JP2008089078A

JP2008089078A - ピニオンシャフト及び自動変速機

Info

Publication number: JP2008089078A
Application number: JP2006270487A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takaira; 隆高井良
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】耐久性を向上させたピニオンシャフト及び自動変速機を提供する。
【解決手段】キャリヤ４ｄ、４ｄとニードル軸受１０との間に配置されたワッシャ４ｇ、４ｇに対向する第２吐出口４ｈ、４ｋと、外部から供給された潤滑油を第２吐出口４ｈ、４ｋに給送する給油路４ｆとを設けたので、給油路４ｆを介して外部から潤滑油を供給することにより、第２吐出口４ｈ、４ｋからワッシャ４ｇ、４ｇに対して適量の潤滑剤を供給でき、それによりワッシャ４ｇ、４ｇ、ピニオンシャフト４ｅ、キャリヤ４ｄ、４ｄの早期摩耗を低減し、焼き付け等の不具合を未然に防止することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば自動変速機用遊星歯車機構や無段変速機等に用いられると好適なピニオンシャフト及びそれを用いた自動変速機に関する。

例えば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、ラジアルニードル軸受は、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、遊星歯車機構の遊星歯車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）。
特開２００５−２５６８５７号公報

ここで、遊星歯車機構において、プラネタリギヤはピニオンシャフトに対してラジアルニードル軸受により回転自在に支持されている。しかるに、遊星歯車機構のプラネタリギヤは、伝達効率向上のために、はすば歯車を用いられていることが多いが、その特性上、動力伝達時にスラスト力が生じる。このようなスラスト力が生じると、プラネタリギヤはキャリヤに向かって押圧され、プラネタリギヤの端面とキャリヤとが摺動し合うため、一般的には、プラネタリギヤとキャリヤとの間にワッシャを挿入している。ところが近年は、性能向上に伴って、ギヤの回転数や伝達トルクが増大しているため、前記スラスト力や前記摺動速度が増大し、キャリヤ、ワッシャ、プラネタリギヤの早期摩耗、焼付きが生じる恐れがある。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させたピニオンシャフト及び自動変速機を提供することを目的とする。

本発明のピニオンシャフトは、遊星歯車機構のキャリヤに取り付けられ、転がり軸受を支持するピニオンシャフトにおいて、
前記キャリヤと前記転がり軸受との間に配置されたワッシャに対向する吐出口と、外部から供給された潤滑剤を前記吐出口に給送する給油路とを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、前記キャリヤと前記転がり軸受との間に配置されたワッシャに対向する吐出口と、外部から供給された潤滑剤を前記吐出口に給送する給油路とを設けたので、前記給油路を介して外部から潤滑剤を供給することにより、前記吐出口から前記ワッシャに対して適量の潤滑剤を供給でき、それによりワッシャ、ピニオンシャフト、キャリヤの早期摩耗を低減し、焼き付け等の不具合を未然に防止することができる。尚、前記給油路を、前記転がり軸受を潤滑するための潤滑剤の供給路と共用する場合、潤滑バランスをとるために、前記吐出口の断面積を、前記転がり軸受に向かって潤滑剤を吐出する開口の断面積よりも小さくすることが望ましい。

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遊星歯車機構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。

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、外歯を有する太陽ギヤ４ｂと、リングギヤ４ａ及び太陽ギヤ４ｂに噛合する３つの遊星歯車４ｃと、３つのピニオンシャフト４ｅにより遊星歯車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。

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、遊星歯車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、遊星歯車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、遊星歯車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、遊星歯車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。

図４は、本実施の形態のピニオンシャフトを含む遊星歯車機構にニードル軸受を組み込んだ状態で示す図である。図４に示すように、転がり軸受であるニードル軸受１０は、ピニオンシャフト（内輪）４ｅと遊星歯車（外輪）４ｃとの間に配置され、ピニオンシャフト４ｅに対して遊星歯車４ｃを回転自在に支持している。ニードル軸受１０は、複数のころ１１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の両端を支持するキャリヤ４ｄ、４ｄと、保持器１２との間には、ドーナツ板状のワッシャ４ｇ、４ｇが配置されている。遊星歯車４ｃの回転に伴い、ワッシャ４ｇ、４ｇは保持器１２及びキャリヤ４ｄ、４ｄに対して摺動するようになっている。尚、保持器１２は外輪案内で用いられる。

