されてもよい。これにより、例えばピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の軸受に潤滑媒体が供給されると、当該潤滑媒体の一部が穴付ワッシャの液溜穴内に滞留することになり、一方の穴付ワッシャとピニオンギヤの端面との間や、他方の穴付ワッシャとプラネタリキャリアとの間、各穴付ワッシャと穴無ワッシャとの間に潤滑媒体の膜を良好に形成・保持することが可能となる。
【０００９】
更に、前記穴付ワッシャと前記穴無ワッシャとは、互いに異なる材料により形成されてもよい。これにより、穴付ワッシャと穴無ワッシャとの摺動面における摩耗や焼き付きをより良好に抑制することが可能となる。
【００１０】
また、前記液溜穴は、前記ピニオンギヤの歯底円の内側で該ピニオンギヤと対向すると共に前記プラネタリキャリアの外周よりも内側で該プラネタリキャリアと対向するように前記穴付ワッシャの環状部に形成されてもよい。これにより、ピニオンギヤの回転に伴って穴付ワッシャが回転したときに当該穴付ワッシャの液溜穴に流れ込んだ潤滑媒体が径方向外方に流出し難くして、穴付ワッシャとそれに対向する部材との間に良好に潤滑媒体の膜を形成・保持しておくことが可能となる。
【００１１】
更に、前記穴付ワッシャおよび前記穴無ワッシャは、所定のスラスト力により前記ピニオンギヤが前記プラネタリキャリアに対して押圧される側の前記ピニオンギヤの端面と前記プラネタリキャリアとの間に配置されてもよい。これにより、一般に摩耗や焼き付きに関する条件が厳しくなるピニオンギヤがプラネタリキャリアに対して押圧される側のピニオンギヤの端面とプラネタリキャリアとの間に形成される摺動面で摩耗や焼き付きを良好に抑制することが可能となる。
【００１２】
そして、前記遊星歯車機構は、所定の動力発生源と該動力発生源からの動力を無段階に変速して前記ギヤ列に伝達可能な無段変速機との間に配置される前後進切替機構を構成するものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る遊星歯車機構３０を含む前後進切替機構２５を搭載した車両１０の概略構成図である。同図に示すように、実施例の車両１０は、エンジン２１、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ２３、前後進切替機構２５、ベルト式の無断変速機（以下「ＣＶＴ」という）４０、ギヤ機構５０、デファレンシャルギヤ５５、左右の駆動輪ＤＷ等を備える。すなわち、この車両１０では、エンジン２１からの動力がトルクコンバータ２３および前後進切替機構２５を介してＣＶＴ４０に伝達されると共に、ＣＶＴ４０により無段階に変速された上でギヤ機構５０およびデファレンシャルギヤ５５を介して左右の駆動輪ＤＷに伝達される。また、トルクコンバータ２３と前後進切替機構２５との間には、エンジン２１からの動力により駆動される機械式のオイルポンプ２７が配置されている。これにより、エンジン２１が運転されれば、オイルポンプ２７によりオイルパン６０に貯留されている作動流体（ＡＴＦ）が吸引されると共に吸引された作動流体が昇圧され、ＣＶＴ４０や前後進切替機構２５により要求される油圧（ライン圧）を発生させたり、ＣＶＴ４０、前後進切替機構２５等の所定部位や各種軸受といった潤滑対象に潤滑媒体としての作動流体を供給したりすることが可能となる。
【００１５】
前後進切替機構２５は、図１および図２に示すように、シングルピニオン式の遊星歯車機構３０とブレーキＢ１とクラッチＣ１とを含む。遊星歯車機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１とリングギヤ３２との双方と噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３をそれぞれ自転かつ公転自在に保持するプラネタリキャリア３４とを含む。サンギヤ３１は、ＣＶＴ４０のプライマリシャフト４２に連結され、リングギヤ３２は、ＣＶＴ４０のインプットシャフト４１に連結される。また、ブレーキＢ１は、遊星歯車機構３０のプラネタリキャリア３４をケース２０に対して固定すると共に回転自在にすることができるものであり、クラッチＣ１は、遊星歯車機構３０のサンギヤ３１をリングギヤ３２（インプットシャフト４１）に対して固定すると共に回転自在にすることができるものである。これにより、ブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオンすることによりトルクコンバータ２３からインプットシャフト４１に伝達された動力をそのままＣＶＴ４０のプライマリシャフト４２に伝達して車両を前進させることが可能となる。また、ブレーキＢ１をオンすると共にクラッチＣ１をオフすることによりインプットシャフト４１の回転を逆方向に変換してＣＶＴ４０のプライマリシャフト４２に伝達し、車両を後進させることが可能となる。更に、ブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオフすることによりインプットシャフト４１とプライマリシャフト４２との接続を解除することも可能となる。