遊星歯車装置
【課題】ピニオンシャフトに軸方向中央部から外れた荷重が入力されても転がり軸受の接触不良を招くようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制できる低コストの遊星歯車装置を提供する。
【解決手段】ロングピニオンギヤ１２と、これに噛合するサンギヤ１１と、ピニオンシャフト１４Ｆおよびキャリア本体１５ｃを有するキャリア１５と、ピニオンギヤ１２とピニオンシャフト１４Ｆの間に介装された転がり軸受１８とを備えた遊星歯車装置において、ピニオンギヤ１２のサンギヤ１１との噛合位置がピニオンシャフト１４Ｆの一端側部分１４ａに設定されるとともに、ピニオンシャフト１４Ｆのキャリア本体１５ｃへの固定部の近傍に、ピニオンシャフト１４Ｆが軸直角方向の力を入力するときにその入力による最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位をピニオンシャフト１４Ｆに生じさせる弾性部材２１ａ，２１ｂが設けられる。
【解決手段】ロングピニオンギヤ１２と、これに噛合するサンギヤ１１と、ピニオンシャフト１４Ｆおよびキャリア本体１５ｃを有するキャリア１５と、ピニオンギヤ１２とピニオンシャフト１４Ｆの間に介装された転がり軸受１８とを備えた遊星歯車装置において、ピニオンギヤ１２のサンギヤ１１との噛合位置がピニオンシャフト１４Ｆの一端側部分１４ａに設定されるとともに、ピニオンシャフト１４Ｆのキャリア本体１５ｃへの固定部の近傍に、ピニオンシャフト１４Ｆが軸直角方向の力を入力するときにその入力による最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位をピニオンシャフト１４Ｆに生じさせる弾性部材２１ａ，２１ｂが設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車装置に関し、特にピニオンとピニオンシャフトの間に介装される転がり軸受が複数の略円柱状の転動部材で構成される遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車装置においては、サンギヤの周りに配された複数のピニオンギヤがキャリアに自転可能に支持されるとともに、そのキャリアがサンギヤまたはリングギヤに対し相対回転することでピニオンギヤが公転するようになっており、そのピニオンギヤは、キャリアに固定されたピニオンシャフトに転がり軸受を介して自転可能に支持されているのが一般的である。
【０００３】
また、車両に搭載される有段の自動変速機においては、多段化の要求に応え得るコンパクトな遊星歯車装置とするために、前記転がり軸受としてニードル軸受を用いるものが多い。
【０００４】
従来のこの種の遊星歯車装置としては、例えばピニオンシャフトがピニオンからの荷重を受けて外側に撓んでもそのとき荷重を担持する内側の部分でピニオンシャフトがニードル軸受に極力全面当たりするように、ピニオンシャフトの端部側の外径をその中央側の外径より小さくして、長寿命化を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７２１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来の遊星歯車装置にあっては、多段でかつ小型の自動変速機を実現すべく複式遊星歯車構成とする場合、例えば前後段のピニオンギヤを同一のキャリアに支持させるラビニヨ型の遊星歯車装置（Ravigneaux-type planetary gear）とするような場合に、次のような問題があった。
【０００７】
すなわち、ラビニヨ型の遊星歯車装置では、前後段の遊星歯車を貫通する軸長の大きいピニオンシャフトが使用され、その中央部分ではなく一端側部分または他端側部分に変速状態や回転速度に応じた荷重が入力されるため、上述の従来例のように単にピニオンシャフトの中央部より端部側を細くするものでは、ピニオンシャフトとニードル軸受を全面当たり状態とすることが困難になっていた。
【０００８】
そのため、ピニオンギヤの噛合い反力や遠心力が転がり軸受を介してピニオンシャフトに作用し、ピニオンシャフトに撓みが生じるとき、ピニオンシャフトと転がり軸受の間で損失トルク（ニードルと保持器の片当たりやニードルとピニオンシャフトの片当たり等の接触不良による回転抵抗）が増加してしまい、遊星歯車装置の動力伝達効率が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
また、ピニオンシャフトの加工がストレートの円柱状とする場合のように容易でなく、その形状精度を管理するのも面倒であるため、ピニオンシャフトの加工精度を高めることが容易でないばかりか、遊星歯車装置のコスト高を招いてしまうという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、転がり軸受の片当たり等の接触不良を招くようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制することのできる低コストの遊星歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る遊星歯車装置は、上記目的達成のため、（１）中空のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛合する少なくとも１つのギヤと、前記ピニオンギヤを自転