JP2007138975A - 遊星歯車装置の潤滑機構 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が単純であり、しかも車両の牽引時においても適宜、潤滑油が供給されることで焼付きが阻止される遊星歯車装置の潤滑機構を提供する。
【解決手段】ワッシャ６２、６４の内周面には、周方向の環状の油溜溝７４が設けられることにより、車両の牽引時においては、車両の駆動輪側から変速機１０の遊星歯車装置１６が回転させられ、回転に伴い潤滑油が必要となるが、環状の油溜溝７４から潤滑油が適宜、遊星歯車装置１６内に供給されるため、遊星歯車装置１６の焼付きが阻止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用駆動装置に備えられている遊星歯車装置の潤滑機構に関するものである。

従来、車両用自動変速機内には複数個の遊星歯車装置が設けられており、遊星歯車装置を構成するサンギヤ、キャリヤおよびリングギヤの連結関係によって複数の変速段が成立させられる。この遊星歯車装置には、キャリヤによって保持されたピニオンシャフトにベアリングを介して回転可能に支持されているピニオンギヤが備えられており、車両の駆動中は、特にこのピニオンギヤが高速で回転させられる。このため、この高速回転によって摩擦熱が発生するが、この摩擦熱によるベアリング等の焼付きを防止するため、遊星歯車装置内に冷却液として機能する潤滑油を効率よく供給する様々な潤滑機構が提案されてきた。

たとえば、従来の遊星歯車装置の潤滑機構では、ピニオンシャフトの軸心内に穴開け加工を施し、さらに、その穴からピストンシャフトの外周面に連通する潤滑油穴をもうけ、車両の駆動時は潤滑油が、ピニオンシャフトの軸穴を通ってピニオンシャフトの外周面に設けられた潤滑油穴の開口部から放出され、ベアリング等を潤滑する形式のものがあった。

このような遊星歯車装置の潤滑機構では、車両の駆動時においては、効果的に潤滑油が供給されるが、たとえば、車両が牽引されるような場合は、エンジンが作動しないためオイルポンプも同様に作動せず、潤滑油の供給が停止する。さらに車両の牽引時は、車両の駆動輪側から遊星歯車装置が回転させられるが、潤滑油が供給されないため、最悪の場合、遊星歯車装置が焼付く恐れがあった。

この問題に対し、特許文献１では、遊星歯車装置のキャリヤ内部に潤滑油の貯留空間を設け、車両の牽引時はその貯留空間に溜められた潤滑油が一定時間、遊星歯車装置内に供給される技術が開示されている。しかし、特許文献１を含む前述のような構成の潤滑機構は、ピニオンシャフトに穴開け加工を施し、しかもピニオンシャフトの組付けには、潤滑油穴の開口部が径方向外側を向くように規制しなければならないなど、遊星歯車装置の構造が複雑化し、生産コストが上昇するという問題があった。

一方、特許文献２には、ワッシャにの内周面から外周面にかけて伸びる切欠が設けられ、その切欠を介して潤滑油が供給されることで、前述の潤滑機構に比べて構造が単純で生産性が向上した遊星歯車装置の潤滑機構が開示されている。しかし、車両の牽引時においては潤滑油が供給されないため、遊星歯車装置が焼付く恐れがあり、車両の牽引時には適さない問題があった。また、特許文献３においては、ワッシャとピニオンシャフトとの間に油溜め用空間が設けられているものの、たとえば長時間車両を放置した後に牽引するような場合でも安定して油が貯留されているような油溜め空間ではなく、特許文献２と同様に、車両の牽引時には適さないという問題があった。