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照しながら、実施例の前後進切替機構２５を構成する遊星歯車機構３０の要部であるピニオンギヤ３３周辺の構造について説明する。図２に示すように、各ピニオンギヤ３３の中心孔には、ニードルベアリング３５を介してピニオンシャフト３６が挿通され、ピニオンシャフト３６の両端は、一対のキャリアカバー（キャリアプレート）３４ｘおよび３４ｙからなるプラネタリキャリア３４に対して固定される。また、インプットシャフト４１、プラネタリキャリア３４（キャリアカバー３４ｘ）およびピニオンシャフト３６等には、潤滑媒体としての作動流体を流通させるための油路４１ａ，３４ａ，３６ａが形成されており、これらの油路４１ａ，３４ａ，３６ａ等を介してオイルポンプ２７からの作動流体がニードルベアリング３５に供給される。そして、実施例の前後進切替機構２５では、ピニオンギヤ３３の図２における左側の端面とキャリアカバー３４ｘとの間およびピニオンギヤ３３の図２における右側の端面とキャリアカバー３４ｙとの間のそれぞれに、穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８とが互いに隣り合うように（交互に）配置される。
【００１７】
図３に示すように、穴付ワッシャ３７は、例えば鉄等により液溜穴３７ａを有する環状体として形成されている。実施例では、穴付ワッシャ３７の環状部に対して、小径の貫通穴（円孔）である複数（図３の例では４個）の液溜穴３７ａがピニオンギヤ３３の歯底円３３ａの内側で当該ピニオンギヤ３３と対向すると共にプラネタリキャリア３４の外周よりも内側すなわちキャリアカバー３４ｘ，３４ｙの径方向外周端３４ｏよりも内側でキャリアカバー３４ｘまたは３４ｙと対向するように等間隔に形成されている。これに対して、穴無ワッシャ３８は、例えば銅等の穴付ワッシャ３７を構成する材料とは異なる材料により貫通穴を有していない単純な環状体として形成されている。そして、実施例では、図４に示すように、ピニオンギヤ３３の図中左側の端面とプラネタリキャリア３４（キャリアカバー３４ｘ）との間およびピニオンギヤ３３の図中右側の端面とプラネタリキャリア３４（キャリアカバー３４ｙ）との間において、穴付ワッシャ３７がピニオンギヤ３３の端面側とプラネタリキャリア３４（キャリアカバー３４ｘまたは３４ｙ）側とに１枚ずつ位置するようにピニオンシャフト３６に挿通されると共に、１枚の穴無ワッシャ３８が２枚の穴付ワッシャ３７の間に位置するようにピニオンシャフト３６に挿通される。
【００１８】
上述のように構成された実施例の前後進切替機構２５の遊星歯車機構３０では、貫通穴である液溜穴３７ａを有する環状体として形成された穴付ワッシャ３７がピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間に位置するようにピニオンシャフト３６に挿通される。また、貫通穴を有していない環状体として形成された穴無ワッシャ３８がピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間で穴付ワッシャ３７に隣り合うようにピニオンシャフト３６に挿通される。これにより、ピニオンギヤ３３とピニオンシャフト３６との間のニードルベアリング３５に潤滑媒体としての作動流体が供給されると、ピニオンギヤ３３の両側の端面とプラネタリキャリア３４との間には、ニードルベアリング３５へと供給された潤滑媒体としての作動流体や図２において太い破線で示す経路を流通した作動流体が導かれ、かかる作動流体の一部は、各穴付ワッシャ３７の各液溜穴３７ａ内に滞留することになる。この結果、穴付ワッシャ３７とピニオンギヤ３３の端面やプラネタリキャリア３４との間や、穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８との間に潤滑媒体の膜（油膜）を形成・保持しておくことが可能となる。従って、遊星歯車機構３０では、穴付ワッシャ３７とピニオンギヤ３３やプラネタリキャリア３４とを良好に相対回転させると共に穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８とを良好に相対回転させることができるので、ピニオンギヤ３３が極めて高い回転数で回転したとしてもピニオンギヤ３３とプラネタリキャリア３４との間に形成される摺動面で摩耗や焼き付きを抑制することが可能となる。
【００１９】
