JP5675878B2 - ピニオンの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、軸線まわりに回転する遊星歯車機構のキャリヤにピニオンを回転自在に支持するピニオンシャフトの内部に中空部を形成し、前記遊星歯車機構の径方向中央部から径方向外向きに供給されるオイルを、前記キャリヤに支持した環状のオイルキャッチャで捕捉して前記中空部内に案内し、前記中空部内から前記ピニオンシャフトを径方向に貫通する油孔を介して前記ピニオンの内周面に供給するピニオンの潤滑構造に関する。

遊星歯車機構のキャリヤにはピニオンシャフトを介してピニオンが回転自在に支持されており、ピニオンの内周面はピニオンシャフトの内部に形成した中空部から油孔を介して供給されるオイルで潤滑される。遊星歯車機構の径方向中央部から遠心力で径方向外向きに供給されるオイルを、オイルキャッチャ（環状レシーバあるいはガイド部材）で捕捉してピニオンシャフトの内部の中空部に供給するものが、下記特許文献１、２により公知である。

特許第４３５６３８２号公報 特開２０１０−６５７４１号公報

ところで、ピニオンシャフトを支持するキャリヤが遊星歯車機構の軸線まわりに回転すると、ピニオンシャフトの中空部に溜まったオイルに遠心力が作用する。ピニオンの内周面にオイルを安定的に供給するには、ピニオンシャフトの中空部に所定量のオイルを溜める必要があるが、中空部に必要以上のオイルが溜まると遠心力によって強い遠心油圧が発生し、その遠心油圧で中空部を閉塞するプラグあるいは中空部にオイルを導くオイルキャッチャが脱落したり、脱落したプラグまたはオイルキャッチャが回転している遊星歯車機構の部品と接触して損傷したりする可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、遊星歯車機構のピニオンシャフトの中空部に必要最小限のオイルを保持して過剰な遠心油圧が発生するのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、軸線まわりに回転する遊星歯車機構のキャリヤにピニオンを回転自在に支持するピニオンシャフトの内部に中空部を形成し、前記遊星歯車機構の径方向中央部から径方向外向きに供給されるオイルを、前記キャリヤに支持した環状のオイルキャッチャで捕捉して前記中空部内に案内し、前記中空部内から前記ピニオンシャフトを径方向に貫通する油孔を介して前記ピニオンの内周面に供給するピニオンの潤滑構造であって、前記ピニオンシャフトの軸端には前記中空部内に連通する開放口が形成され、前記軸線から前記開放口の径方向外端までの距離を前記軸線から前記中空部の径方向外端までの距離よりも小さく設定することで該中空部の径方向外端にオイル溜を形成し、前記オイル溜を前記開放口から前記オイルキャッチャの外周の径方向外側を通して外部空間に連通したことを特徴とするピニオンの潤滑構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記オイルキャッチャは前記ピニオンシャフトの軸端に形成した開口部内に挿入されるパイプ状のオイル案内部を備え、前記開放口は前記開口部の内周および前記オイル案内部の外周間に形成されることを特徴とするピニオンの潤滑構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記オイルキャッチャの外周部に前記開放口の一部を覆う突起部を設けたことを特徴とするピニオンの潤滑構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ピニオンシャフトの軸端から前記中空部内にプラグを圧入し、前記オイルキャッチャは前記ピニオンシャフトの軸端から前記プラグの中心に形成した開口部内に挿入されるパイプ状のオイル案内部を備え、前記開放口は前記開口部の内周および前記オイル案内部の外周間に形成されることを特徴とするピニオンの潤滑構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記オイルキャッチャは前記ピニオンシャフトの軸端に形成した開口部内に挿入されるパイプ状のオイル案内部を備え、前記開放口は前記開口部が形成される前記ピニオンシャフトの端壁を貫通する貫通孔で構成されることを特徴とするピニオンの潤滑構造が提案される。

