JP5499451B2 - Roller bearing of planetary gear mechanism - Google Patents
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Description
この発明は遊星歯車機構のころ軸受に関する。 The present invention relates to a roller bearing for a planetary gear mechanism.
遊星歯車機構において、遊星歯車(プラネタリギヤ)は、キャリアに組み付けられる中心軸の外周にころ軸受を介して回転可能に支持される。そして、遊星歯車は、太陽歯車(サンギヤ)とリングギヤとの相互に噛み合った状態で、中心軸回りに自転しながら太陽歯車回りに公転するようになっている。
また、ころ軸受(針状ころ軸受も含む)は、遊星歯車の中心孔と中心軸との間に組み込まれる複数のころと、これら複数のころを転動可能に保持する保持器とを備えている。
なお、遊星歯車機構のころ軸受としては、例えば、特許文献1に開示されている。
The roller bearing (including the needle roller bearing) includes a plurality of rollers incorporated between the center hole and the center shaft of the planetary gear, and a cage that holds the plurality of rollers in a rollable manner. Yes.
In addition, as a roller bearing of a planetary gear mechanism, it is disclosed by
ところで、前記した従来の遊星歯車機構のころ軸受において、保持器の外径寸法は、遊星歯車の中心孔の内径寸法よりも僅かに小さく設定され、同保持器の内径寸法は、中心軸の外径寸法よりも大きく設定される。そして、保持器の内周面と中心軸の外周面との間の隙間寸法が、保持器の外周面と遊星歯車の中心孔の内周面との間の隙間寸法よりも大きくなっている。
このため、遊星歯車が中心軸回りに自転しながら太陽歯車回りに公転する際の遠心力を保持器が受けると、その遠心力が作用する方向へ保持器が移動し、保持器の外周面の片側(保持器の移動方向の外周面の前側)が遊星歯車の中心孔の内周面に接触する。これによって、保持器の摺動抵抗が大きくなってトルク損失をまねく恐れがある。
また、ころ軸受の保持器が、遠心力を受けて自身の質量で楕円形に変形した場合には、保持器の外周面の片側が遊星歯車の中心孔の内周面に面接触するため、保持器の摺動抵抗が一層大きくなる。
By the way, in the above-described conventional planetary gear mechanism roller bearing, the outer diameter of the cage is set slightly smaller than the inner diameter of the center hole of the planetary gear, and the inner diameter of the cage is outside the center shaft. It is set larger than the diameter dimension. The gap dimension between the inner circumferential surface of the cage and the outer circumferential surface of the central shaft is larger than the gap dimension between the outer circumferential surface of the cage and the inner circumferential surface of the center hole of the planetary gear.
For this reason, when the cage receives the centrifugal force when the planetary gear rotates around the central axis and revolves around the sun gear, the cage moves in the direction in which the centrifugal force acts, and the outer peripheral surface of the cage One side (the front side of the outer peripheral surface in the moving direction of the cage) contacts the inner peripheral surface of the center hole of the planetary gear. As a result, the sliding resistance of the cage increases, which may cause torque loss.
Also, when the cage of the roller bearing is subjected to centrifugal force and deformed into an oval shape with its own mass, one side of the outer circumferential surface of the cage is in surface contact with the inner circumferential surface of the center hole of the planetary gear, The sliding resistance of the cage is further increased.
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、保持器の外周面が遊星歯車の中心孔に接触することを阻止して保持器の摺動抵抗を低減することができる遊星歯車機構のころ軸受を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a planetary gear mechanism roller bearing capable of reducing the sliding resistance of the cage by preventing the outer peripheral surface of the cage from contacting the center hole of the planetary gear. Is to provide.