実用新案登録第２５８６６０７号公報 特開２００１−１２４１５７号公報 実開平５−６９４３６

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、構造が単純であり、しかも車両の牽引時においても適宜、潤滑油が供給されることで焼付きが阻止される遊星歯車装置の潤滑機構を提供する。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）遊星歯車装置のキャリヤと、該キャリヤに保持されたピニオンシャフトと、該ピニオンシャフトにベアリングを介して回転可能に支持されているピニオンギヤと、該ピニオンギヤと前記キャリヤとの間に介在する状態で前記ピニオンシャフトに嵌め付けられたワッシャと、を備えた車両用駆動装置の遊星歯車装置であって、（ｂ）前記ワッシャの内周面には、周方向の環状の油溜溝が設けられていることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１に記載の遊星歯車装置の潤滑機構において、前記環状溝は、２枚のワッシャで構成され、それぞれ該ワッシャの内周面の一端側には環状の切欠が設けられ、前記２枚のワッシャの該切欠が設けられた側の面が互いに重なり合って、前記環状の油溜溝が形成されることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項２に記載の遊星歯車装置の潤滑機構において、前記２枚のワッシャはそれぞれ異なる材質の金属で構成されていることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３の何れかに記載の遊星歯車装置の潤滑機構において、（ａ）前記キャリヤの前記ピニオンシャフトを保持している穴の内周面の前記キャリヤを回転中心とした外周側には、潤滑油をベアリングに供給するために厚み方向に貫通する第１の潤滑油穴が設けられ、（ｂ）前記ワッシャの内周面には、前記キャリヤの第１の潤滑油穴から供給された潤滑油を前記ベアリングに供給するために厚み方向に貫通する第２の潤滑油穴が設けられ、（ｃ） 前記キャリヤの前記ピニオンギヤ側とは反対側の面には、前記第１の潤滑油穴を通して前記環状の油溜溝に連通し、且つ内周側に開口する環状の油受溝を形成する環状の油受板が設けられていることを特徴とする。

請求項１の遊星歯車装置の潤滑機構によれば、車両の牽引時においては、車両の駆動輪側から変速機の遊星歯車装置が回転させられ、回転に伴い潤滑油が必要となるが、前記環状の油溜溝から潤滑油が適宜、遊星歯車装置内に供給されるため、遊星歯車装置の焼付きが阻止される。

また、請求項２の遊星歯車装置の潤滑機構によれば、前述の効果に加え、前記油溜溝は、２枚のワッシャで構成されることで、油溜溝の加工が容易となり、生産性が向上する。さらに、ピニオンギヤと一方のワッシャ、一方のワッシャと他方のワッシャ、他方のワッシャとキャリヤとは互いに接触し合うと共に、相対回転しあうが、ワッシャを一枚だけ設けた場合と比較して、各部材間の相対回転数が減少するため、各部材間の摩耗や発熱が抑制され、遊星歯車装置の耐久性が向上する。

また、請求項３の遊星歯車装置の潤滑機構によれば、２枚のワッシャはそれぞれ異なる材質の金属材料で構成されることにより、前述の効果に加え、ピニオンギヤに接する側のワッシャはたとえば鋼材などの比較的摩耗に強い金属材料を適用することができ、遊星歯車装置の耐久性がさらに向上する。

また、請求項４の遊星歯車装置の潤滑機構によれば、遠心力によって飛ばされた潤滑油は、前記油受板によって前記第１の潤滑油穴および第２の潤滑油穴を経由して遊星歯車装置内に供給されるため、効率よく潤滑されると共に、第２の潤滑油穴に連通する油溜溝にも効率よく潤滑油が貯留される。また、前記キャリヤの前記ピニオンシャフトを保持している穴の内周面において、キャリヤを回転中心とした外周側に、第１の潤滑油穴が設けられているため、車両が停止した際、遊星歯車装置が地面を基準としてキャリヤの回転軸よりも下部に位置した時は、第１の潤滑油穴が地面を基準としてピニオンシャフトよりも下方に位置するため、重力によって落下する潤滑油が油受板から第１の潤滑油穴を通って効率よく油溜溝に貯留される。一方、遊星歯車装置が地面を基準としてキャリヤの回転軸よりも上部に位置したときでも、第１の潤滑油穴は地面を基準としてピニオンシャフトよりも上部に位置するため、貯留された潤滑油が第１の潤滑油穴から流出せず、潤滑油が確実に油溜溝内に貯留される。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された車両用自動変速機１０（以後は変速機１０と記載する）の構成を詳細に説明する断面図である。変速機１０は、図示しないエンジンと駆動輪との間に配置され、エンジンから伝達される回転を変速させて駆動輪に伝達する。なお、図１の変速機１０は軸心Ｃに対して対称に構成されているため、その下側が省略されている。