請求項１の構成によれば、軸線まわりに回転する遊星歯車機構のキャリヤにピニオンを回転自在に支持するピニオンシャフトの内部に中空部を形成し、遊星歯車機構の径方向中央部から径方向外向きに供給されるオイルを、キャリヤに支持した環状のオイルキャッチャで捕捉して中空部内に案内し、中空部内からピニオンシャフトを径方向に貫通する油孔を介してピニオンの内周面に供給することで、ピニオンを潤滑することができる。

ピニオンシャフトの軸端には中空部内に連通する開放口が形成され、軸線から開放口の径方向外端までの距離を軸線から中空部の径方向外端までの距離よりも小さく設定することで該中空部の径方向外端にオイル溜を形成し、オイル溜を開放口からオイルキャッチャの外周の径方向外側を通して外部空間に連通したので、オイル溜に必要最小限のオイルを保持してピニオンの潤滑を確実に行うことができ、しかも余剰のオイルをオイル溜から開放口を介して外部空間に排出することができるので、オイル溜に溜まった過剰なオイルに作用する遠心力でオイルキャッチャ等が脱落したり損傷したりするのを未然に防止することができる。

また請求項２の構成によれば、オイルキャッチャはピニオンシャフトの軸端に形成した開口部内に挿入されるパイプ状のオイル案内部を備え、開放口は開口部の内周およびオイル案内部の外周間に形成されるので、オイルキャッチャのオイル案内部をピニオンシャフトの開口部に挿入するだけで開放口を自動的に構成することができる。

また請求項３の構成によれば、オイルキャッチャの外周部に開放口の一部を覆う突起部を設けたので、突起部の寸法を変更するだけで開放口の開口面積を簡単に調整することができる。

また請求項４の構成によれば、ピニオンシャフトの軸端から中空部内にプラグを圧入し、オイルキャッチャはピニオンシャフトの軸端からプラグの中心に形成した開口部内に挿入されるパイプ状のオイル案内部を備え、開放口は開口部の内周およびオイル案内部の外周間に形成されるので、オイルキャッチャのオイル案内部をプラグの開口部に挿入するだけで開放口を自動的に構成することができる。

また請求項５の構成によれば、オイルキャッチャはピニオンシャフトの軸端に形成した開口部内に挿入されるパイプ状のオイル案内部を備え、開放口は開口部が形成されるピニオンシャフトの端壁を貫通する貫通孔で構成されるので、開放口の寸法や位置を自由に設定することができる。

遊星歯車機構の縦断面図。（第１の実施の形態） 図１の２−２線断面図。（第１の実施の形態） オイルキャッチャの斜視図。（第１の実施の形態） 遊星歯車機構の縦断面図。（第２の実施の形態） 遊星歯車機構の縦断面図。（第３の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図３に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車用のトランスミッションの入力軸１１の外周にスリーブ１２がニードルベアリング１３，１３を介して相対回転可能に支持されており、スリーブ１２の外周にシングルピニオン型の遊星歯車機構１４が配置される。遊星歯車機構１４は、径方向内側に位置するサンギヤ１５と、径方向外側に位置するリングギヤ１６と、サンギヤ１５およびリングギヤ１６に径方向内外を挟まれたキャリヤ１７とからなる三つの回転要素を備える。キャリヤ１７は、入力軸１１の軸線Ｌを中心とする円周上に等間隔で配置された４個のピニオンシャフト支持孔１７ａ…を備えており、各ピニオンシャフト支持孔１７ａに軸線Ｌ方向に嵌合するピニオンシャフト１８がキャリヤ１７に圧入したピン１９で固定される。各ピニオンシャフト１８の外周にはピニオン２０がニードルベアリング２１を介して相対回転可能に支持されており、ピニオン２０は径方向内側に位置するサンギヤ１５および径方向外側に位置するリングギヤ１６に同時に噛合する。

入力軸１１の内部に軸線Ｌ方向に延びる油路１１ａが形成されており、この油路１１ａから複数の油孔１１ｂ…が入力軸１１を径方向外側に貫通し、更に入力軸１１の一つの油孔１１ｂを覆うスリーブ１２を油孔１２ａが径方向外側に貫通する。またサンギヤ１５の図中右端から図示せぬ油圧クラッチのクラッチドラム２２が径方向外側に延びており、クラッチドラム２２の径方向内端の近傍において、サンギヤ１５を油孔１５ａが径方向外側に貫通する。