前記課題を解決するために、この発明の請求項1に係る遊星歯車機構のころ軸受は、遊星歯車機構の遊星歯車の中心孔と中心軸との間に組み込まれる複数のころと保持器とを備えたころ軸受であって、
前記保持器は、軸方向に所定間隔で配置された第1、第2の円環部と、これら第1、第2の円環部を連結すると共に、前記複数のころをそれぞれ個別に収納する複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを備え、
前記保持器の内周面と前記中心軸の外周面との間の隙間寸法をAとし、前記保持器の外周面と前記遊星歯車の中心孔の内周面との間の隙間寸法をBとしたときに、「A<B」の関係となるように設定され、
前記ポケットの軸方向両端部の前記第1、第2の円環部の対向端面には、前記複数のころのピッチ円(PCD)と、前記ころの両端面の径方向との交差部である前記ころの両端面中心部にそれぞれ接触して前記ころを転動案内する先尖り状の突起が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a roller bearing of a planetary gear mechanism according to
The retainer connects the first and second annular portions arranged at predetermined intervals in the axial direction and the first and second annular portions, and individually accommodates the plurality of rollers. A plurality of pillars that define a plurality of pockets;
The clearance dimension between the inner peripheral surface of the cage and the outer peripheral surface of the central shaft is A, and the clearance dimension between the outer peripheral surface of the cage and the inner peripheral surface of the center hole of the planetary gear is B. Is set to have a relationship of “A <B”,
Opposite end surfaces of the first and second annular portions at both axial end portions of the pocket are intersections between pitch circles (PCD) of the plurality of rollers and radial directions of both end surfaces of the rollers. wherein the above pointed like projections that rolling guide said this filtrate to come in contact on both end surface center portion of the front Symbol rollers are formed.
前記構成によると、遊星歯車が中心軸回りに自転しながら太陽歯車回りに公転する際の遠心力を保持器が受けると、その遠心力が作用する方向へ保持器が移動する。この際、保持器が移動する方向の後側に位置する保持器の内周面の後側が中心軸の外周面に接触(当接)することによって保持器の移動が止められる。
このため、保持器の外周面の前側(移動方向の前側)が遊星歯車の中心孔の内周面に接触することを阻止することができ、保持器の摺動抵抗を小さく抑えることができる。
すなわち、保持器の内周面の周速は、同保持器の外周面の周速よりも遅いため、従来の保持器の外周面が遊星歯車の中心孔の内周面に接触する場合と比べ、保持器の摺動抵抗を小さく抑えることができ、この結果、保持器の摺動抵抗によるトルク損失を抑制することができる。
また、ポケットの軸方向両端部の第1、第2の円環部の対向端面にそれぞれ形成された先尖り状の突起が、複数のころのピッチ円(PCD)と、ころの両端面の径方向との交差部であるころの両端面中心部に接触してころを転動案内することができるため、ポケットの軸方向両端部とのころの両端面との間の摺動抵抗を低減することができ、保持器の摺動抵抗によるトルク損失の低減や摩耗低減等に効果が大きい。
According to the above configuration, when the cage receives a centrifugal force when the planetary gear rotates around the central axis and revolves around the sun gear, the cage moves in a direction in which the centrifugal force acts. At this time, the movement of the cage is stopped when the rear side of the inner circumferential surface of the cage located on the rear side in the direction in which the cage moves contacts (contacts) the outer circumferential surface of the central shaft.
For this reason, it can prevent that the front side (front side of a moving direction) of the outer peripheral surface of a cage contacts the inner peripheral surface of the center hole of a planetary gear, and can suppress the sliding resistance of a cage small.
That is, since the peripheral speed of the inner peripheral surface of the cage is slower than the peripheral speed of the outer peripheral surface of the cage, the outer peripheral surface of the conventional cage is compared with the case where the outer peripheral surface of the cage contacts the inner peripheral surface of the center hole of the planetary gear. Thus, the sliding resistance of the cage can be kept small, and as a result, torque loss due to the sliding resistance of the cage can be suppressed.
The first axial end portions of the pocket, the second annular portion previously pointed shaped projections made form respectively on opposite end surfaces of, the pitch circle of the plurality of rollers and (PCD), the end surfaces of the roller The roller can be guided by rolling in contact with the center of both ends of the roller , which intersects the radial direction , reducing the sliding resistance between the both ends of the pocket in the axial direction of the pocket. This is effective in reducing torque loss and wear due to the sliding resistance of the cage.
請求項2に係る遊星歯車機構のころ軸受は、請求項1に記載の遊星歯車機構のころ軸受であって、
先尖り状の突起は、保持器の第1、第2の円環部及び複数の柱部の板厚寸法と同等の径方向の板厚寸法を有し、径方向視で先尖り状に形成されていることを特徴とする。
The roller bearing of the planetary gear mechanism according to
The pointed protrusion has a radial thickness equivalent to the thickness of the first and second annular portions and the plurality of pillars of the cage, and is formed in a pointed shape when viewed in the radial direction. It is characterized by being.