変速機１０は、車両に取り付けられる非回転部材であるハウジングケース１２（以後はケース１２と記載する）内に、図示しないエンジンの出力がトルクコンバータを介して伝達される入力軸１４と、その入力軸１４の軸心Ｃと同心状に配置された遊星歯車装置１６とを備えている。なお、遊星歯車装置１６はダブルピニオン型の遊星歯車装置となっており、図示しないもう一方のピニオンギヤによって遊星歯車装置１６のリングギヤ４２と噛み合っている。

入力軸１４は、たとえば軸受１８など複数の軸受によって回転可能に支持されており、径方向外側に伸びる鍔部１４ａを備えている。なお、この鍔部１４ａの軸心方向の両側は、スラスト軸受２０および２２が当接しており、鍔部１４ａからのスラスト力を受けている。この鍔部１４ａの外周縁には、遊星歯車装置１６のキャリヤ２４の一端側が溶接によって接続されており、入力軸１４からの回転が変速されることなくキャリヤ２４に伝達される。

遊星歯車装置１６のサンギヤ２６の内周面は、ケース１２に接続されることにより非回転部材として機能する円筒部材２８の外周面とスプライン嵌合されることで、サンギヤ２６も同様に非回転部材として機能する。

遊星歯車装置１６のキャリヤ２４は前述のように、入力軸１４と一体的に回転駆動させられる。さらにキャリヤ２４の軸心方向の一端側が入力軸１４の鍔部１４ａに接続されていると共に、キャリヤ２４の他端側には、キャリヤ２４の外周縁から径方向外側に伸びると共にその外周縁から軸心と平行な円筒部を備えたハブ部２４ａが設けられている。

ハブ部２４ａの外周面には、複数枚の摩擦プレート３０が軸心方向の移動可能にスプライン嵌合されている。また、その摩擦プレート３０の間に介在させられたもう一方の複数枚の摩擦プレート３２が、小ドラム３４に軸心方向の移動可能にスプライン嵌合されている。これら複数枚の摩擦プレート３０および３２によって摩擦係合要素３６が構成されている。

前記小ドラム３４は、二重円筒状の一端が開口し他端が底壁を有する部材であり、この二重円筒によって形成された円周溝内には、摩擦係合要素３６を押圧するためのピストン３８が配置されている。このピストン３８が油圧によって移動させられ、摩擦係合要素３６を押圧すると、遊星歯車装置１６のキャリヤ２４と小ドラム３４とが係合させられ、小ドラム３４に回転が伝達される。さらに、小ドラム３４を覆うように大ドラム４０が配置されており、小ドラム３４と大ドラム４０とは互いにスプライン嵌合されているため、大ドラム４０にも同様に回転が伝達される。なお、この大ドラム４０も二重円筒状の一端が開口し他端が底壁を有する部材である。

遊星歯車装置１６のリングギヤ４２は、サンギヤ２６にピニオンギヤ４４を介して噛み合わされている。リングギヤ４２の外周面には、複数枚の摩擦プレート３０が軸心方向の移動可能にスプライン嵌合されている。また、その摩擦プレート３０の間に介在させられたもう一方の摩擦プレート３２が、大ドラム４０の内周面に軸心方向の移動可能にスプライン嵌合されている。これら摩擦プレート３０および３２によって摩擦係合要素４６が構成されている。大ドラム４０の二重円筒によって形成された円周溝には、摩擦係合要素４６を押圧するためのピストン４８が収容されている。ピストン４８により摩擦係合要素４６が係合されると、リングギヤ４２の回転が大ドラム４０に伝達される。また、リングギヤ４２は、回転伝達部材５０にも連結されており、回転伝達部材５０および大ドラム４０の回転は、変速機１０の図示しない他の回転要素に伝達される。