筒状に形成されたピニオンシャフト１８の内部には軸線Ｌ方向に延びる円形断面の中空部１８ａが形成されており、中空部１８ａの図中左端の開口部はプラグ２３を圧入することで閉塞される。ピニオンシャフト１８の図中右端の端壁１８ｂには中空部１８ａと同軸に延びる円形断面の開口部１８ｃが貫通する。中空部１８ａの内径は開口部１８ｃの内径よりも大きくなっており、中空部１８ａおよび開口部１８ｃの間には段部１８ｄが形成される。その結果、入力軸１１の軸線Ｌから見たピニオンシャフト１８の径方向外端部において、軸線Ｌから開口部１８ｃの内周面までの距離Ｒａは、軸線Ｌから中空部１８ａの内周面までの距離Ｒｂよりも小さくなっている（図１参照）。

ピニオンシャフト１８は径方向に貫通する油孔１８ｅを備えており、この油孔１８ｅを介して中空部１８ａがピニオン２０を支持するニードルベアリング２１に連通する。ピニオンシャフト１８は複数の油孔１８ｅ…を備えていても良いが、少なくとも一つの油孔１８ｅは入力軸１１の軸線Ｌから見て径方向外端に配置される。

図１〜図３に示すように、入力軸１１の油路１１ａから供給されるオイルをピニオンシャフト１８の中空部１８ａに導くためのオイルキャッチャ２４が、キャリヤ１７の図中右側面に装着される。オイルキャッチャ２４は合成樹脂で一体成形された部材であり、軸線Ｌを囲む環状のオイル捕捉部２４ａと、オイル捕捉部２４ａの一側面に９０°間隔で配置されて軸線Ｌ方向に突出する４個のオイル案内部２４ｂ…と、オイル捕捉部２４ａの一側面に９０°間隔で配置されて軸線Ｌ方向に突出する４個の係止爪２４ｃ…とを備えており、オイル案内部２４ｂ…および係止爪２４ｃ…は４５°間隔で交互に配置される。

オイルキャッチャ２４のオイル捕捉部２４ａは径方向内側が開放するＵ字状断面を有しており、その内部空間にパイプ状のオイル案内部２４ｂ…が連通する。キャリヤ１７の図中右側面に形成した係止孔（不図示）に４個の係止爪２４ｃ…を圧入することで、キャリヤ１７にオイルキャッチャ２４が固定される。この状態で、オイルキャッチャ２４の４個のオイル案内部２４ｂ…は４個のピニオンシャフト１８…の開口部１８ｃ…を緩く貫通して中空部１８ａ…に内部に挿入される。

キャリヤ１７にオイルキャッチャ２４を装着した状態で、ピニオンシャフト１８の開口部１８ｃとオイルキャッチャ２４の外周の突起部２４ｄとの間に三日月状の開放口２５（図１および図２参照）が形成される。その結果、ピニオンシャフト１８の中空部１８ａにおける入力軸１１の軸線Ｌから最も遠い位置に、段部１８ｄにより塞き止められたオイル溜２６（図１参照）が形成され、このオイル溜２６は開放口２５を介して外部空間と連通することになる。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

図示せぬオイルポンプから供給されたオイルは、入力軸１１の油路１１ａから油孔１１ｂ…を介して流出し、その一部は入力軸１１の外周のニードルベアリング１３，１３を潤滑し、他の一部はスリーブ１２の油孔１２ａおよびサンギヤ１５の油孔１５ａを通過して、サンギヤ１５およびピニオン２０の噛合部等を潤滑する。またサンギヤ１５の油孔１５ａを通過したオイルの一部は、遊星歯車機構１４のキャリヤ１７およびクラッチドラム２２に挟まれた空間を径方向外側に流れた後、軸線Ｌまわりに回転するキャリヤ１７やクラッチドラム２２に沿って遠心力で径方向外側に飛散し、そこに開口するオイルキャッチャ２４のオイル捕捉部２４ａに捕捉される。