また、上記実施例では、ピニオンギヤ３３の一方の端面とプラネタリキャリア３４との間およびピニオンギヤ３３の他方の端面とプラネタリキャリア３４との間において、穴付ワッシャ３７がピニオンギヤ３３の端面側とプラネタリキャリア３４側とに１枚ずつ配置されると共に２枚の穴付ワッシャ３７の間に１枚の穴無ワッシャ３８が配置される。これにより、ピニオンギヤ３３とピニオンシャフト３６との間のニードルベアリング３５に作動流体が供給されると、当該作動流体の一部が各穴付ワッシャ３７の液溜穴３７ａ内に滞留することになり、一方の穴付ワッシャ３７とピニオンギヤ３３の端面との間や、他方の穴付ワッシャ３７とプラネタリキャリア３４との間、各穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８との間に油膜を良好に形成・保持することが可能となる。すなわち、穴付ワッシャ３７をピニオンギヤ３３側とプラネタリキャリア３４側とに１枚ずつ配置すれば、各穴付ワッシャ３７の液溜穴３７ａに潤滑媒体としての作動流体が流入し易くなるので、一方の穴付ワッシャ３７とピニオンギヤ３３の端面との間や、他方の穴付ワッシャ３７とプラネタリキャリア３４との間、穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８との間に油膜を良好に形成することが可能となる。そして、２枚の穴付ワッシャ３７の間に穴無ワッシャ３８を配置することにより、一方の穴付ワッシャ３７の液溜穴３７ａと他方の穴付ワッシャ３７の液溜穴３７ａとが連通することにより作動流体がピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間から流出してしまうことを抑制可能となり、それにより形成された油膜を良好に保持することが可能となる。なお、穴付ワッシャ３７および穴無ワッシャ３８の数は、上記実施例のものに限られず、ピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間に合計で４枚以上の穴付ワッシャ３７および穴無ワッシャ３８が配置されてもよい。また、穴付ワッシャ３７をピニオンギヤ３３側とプラネタリキャリア３４側との何れか一方に１枚のみ配置してもよい。
【００２０】
更に、上記実施例のように、穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８とを互いに異なる材料により形成すれば、穴付ワッシャ３７と穴無ワッシャ３８との摺動面における摩耗や焼き付きをより良好に抑制することが可能となる。また、液溜穴３７ａをピニオンギヤ３３の歯底円の内側で当該ピニオンギヤ３３と対向すると共にプラネタリキャリア３４の外周よりも内側で当該プラネタリキャリア３４と対向するように穴付ワッシャ３７の環状部に形成すれば、ピニオンギヤ３３の回転に伴って穴付ワッシャ３７が回転したときに液溜穴３７ａに流れ込んだ潤滑油等が径方向外方に流出し難くして、穴付ワッシャ３７とそれに対向する部材との間に良好に油膜を形成・保持しておくことが可能となる。
【００２１】
なお、ピニオンギヤ３３として、図４に示すように、はすば歯車を用いた場合、ピニオンギヤ３３には、その回転方向に応じて当該ピニオンギヤ３３を図中左側または右側の何れかに向けて押圧するスラスト力が作用することから、スラスト力によりプラネタリキャリア３４に対して押圧される側のピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間において摩耗や焼き付きに関する条件が厳しくなる。従って、スラスト力によりプラネタリキャリア３４に対して押圧される側のピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間に、上述のような穴付ワッシャ３７および穴無ワッシャ３８を配置すれば、ピニオンギヤ３３の端面とプラネタリキャリア３４との間に形成される摺動面で摩耗や焼き付きを良好に抑制することが可能となる。
【００２２】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、遊星歯車機構やそれを含む車載部品の製造産業等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例に係る遊星歯車機構３０を含む前後進切替機構２５を搭載した車両１０の概略構成図である。
【図２】実施例の遊星歯車機構３０を示す断面図である。
【図３】実施例の遊星歯車機構３０を示す要部拡大斜視図である。
【図４】実施例の遊星歯車機構３０を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  車両、２０  ケース、２１  エンジン、２３  トルクコンバータ、２５  前後進切替機構、２７  オイルポンプ、３０  遊星歯車機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３３  ピニオンギヤ、３３ａ  歯底円、３４  プラネタリキャリア、３４ａ，３６ａ，４１ａ  油路、３４ｏ  径方向外周端、３４ｘ，３４ｙ  キャリアカバー、３５  ニードルベアリング、３６  ピニオンシャフト、３７  穴付ワッシャ、３７ａ  液溜穴、３７ａ      液溜穴、３８、穴無ワッシャ、４０  ＣＶＴ、４１  インプットシャフト、４２  プライマリシャフト、５０  ギヤ機構、５５  デファレンシャルギヤ、６０  オイルパン、Ｂ１  ブレーキ、Ｃ１  クラッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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