図２は、図１の遊星歯車装置１６を拡大した断面図である。なお遊星歯車装置１６が本発明の遊星歯車装置に対応している。遊星歯車装置１６のピニオンシャフト５２は、図１の軸心Ｃを回転中心とするキャリヤ２４の両端に設けられた、一対の固定穴５４に圧入されており、相対回転不能に固定されている。このピニオンシャフト５４の外周面にはピニオンギヤ４４がニードルベアリング５６を介して回転可能に嵌め付けられている。なお、キャリヤ２４は、図２においてピニオンギヤの両側に分離されているが、ピニオンギヤ４４が配置されていないキャリヤ２４の周方向の他の部位では、両側のキャリヤ２４が一体的に連結されている。なお、ニードルベアリング５６が、本発明のベアリングに対応する。

また、ハブ部２４ａ側に連結されている側のキャリヤ２４のピニオンシャフト４４を保持している固定穴５４のキャリヤ２４の回転中心である軸心Ｃから見て外周側には、潤滑油をニードルベアリング５６に供給するため、キャリヤ２４の厚み方向に貫通する断面が半円状の第１貫通穴５７がキャリヤ２４およびピニオンシャフト５２によって形成されている。なお、第１貫通穴５７が本発明の第１の潤滑油穴に対応する。

ピニオンギヤ４４の回転軸心方向の両側とキャリヤ２４との間には、それぞれ２枚のワッシャが介在されている。ここで、入力軸１４の鍔部１４ａが接続されている側のキャリヤ２４とピニオンギヤ４４の間には、ワッシャ５８および６０がピニオンシャフト５２に嵌め付けられている。これらワッシャ５８および６０は、たとえばワッシャ５８が銅合金で構成され、ワッシャ６０が鋼材で構成されており、２枚のワッシャ５８、６０はそれぞれ異なる材質の金属材料で構成されている。

一方、ハブ部２４ａが接続されている側のキャリヤ２４とピニオンギヤ４４との間にはワッシャ６２および６４がピニオンシャフト５２に嵌め付けられている。これらワッシャ６２および６４は、たとえばワッシャ６２が銅合金で構成され、ワッシャ６４が鋼材で構成されており、それぞれ異なる材質の金属材料で構成されている。

図３は、ワッシャ６２および６４の構造を説明する拡大図であり、図４は図３のワッシャ６２を矢印Ａの方向からみた矢視図である。図３より、ワッシャ６２の内周面の一端側には環状の切欠６８が設けられている。この切欠６８によって、図４に示される軸心方向に凹んだ切欠面６８ａが形成される。また、図４より、ワッシャ６２には、ピニオンシャフト５２が嵌め付けられる軸穴６９の円周上に断面が略半円状の貫通溝７０が等角度間隔に４つ設けられている。なおこの軸穴６９にピニオンシャフト５２が嵌め付けられることによって、キャリヤ２４の第１貫通穴５７から供給された潤滑油をニードルベアリング５６に供給するためにワッシャ６２の厚み方向に貫通する図２に示される第２貫通穴７２が形成される。なお、ワッシャ６４は構成される材料がワッシャ６２と異なるだけであり、形状は共に同形状であるため、ワッシャ６４にも同様に切欠６８、軸穴６９、および貫通溝７０が設けられている。なお、第２貫通穴７２が本発明の第２の潤滑油穴に対応する。

また、組付の際には、図３のようにワッシャ６２および６４の切欠６８が設けられた側の面が互いに重なり合うように組み付けられる。これにより、ワッシャ６２および６４の当接部には、環状の油溜溝７４が形成される。

図２に戻り、ハブ部２４ａが設けられている側のキャリヤ２４のピニオンギヤ４４側とは反対側の面には、第１貫通穴５７を通して環状の油溜溝７４に連通し、且つ内周側に向けて開口する環状の油受溝７６を形成する環状の油受板７８が設けられている。この油受板７８は、たとえば、スポット溶接によってキャリヤ２４に一体的に固定されている。