オイルキャッチャ２４のオイル捕捉部２４ａに捕捉されたオイルはオイル案内部２４ｂ…を介してピニオンシャフト１８…の中空部１８ａ…に流入し、中空部１８ａ…の内部で遠心力により軸線Ｌに対して径方向外側に付勢されることで、中空部１８ａの径方向外端のオイル溜２６に保持される。軸線Ｌから見て、ピニオンシャフト１８の開放口２５（開口部１８ｃ）の径方向外端までの距離Ｒａは、オイル溜２６の径方向外端までの距離Ｒｂよりも小さいので、それらの間の段部１８ｄが堰となってオイル溜２６に必要最小限のオイルが保持されることになる。

オイル溜２６に保持されたオイルは、遠心力でピニオンシャフト１８を貫通する油孔１８ｅを通過し、その外周に嵌合するピニオン２０を支持するニードルベアリング２１を確実に潤滑することができる。余剰となってオイル溜２６から溢れたオイルは、段部１８ｄを乗り越えて開口部１８ｃの開放口２５からピニオンシャフト１８の外部に排出され、遠心力で更に径方向外側に飛散して油圧クラッチ等の潤滑に供される。

ピニオンシャフト１８の中空部１８ａに過剰な量のオイルが保持されると、それに遠心力が作用して発生する大きな遠心油圧により、プラグ２３が中空部１８ａから脱落したり、オイルキャッチャ２４がキャリヤ１７から脱落したり、脱落したプラグ２３またはオイルキャッチャ２４が回転している遊星歯車機構１４の部品と接触して損傷したりする可能性があるが、本実施の形態によれば、オイル溜２６に必要最小限のオイルだけを保持することで、過剰な遠心油圧が作用するのを防止して上記問題を回避することができる。

また開放口２５は、ピニオンシャフト１８の軸端に形成した開口部１８ｃ内にオイルキャッチャ２４のオイル案内部２４ｂを挿入するだけで自動的に構成されるので、開放口２５を特別に機械加工する必要がなくなって加工コストが削減される。しかもオイルキャッチャ２４の外周部に開放口２５の一部を覆う突起部２４ｄを設けたので、突起部２４ｄの径方向寸法を変更するだけで開放口２５の開口面積を簡単に調整することができる。

第２の実施の形態

次に、図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、中空部１８ａがピニオンシャフト１８の軸線Ｌ方向両端面に貫通しており、図中左側の開口部がプラグ２３で閉塞されるが、第２の実施の形態では、ピニオンシャフト１８の中空部１８ａが行き止まりの孔で構成されており、図中右端の開口部にプラグ２３が圧入される。プラグ２３の中心には開口部２３ａが形成されており、オイルキャッチャ２４のオイル案内部２４ｂがプラグ２３の中心に開口部２３ａに緩く嵌合する。

本実施の形態では、入力軸１１の軸線Ｌから見て、プラグ２３の開口部２３ａの径方向外端とオイルキャッチャ２４のオイル案内部２４ｂの径方向外端との間に開放口２５が形成され、開放口２５よりも径方向外側の中空部１８ａ内にオイル溜２６が形成されることになる。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効果を達成することができる。

第３の実施の形態

次に、図５に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態は第１の実施の形態の変形であって、ピニオンシャフト１８の端壁１８ｂの開口部１８ｃが、第１の実施の形態よりも小径になっている。そして入力軸１１の軸線Ｌから見て、開口部１８ｃの径方向外端よりも更に径方向外側の端壁１８ｂに、軸線Ｌ方向に貫通する貫通孔１８ｆが形成される。この貫通孔１８ｆは開放口２５を構成するもので、貫通孔１８ｆの径方向外端と中空部１８ａの径方向外端との間の段部１８ｄによって中空部１８ａ内にオイル溜２６が区画される。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加えて、開放口２５の寸法や位置を自由に設定することができるという、更なる作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では、ピニオンシャフト１８の軸線Ｌ方向一端にオイルキャッチャ２４および開放口２５を纏めて配置しているが、軸線Ｌ方向一端にオイルキャッチャ２４を配置し、軸線Ｌ方向他端に開放口２５を配置しても良く、また軸線Ｌ方向一端にオイルキャッチャ２４を配置し、軸線Ｌ方向両端に開放口２５，２５を配置しても良く、軸線Ｌ方向両端にオイルキャッチャ２４，２４を配置し、軸線Ｌ方向一端に開放口２５を配置しても良い。