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袋孔状に延在した給油路４ｆと、それぞれ給油路４ｆから半径方向に延在し且つころ１１の中央に向かって開口した第１吐出口４ｉと、給油路４ｆから半径方向に延在し且つワッシャ４ｇ、４ｇの内径面に向かって開口した第２吐出口４ｈ、４ｋとが形成されている。第１吐出口４ｉの内径Ｂは、第２吐出口４ｈ、４ｋの内径Ａ，Ｃより大きく（Ｂ＞Ａ、Ｂ＞Ｃ）なっている。給油路４ｆの開放端は、不図示の潤滑油配管系に接続され、外部から潤滑油を供給されるようになっている。

本実施の形態によれば、キャリヤ４ｄ、４ｄとニードル軸受１０との間に配置されたワッシャ４ｇ、４ｇに対向する第２吐出口４ｈ、４ｋと、外部から供給された潤滑油を第２吐出口４ｈ、４ｋに給送する給油路４ｆとを設けたので、給油路４ｆを介して外部から潤滑油を供給することにより、第２吐出口４ｈ、４ｋからワッシャ４ｇ、４ｇに対して適量の潤滑油を供給でき、それによりワッシャ４ｇ、４ｇ、ピニオンシャフト４ｅ、キャリヤ４ｄ、４ｄの摺動部を潤滑して早期摩耗を低減し、焼き付け等の不具合を未然に防止することができる。更に、第１吐出口４ｉの内径Ｂは、第２吐出口４ｈ、４ｋの内径Ａ，Ｃより大きくなっているので、より潤滑条件が厳しいころ１２の軌道面への潤滑油量を低下させないようにして、良好な潤滑バランスを確保することができる。

尚、ここでは第２吐出口４ｈ、４ｋの内径を等しく（Ａ＝Ｃ）しているが、奥側の第２吐出口４ｈの内径Ａを入口側の第２吐出口４ｋの内径Ｃよりも大きく（Ａ＞Ｃ）しても良い。それにより、第２吐出口４ｈ、４ｋ間の潤滑油供給バランスを図ることができる。

図５は、第２の実施の形態にかかるピニオンシャフトを含む遊星歯車機構にニードル軸受を組み込んだ状態で示す図である。本実施の形態においては、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袋孔状に延在した第１の給油路４ｆに平行して、同様に袋孔状に延在した第２の給油路４ｆ’が形成されている。第２吐出口４ｈ、４ｋは、第２の給油路４ｆ’から半径方向に延在し且つワッシャ４ｇ、４ｇの内径面に向かって開口してなる。給油路４ｆ、４ｆ’の開放端は、それぞれ不図示の潤滑油配管系に接続され、外部から潤滑油を供給されるようになっている。

上述の実施の形態では、ニードル軸受１０への給油と、ワッシャ４ｇ、４ｇへの給油とを、共通の給油路４ｆを介して供給された潤滑油を用いて行っているのに対し、本実施の形態においては、ワッシャ４ｇ、４ｇの給油を独立した給油路４ｆ’を介して行っている。本実施の形態によれば、ニードル軸受１０への給油量と、ワッシャ４ｇ、４ｇへの給油量とを独立して調整できる。例えば給油路４ｆの内径を給油路４ｆ’の内径より大きくすることで、ニードル軸受１０には多量の潤滑油を供給し、ワッシャ４ｇ、４ｇには少量の潤滑油を供給するなどすれば、潤滑バランスを最適化できる。

以上、本発明を実施の形態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されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ニードル軸受は、自動車用の変速機に限らず、カークーラコンプレッサなど、各種の機械に適用できる。

本実施の形態にかかる遊星歯車機構を含む車両の自動変速機の断面図である。遊星歯車機構４の分解図である。遊星歯車機構の作動原理を示す図である。本実施の形態のピニオンシャフトを含む遊星歯車機構にニードル軸受を組み込んだ状態で示す図である。別の実施の形態のピニオンシャフトを含む遊星歯車機構にニードル軸受を組み込んだ状態で示す図である。

符号の説明

１自動変速機
４〜６遊星歯車機構
４ｆピニオンシャフト
１０針状ころ軸受
１１ころ
１２保持器

Claims

遊星歯車機構のキャリヤに取り付けられ、転がり軸受を支持するピニオンシャフトにおいて、
前記キャリヤと前記転がり軸受との間に配置されたワッシャに対向する吐出口と、外部から供給された潤滑剤を前記吐出口に給送する給油路とを設けたことを特徴とするピニオンシャフト。
請求項１に記載のピニオンシャフトを備えた遊星歯車機構を有することを特徴とする自動変速機。