請求項3に係る遊星歯車機構のころ軸受は、請求項1又は2に記載の遊星歯車機構のころ軸受であって、
保持器の複数の柱部は、複数のころのピッチ円(PCD)寸法よりも小径の軸方向中間部と、前記複数のころのピッチ円寸法よりも大径の軸方向両端部と、これら軸方向中間部及び軸方向両端部を連結する傾斜連結部とを有し、
前記軸方向両端部の端縁部には、段差状をなす小径の肩部がそれぞれ形成され、これら両肩部は、前記第1、第2の円環部と同径をなして一体に接続され、
前記第1、第2の円環部の軸方向端部には、径方向中心側へ曲げられた折曲縁が形成され、この折曲縁の先端が中心軸の外周面に接触可能とされていることを特徴とする。
Roller bearing according to claim 3 in engagement Ru planetary gear mechanism is a roller bearing of the planetary gear mechanism according to
The plurality of column portions of the cage include an axial intermediate portion having a diameter smaller than the pitch circle (PCD) size of the plurality of rollers, axial end portions having a diameter larger than the pitch circle size of the plurality of rollers, An intermediate connecting portion and an inclined connecting portion for connecting both axial end portions,
A small-diameter shoulder having a step shape is formed at each end edge of the both axial ends, and both the shoulders are integrally connected with the same diameter as the first and second annular portions. And
A bent edge that is bent toward the radial center is formed at the axial ends of the first and second annular portions, and the tip of the bent edge can contact the outer peripheral surface of the central shaft. It is characterized by.
前記構成によると、遠心力が作用する方向へ保持器が移動する際には、保持器の折曲縁の先端が中心軸の外周面に接触するため、中心軸の外周面に対する保持器の接触面積が折曲縁の先端で小さく抑えることができる。この結果、低トルク化、摩耗低減等に効果が大きい。 According to the above configuration, when the cage moves in the direction in which the centrifugal force acts, the tip of the bent edge of the cage comes into contact with the outer peripheral surface of the central axis. The area can be kept small at the end of the bent edge. As a result, it is highly effective in reducing torque and reducing wear.
この発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in accordance with an embodiment.
〔実施例1〕
この発明の実施例1を図面にしたがって説明する。
図1はこの発明の実施例1に係る遊星歯車機構を簡略化して示す説明図である。図2は遊星歯車と中心軸との間にころ軸受が組み付けられた状態を示す縦断面図である。図3は保持器を示す横断面図である。図4は保持器を示す縦断面図である。図5は保持器のポケットを外径側から示す展開図である。図6は遠心力が作用する方向へ保持器が移動した状態を示す説明図である。
[Example 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a simplified planetary gear mechanism according to
図1に示すように、自動車のオートマチックトランスミッションに採用される遊星歯車機構1は、周知のように、太陽歯車(サンギヤ)2、リングギヤ3及び複数(図1では3つ)の遊星歯車(プラネタリギヤ)4を備えて構成される。
図2に示すように、遊星歯車4は、キャリア8に組み付けられる中心軸6の外周にころ軸受(針状ころ軸受も含む)10を介して回転可能に支持される。
そして、遊星歯車4は、太陽歯車2とリングギヤ3との相互に噛み合った状態で、中心軸6回りに自転しながら太陽歯車2回りに公転するようになっている。
As shown in FIG. 1, a
As shown in FIG. 2, the
The
ころ軸受10は、遊星歯車4の中心孔5の内周面を外輪軌道面とし、中心軸6の外周面を内輪軌道として、これら両者間の環状の隙間に組み込まれた複数のころ11と、これら複数のころ11を転動可能に保持する保持器20とを備えている。
The roller bearing 10 includes a plurality of
図4と図5に示すように、保持器20は、軸方向に所定間隔を隔てる第1、第2の円環部22、24と、これら第1、第2の円環部22、24を連結すると共に、複数のころ11をそれぞれ個別に収納する複数のポケット23を区画形成する複数の柱部30とを一体に備えている。
また、この実施例1においては、図4に示すように、保持器20の第1、第2の円環部22、24の軸方向端部には、径方向の中心側へ曲げられた折曲縁21、23が形成され、折曲縁21、23の先端(内径端)が中心軸6の外周面に接触可能とされている。