可能に支持するピニオンシャフトおよび該ピニオンシャフトを両持ち支持するキャリア本体を有し、前記少なくとも１つのギヤに対して前記ピニオンギヤを公転させることができるキャリアと、前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトの間に介装された複数の略円柱状の転動要素を有する転がり軸受と、を備えた遊星歯車装置において、前記ピニオンギヤの前記少なくとも１つのギヤとの噛合位置が前記ピニオンシャフトの軸方向の一端側部分に設定されるとともに、前記ピニオンシャフトの前記キャリア本体への固定部の近傍に、前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときに該入力による前記ピニオンシャフトの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位を前記ピニオンシャフトに生じさせる弾性部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、ピニオンシャフトに軸直角方向の力が入力されるとき、その入力による弾性部材の弾性変形によって、ピニオンシャフトの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位がピニオンシャフトに生じ、ピニオンシャフトの撓みが抑えられる。したがって、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフトの撓みが確実に抑制されることになり、損失トルクの低減によって遊星歯車装置の動力伝達効率が向上する。また、ピニオンシャフトの加工および寸法管理が容易化されるので、従来のようなコスト高を招くこともない。
【００１３】
なお、ここでピニオンシャフトのキャリア本体への固定部の近傍とは、ピニオンシャフトのキャリア本体への固定部のみならず、その固定部に隣接するキャリア本体側のシャフト嵌合穴部や、その固定部とシャフト嵌合穴部の間を含む意である。また、弾性部材は、その固定部やシャフト嵌合穴部に一体化されて設けられてもよい。
【００１４】
本発明の遊星歯車装置では、（２）前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときの前記ピニオンシャフトの最大撓み量に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で前記弾性部材の弾性変形量が２倍以上大きくなるように、前記ピニオンシャフトの曲げ剛性および前記軸直角方向の力に対する前記弾性部材の弾性係数が設定されていることが好ましい。
【００１５】
この構成により、ピニオンシャフトに軸直角方向の力が入力されるとき、弾性部材の弾性変形量の許容範囲内では、弾性部材の弾性変形量がピニオンシャフトの最大撓み量に対し２倍以上、例えば数倍大きくなる。したがって、転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまう程度のピニオンシャフトの撓みが確実に抑制される。しかも、弾性部材の弾性変形量の許容範囲を規定する最大の変形量を適宜設定することで、転がり軸受の片当たり等の接触不良を抑えながらも、ピニオンギヤの他ギヤとの噛合い状態に悪影響を及ぼすほどに大きなピニオンギヤの位置ずれが生じることもない。なお、最大変形量までは弾性部材の弾性係数が小さく、最大変形量を超えると弾性部材の弾性係数が大きくなるように非線形の弾性係数を設定したり、キャリア本体によりピニオンシャフトのキャリア本体に対する位置ずれを弾性部材の最大変形量に相当する位置ずれまでの範囲内に規制したりすることで、その弾性部材の最大変形量を適宜設定することができる。
【００１６】
また、上記（１）または（２）の構成を有する遊星歯車装置では、（３）前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤまたは第１のリングギヤを含み、前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、第２のリングギヤまたは第２のサンギヤが噛合していることが好ましい。
【００１７】
この構成により、ピニオンシャフトには軸方向の中央部から外れた位置にピニオンギヤからの噛合い反力や公転による遠心力等の荷重が入力され、その部分に最大撓みが生じ得ることになるが、ピニオンシャフトの最大撓みよりもピニオンシャフトの両端部の軸直角方向への変位が大きくなることで、ピニオンシャフトの最大撓み量が抑えられる。
【００１８】
さらに、上記（３）の構成を有する遊星歯車装置では、（４）前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤを含み、前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、前記ピニオンギヤより軸長が短いショートピニオンギヤと第２のリングギヤとがそれぞれ噛合し、前記キャリアが、前記ピニオンシャフトに対し平行に離間する追加のピニオンシャフトを有し、前記ショートピニオンギヤが、複数の略円柱状の転動要素を有する追加の転がり軸受を介して前記追加のピニオンシャフトに自転可能に支持されているのが好ましい。
【００１９】