このように構成される変速機１０において、入力軸１４が図示しないエンジンによって回転駆動させられると、遊星歯車装置１６内にはピニオンギヤ４４の高速回転によって摩擦熱が発生させられる。この摩擦熱に対して、図１に示される入力軸１４の軸心内に形成されている潤滑油供給穴８０から径方向に形成されている潤滑油供給孔８２通って潤滑油が変速機１０内に供給される。この潤滑油は遠心力によって径方向外側に放出され、軸受１８およびスラスト軸受２０を潤滑し、遊星歯車装置１６のサンギヤ２６およびピニオンギヤ４４の噛合部８４の間隙を経由して、油受板７８によって効率よく遊星歯車装置１６内に供給される。この油受板７８によって供給された潤滑油は、図２に示す第１貫通穴５７および第２貫通穴７２を経由してニードルベアリング５６を効果的に潤滑し、摩擦熱が冷却され、一部の潤滑油は、図２においては軸心Ｃに接近する側の油溜溝７４に貯留される。

また、車両が停止すると、たとえば遊星歯車装置１６が図２に示されるような地面を基準として軸心Ｃよりも上方に位置する場合は、第１貫通穴５７が地面を基準としてピニオンシャフト５２の軸心Ｄよりも常に上方に位置するため、第１貫通穴５７からの潤滑油の流出が阻止され、長時間の潤滑油の貯留を可能にしている。

一方、たとえば、車両が停止し、図５に示されるように遊星歯車装置１６が地面を基準として軸心Ｃよりも下方に位置する場合は、重力によって落下する潤滑油を油受板７８が受ける形状となるため、多量の潤滑油が第１貫通穴５７を通って油溜溝７４に貯留されると共に、長時間の潤滑油の貯留を可能にしている。このように、車両が停止した際に、遊星歯車装置１６がどの位置にあっても、確実に潤滑油を油溜溝７４に貯留することができ、しかも、長時間貯留できる構造となっている。なお、この油溜溝７４に貯留された潤滑油が、車両の牽引時に遊星歯車装置１６が車両の駆動輪からの入力によって回転させられた際に、遊星歯車装置１６内に供給される。

上述のように、本実施例によれば、ワッシャ６２、６４の内周面には、周方向の環状の油溜溝７４が設けられることにより、車両の牽引時においては、車両の駆動輪側から変速機１０の遊星歯車装置１６が回転させられ、回転に伴い潤滑油が必要となるが、環状の油溜溝７４から潤滑油が適宜、遊星歯車装置１６内に供給されるため、遊星歯車装置１６の焼付きが阻止される。

また、本実施例によれば、油溜溝７４は、２枚のワッシャ６２、６４で構成されることで、油溜溝７４の加工が容易となり、生産性が向上する。さらに、ピニオンギヤ４４と一方のワッシャ６２、一方のワッシャ６２と他方のワッシャ６４、他方のワッシャ６４とキャリヤ２４とは互いに接触し合うと共に、相対回転しあうが、ワッシャを一枚だけ設けた場合と比較して、各部材間の相対回転数が減少するため、各部材間の摩耗や発熱が抑制され、遊星歯車装置１６の耐久性が向上する。

また、本実施例によれば、２枚のワッシャ（５８、６０および６２、６４）はそれぞれ異なる材質の金属材料で構成されることにより、ピニオンギヤ４４に接する側のワッシャ６０、６４はたとえば鋼材などの比較的摩耗に強い金属材料を適用することができ、遊星歯車装置１６の耐久性がさらに向上する。

また、本実施例によれば、遠心力によって飛ばされた潤滑油は、油受板７８によって第１貫通穴５７および第２貫通穴７２を経由して遊星歯車装置１６内に供給されるため、効率よく潤滑油が供給されると共に、第２貫通穴７２に連通する油溜溝７４にも効率よく潤滑油が貯留される。また、キャリヤ２４のピニオンシャフト４４を保持している固定穴５４の内周面において、キャリヤ２４を回転中心とした外周側に、第１貫通穴５７が設けられているため、車両が停止した際、遊星歯車装置１６が地面を基準としてキャリヤ２４の回転軸心Ｃよりも下部に位置した時は、第１貫通穴５７が地面を基準としてピニオンシャフト５２の軸心Ｄよりも下方に位置するため、重力によって落下する潤滑油が油受板７８から第１貫通穴５７を通って効率よく油溜溝７４に貯留される。一方、遊星歯車装置１６が地面を基準としてキャリヤ２４の回転中心よりも上部に位置したときでも、第１貫通穴５７は地面を基準としてピニオンシャフト５２の軸心Ｄよりも上部に位置するため、貯留された潤滑油が第１貫通穴５７から流出することなく、潤滑油が確実に油溜溝７４内に貯留される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、本実施例の遊星歯車装置１６では、ピニオンギヤ４４の一方側のワッシャ６２、６４に油溜溝７４が設けられているが、油溜溝７４を他方側のワッシャ５８、６０に設けることでも実施可能であり、ピニオンギヤ４４の両側に油溜溝７４を設けて実施することもできる。