なお、保持器20は、鋼板のプレス加工、切削加工、合成樹脂材の射出成形等によって形成される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, the axial ends of the first and second
The
また、図4に示すように、保持器20の複数の柱部30は、複数のころ11のピッチ円(PCD)寸法よりも小径の軸方向中間部31と、複数のころ11のピッチ円寸法よりも大径の軸方向両端部32、33と、これら軸方向中間部31及び軸方向両端部32、33を連結する傾斜連結部36、37とを有している。
さらに、軸方向両端部32、33の端縁部には、段差状をなす小径の肩部34、35がそれぞれ形成され、これら両肩部34、35は、第1、第2の円環部22、24と同径をなして一体に接続されている。
また、図3〜図5に示すように、各ポケット25内のころ11を抜け止めするために、隣接する柱部30の相対する面の軸方向中間部31及び軸方向両端部32、33の端面には、ポケット25内に向けて対向状に突出する抜止爪40、41がそれぞれ突出されている。
As shown in FIG. 4, the plurality of
Further,
Also, as shown in FIGS. 3 to 5, in order to prevent the
保持器20の外周面が、遊星歯車4の中心孔5の内周面に接触することを防止するために、図3と図4に示すように、保持器20の軸方向両端部の折曲縁21、23の先端と中心軸6の外周面との間の隙間寸法をAとし、保持器20の軸方向両端部32、33の外周面と遊星歯車4の中心孔5の内周面との間の隙間寸法をBとしたときに、「A<B」の関係となるように設定されている。
また、この実施例1において、図3〜図5に示すように、ポケット25の軸方向両端部(第1、第2の円環部22、24の対向端面)には、ころ11の両端面中心部に接触してころ11を転動案内する先尖り状の突起45、46がそれぞれ形成されている。
In order to prevent the outer peripheral surface of the
Further, in the first embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, both end surfaces of the
上述したように構成されるこの実施例1に係る遊星歯車機構のころ軸受において、遊星歯車4が、その中心軸6の軸回りに自転しながら太陽歯車2の歯車回りに公転する際の遠心力を保持器20が受けると、その遠心力が作用する方向(図6において矢印P方向)へ保持器20が移動する。この際、保持器20が移動する方向の後側に位置する同保持器20の内周面(この実施例1では折曲縁21、23の先端)の後側が中心軸6の外周面に接触(当接)することによって保持器20の移動が止められる。
このため、保持器20の外周面(この実施例1では柱部30の軸方向両端部32、33の外周面)の前側(移動方向の前側)が遊星歯車4の中心孔5の内周面に接触することを阻止することができ、保持器20の摺動抵抗を小さく抑えることができる。
すなわち、保持器20の内周面の周速は、同保持器20の外周面の周速よりも遅いため、従来の保持器の外周面が遊星歯車の中心孔の内周面に接触する場合と比べ、保持器20の摺動抵抗を小さく抑えることができ、この結果、保持器20の摺動抵抗によるトルク損失を抑制することができる。
In the roller bearing of the planetary gear mechanism according to the first embodiment configured as described above, the centrifugal force when the
Therefore, the front side (front side in the moving direction) of the outer peripheral surface of the cage 20 (the outer peripheral surfaces of the
That is, since the peripheral speed of the inner peripheral surface of the
また、この実施例1において、遠心力が作用する方向へ保持器20が移動する際には、保持器20の折曲縁21、23の先端が中心軸6の外周面に接触する。このため、中心軸6の外周面に対する保持器20の接触面積を折曲縁21、23の先端で小さく抑えることができる。この結果、低トルク化、摩耗低減等に効果が大きい。
Further, in the first embodiment, when the
また、この実施例1において、図5に示すように、ポケット25の軸方向両端部の第1、第2の円環部22、24の折曲縁21、23に先尖り状の突起45、46がそれぞれ形成され、これら突起45、46の先端がころ11の両端面中心部に接触してころ11を転動案内することができる。
このため、ポケット25の軸方向両端部をなす第1、第2の円環部22、24の対向端面と、ころ11の両端面との間の摺動抵抗を低減することができ、これによって、保持器20の摺動抵抗によるトルク損失を良好に低減することができる。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, pointed
For this reason, the sliding resistance between the opposing end surfaces of the first and second
例えば、太陽歯車2及びリングギヤ3と、遊星歯車4とが、はす歯によって噛み合わされる場合、遊星歯車4の自転及び公転によるモーメントがころ11の中心軸線を傾かせる方向へ作用する。これによって、従来ではころの端面がポケットの軸方向両端部に接触して大きい摺動抵抗を発生させるが、この実施例1では、前述したように、突起45、46の先端がころ11の両端面の中心部に接触することによって、当該分に生じる摺動抵抗が、従来と比べて極めて小さくなり、トルク損失の低減に効果が大きい。
For example, when the
なお、この発明は前記実施例1に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said Example 1, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can also be implemented with a various form.