また遊星歯車機構１４のピニオンシャフト１８…の数は実施の形態の４個に限定されるものではない。

また実施の形態の遊星歯車機構１４はシングルピニオン型であるが、本発明はダブルピニオン型の遊星歯車機構に対しても適用することができる。

１４ 遊星歯車機構
１７ キャリヤ
１８ ピニオンシャフト
１８ａ 中空部
１８ｂ 端壁
１８ｃ 開口部
１８ｅ 油孔
１８ｆ 貫通孔
２０ ピニオン
２３ プラグ
２３ａ 開口部
２４ オイルキャッチャ
２４ｂ オイル案内部
２４ｄ 突起部
２５ 開放口
２６ オイル溜
Ｌ 軸線
Ｒａ 軸線から開放口の径方向外端までの距離
Ｒｂ 軸線から中空部の径方向外端までの距離

Claims (5)

1. 軸線（Ｌ）まわりに回転する遊星歯車機構（１４）のキャリヤ（１７）にピニオン（２０）を回転自在に支持するピニオンシャフト（１８）の内部に中空部（１８ａ）を形成し、前記遊星歯車機構（１４）の径方向中央部から径方向外向きに供給されるオイルを、前記キャリヤ（１７）に支持した環状のオイルキャッチャ（２４）で捕捉して前記中空部（１８ａ）内に案内し、前記中空部（１８ａ）内から前記ピニオンシャフト（１８）を径方向に貫通する油孔（１８ｅ）を介して前記ピニオン（２０）の内周面に供給するピニオンの潤滑構造であって、
   前記ピニオンシャフト（１８）の軸端には前記中空部（１８ａ）内に連通する開放口（２５）が形成され、前記軸線（Ｌ）から前記開放口（２５）の径方向外端までの距離（Ｒａ）を前記軸線（Ｌ）から前記中空部（１８ａ）の径方向外端までの距離（Ｒｂ）よりも小さく設定することで該中空部（１８ａ）の径方向外端にオイル溜（２６）を形成し、前記オイル溜（２６）を前記開放口（２５）から前記オイルキャッチャ（２４）の外周の径方向外側を通して外部空間に連通したことを特徴とするピニオンの潤滑構造。
2. 前記オイルキャッチャ（２４）は前記ピニオンシャフト（１８）の軸端に形成した開口部（１８ｃ）内に挿入されるパイプ状のオイル案内部（２４ｂ）を備え、前記開放口（２５）は前記開口部（１８ｃ）の内周および前記オイル案内部（２４ｂ）の外周間に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のピニオンの潤滑構造。
3. 前記オイルキャッチャ（２４）の外周部に前記開放口（２５）の一部を覆う突起部（２４ｄ）を設けたことを特徴とする、請求項２に記載のピニオンの潤滑構造。
4. 前記ピニオンシャフト（１８）の軸端から前記中空部（１８ａ）内にプラグ（２３）を圧入し、前記オイルキャッチャ（２４）は前記ピニオンシャフト（１８）の軸端から前記プラグ（２３）の中心に形成した開口部（２３ａ）内に挿入されるパイプ状のオイル案内部（２４ｂ）を備え、前記開放口（２５）は前記開口部（２３ａ）の内周および前記オイル案内部（２４ｂ）の外周間に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のピニオンの潤滑構造。
5. 前記オイルキャッチャ（２４）は前記ピニオンシャフト（１８）の軸端に形成した開口部（１８ｃ）内に挿入されるパイプ状のオイル案内部（２４ｂ）を備え、前記開放口（２５）は前記開口部（１８ｃ）が形成される前記ピニオンシャフト（１８）の端壁（１８ｂ）を貫通する貫通孔（１８ｆ）で構成されることを特徴とする、請求項１に記載のピニオンの潤滑構造。

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