本実施例の遊星歯車装置１６は、潤滑油は、油受板７８から供給されるが、従来の遊星歯車装置のように、ピニオンシャフト５２内からピニオンギヤ４４の内周面に向かって潤滑油が供給され、ワッシャ６２、６４に油溜溝７４が設けられていても本発明は実施することができる。すなわち、潤滑油の供給方法はどのような形式でも、潤滑油が油溜溝７４に貯留されるため、車両牽引時の潤滑油の供給が可能となる。

また、本実施例の油溜溝７４は、２枚のワッシャ６２、６４を重ね合わせることで形成されるが、必ずしも２枚のワッシャで構成する必要はなく、１枚のワッシャで構成することもでき、３枚以上のワッシャで油溜溝７４を形成することもできる。

また、本実施例のワッシャは、隣り合うワッシャ同士が異なる金属材料で構成されているが、同種の金属材料で構成して実施することもできる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された車両用自動変速機の構成を詳細に説明する断面図である。 図１の遊星歯車装置を拡大した断面図である。 図２のワッシャの構造を説明する拡大図である。 図３のワッシャを矢印Ａの方向からみた矢視図である。 図２の遊星歯車装置がキャリヤの回転軸よりも下方に位置した場合の断面図である。

符号の説明

１０：車両用自動変速機 １６：遊星歯車装置 ２４：キャリヤ ４４：ピニオンギヤ ５２：ピニオンシャフト ５６：ニードルベアリング（ベアリング） ５７：第１貫通穴（第１の潤滑油穴） ５８、６０、６２、６４：ワッシャ ６８：切欠 ７２：第２貫通穴（第２の潤滑油穴） ７４：油溜溝 ７６：油受溝 ７８：油受板

Claims (4)

1. 遊星歯車装置のキャリヤと、該キャリヤに保持されたピニオンシャフトと、該ピニオンシャフトにベアリングを介して回転可能に支持されているピニオンギヤと、該ピニオンギヤと前記キャリヤとの間に介在する状態で前記ピニオンシャフトに嵌め付けられたワッシャと、を備えた車両用駆動装置の遊星歯車装置であって、
   前記ワッシャの内周面には、周方向の環状の油溜溝が設けられていることを特徴とする遊星歯車装置の潤滑機構。
2. 前記環状溝は、２枚のワッシャで構成され、それぞれ該ワッシャの内周面の一端側には環状の切欠が設けられ、
   前記２枚のワッシャの該切欠が設けられた側の面が互いに重なり合って、前記環状の油溜溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置の潤滑機構。
3. 前記２枚のワッシャはそれぞれ異なる材質の金属で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車装置の潤滑機構。
4. 前記キャリヤの前記ピニオンシャフトを保持している穴の内周面の前記キャリヤを回転中心とした外周側には、潤滑油をベアリングに供給するために厚み方向に貫通する第１の潤滑油穴が設けられ、
   前記ワッシャの内周面には、前記キャリヤの第１の潤滑油穴から供給された潤滑油を前記ベアリングに供給するために厚み方向に貫通する第２の潤滑油穴が設けられ、
   前記キャリヤの前記ピニオンギヤ側とは反対側の面には、前記第１の潤滑油穴を通して前記環状の油溜溝に連通し、且つ内周側に開口する環状の油受溝を形成する環状の油受板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の遊星歯車装置の潤滑機構。

Images