1 遊星歯車機構
2 太陽歯車
3 リングギヤ
4 遊星歯車
10 ころ軸受
11 ころ
20 保持器
21 第1の円環部
23 第2の円環部
25 ポケット
30 柱部
45、46 突起
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記保持器は、軸方向に所定間隔で配置された第1、第2の円環部と、これら第1、第2の円環部を連結すると共に、前記複数のころをそれぞれ個別に収納する複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを備え、
前記保持器の内周面と前記中心軸の外周面との間の隙間寸法をAとし、前記保持器の外周面と前記遊星歯車の中心孔の内周面との間の隙間寸法をBとしたときに、「A<B」の関係となるように設定され、
前記ポケットの軸方向両端部の前記第1、第2の円環部の対向端面には、前記複数のころのピッチ円(PCD)と、前記ころの両端面の径方向との交差部である前記ころの両端面中心部にそれぞれ接触して前記ころを転動案内する先尖り状の突起が形成されていることを特徴とする遊星歯車機構のころ軸受。 A roller bearing comprising a plurality of rollers and a cage assembled between a central hole and a central shaft of a planetary gear of a planetary gear mechanism,
The retainer connects the first and second annular portions arranged at predetermined intervals in the axial direction and the first and second annular portions, and individually accommodates the plurality of rollers. A plurality of pillars that define a plurality of pockets;
The clearance dimension between the inner peripheral surface of the cage and the outer peripheral surface of the central shaft is A, and the clearance dimension between the outer peripheral surface of the cage and the inner peripheral surface of the center hole of the planetary gear is B. Is set to have a relationship of “A <B”,
Opposite end surfaces of the first and second annular portions at both axial end portions of the pocket are intersections between pitch circles (PCD) of the plurality of rollers and radial directions of both end surfaces of the rollers. roller bearing of the planetary gear mechanism, characterized in that above pointed like projections that rolling guide said this filtrate to come in contact on both end surface center portion of the front Symbol rollers are formed.
先尖り状の突起は、保持器の第1、第2の円環部及び複数の柱部の板厚寸法と同等の径方向の板厚寸法を有し、径方向視で先尖り状に形成されていることを特徴とする遊星歯車機構のころ軸受。 The pointed protrusion has a radial thickness equivalent to the thickness of the first and second annular portions and the plurality of pillars of the cage, and is formed in a pointed shape when viewed in the radial direction. A roller bearing of a planetary gear mechanism characterized by being made.
保持器の複数の柱部は、複数のころのピッチ円(PCD)寸法よりも小径の軸方向中間部と、前記複数のころのピッチ円寸法よりも大径の軸方向両端部と、これら軸方向中間部及び軸方向両端部を連結する傾斜連結部とを有し、
前記軸方向両端部の端縁部には、段差状をなす小径の肩部がそれぞれ形成され、これら両肩部は、前記第1、第2の円環部と同径をなして一体に接続され、
前記第1、第2の円環部の軸方向端部には、径方向中心側へ曲げられた折曲縁が形成され、この折曲縁の先端が中心軸の外周面に接触可能とされていることを特徴とする遊星歯車機構のころ軸受。 A roller bearing of the planetary gear mechanism according to claim 1 or 2 ,
The plurality of column portions of the cage include an axial intermediate portion having a diameter smaller than the pitch circle (PCD) size of the plurality of rollers, axial end portions having a diameter larger than the pitch circle size of the plurality of rollers, An intermediate connecting portion and an inclined connecting portion for connecting both axial end portions,
A small-diameter shoulder having a step shape is formed at each end edge of the both axial ends, and both the shoulders are integrally connected with the same diameter as the first and second annular portions. And
A bent edge that is bent toward the radial center is formed at the axial ends of the first and second annular portions, and the tip of the bent edge can contact the outer peripheral surface of the central shaft. A roller bearing of a planetary gear mechanism, characterized in that
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