この構成により、有段の自動変速機の多段化と小型化に好適で、転がり軸受部分での損失トルクを抑えた伝達効率の高い遊星歯車装置を提供できることになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフトとキャリア本体の間の弾性部材によってピニオンシャフトと転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制するようにしているので、損失トルクの低減によって伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフトの加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置の要部の半断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置の要部の概略斜視図である。
【図３】図２のIII方向矢視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置を備えた車両用の自動変速機の概略構成図である。
【図５】図４に示す自動変速機の全体構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置の作用説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る遊星歯車装置の要部の半断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る遊星歯車装置の要部の半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜図５に、本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置およびこれを備えた車両用の自動変速機を示している。
【００２４】
本実施形態の遊星歯車装置１０は、図４および図５に示す自動変速機１に組み込まれるものであり、自動変速機１は、例えば６速のオートマチックトランスアクスルとして構成されている。また、遊星歯車装置１０は、自動変速機１をコンパクト化するためにラビニヨ式の構成となっている。
【００２５】
自動変速機１は、図外のエンジンからトルクコンバータ２を介してインプットシャフト３に入力される動力を、クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の作動状態に応じて遊星歯車装置１０，５０に伝達することで、公知の変速動作を行うものである。そして、遊星歯車装置１０からの回転出力に応動するカウンタードライブギヤ５、カウンタードリブンギヤ６およびディファレンシャルドライブピニオン７を介してディファレンシャルギヤ８に動力を伝達し、左右のドライブシャフト９ａ，９ｂを駆動するようになっている。
【００２６】
遊星歯車装置１０は、図１〜図３にその要部を示すように、自動変速機１をコンパクト化するためにラビニヨ式の構成となっており、その中心部を貫通するインターミディエイトシャフト４（図４、図５参照）とクラッチＣ１とを介してインプットシャフト３からの動力を入力するときに回転する第１のサンギヤ１１と、この第１のサンギヤ１１の周りに周方向等間隔に配された互いに平行な複数、例えば３本の中空のロングピニオンギヤ１２（ピニオンギヤ）と、これら複数のロングピニオンギヤ１２の外歯１２ｔに噛合する内歯１３ｔを有する第２のリングギヤ１３と、ロングピニオンギヤ１２をそれぞれ自転可能に支持する複数（例えば３本または４本）のピニオンシャフト１４Ｆおよびこれらピニオンシャフト１４Ｆを両持ち支持（両端固定状態で支持）するキャリア本体１５ｃを有し、ロングピニオンギヤ１２に噛合する第１のサンギヤ１１または第２のリングギヤ１３（少なくとも１つのギヤ）に対してロングピニオンギヤ１２を公転（公転方向に相対回転）させることができるキャリア１５と、を備えている。
【００２７】
ここで、第２のリングギヤ１３は、インターミディエイトシャフト４とクラッチＣ２とを介してインプットシャフト３からの動力を入力するときにはワンウェイクラッチＦ１の回転許容方向に回転し、一方、ブレーキＢ２を介して自動変速機１のケース１ｃ側から制動されるときには停止できるようになっている。
【００２８】
第１のサンギヤ１１は、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに噛合しており、第２のリングギヤ１３は、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに噛合している。すなわち、ロングピニオンギヤ１２の第１のサンギヤ１１との噛合位置はピニオンシャフト１４Ｆの軸方向の中央より一端側に位置する一端側部分１４ａの範囲内に設定されており、ロングピニオンギヤ１２の第２のリングギヤ１３との噛合位置はピニオンシャフト１４Ｆの軸方向の中央より他端側に位置する他端側部分１４ｂの範囲内に設定されている。
【００２９】
図２、図３に示すように、複数のロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂには、ロングピニオンギヤ１２より軸長が短いショートピニオンギヤ１７が第２のリングギヤ１３とは別にそれぞれ噛合しており、キャリア１５には、これら複数のショートピニオンギヤ１７を支持するようピニオンシャフト１４Ｆに対し平行に離間する追加のピニオンシャフト１４Ｓが設けられている。ここで、追加のピニオンシャフト１４Ｓは、ピニオンシャフト１４Ｆと同一形状のもので、キャリア１５のキャリア本体１５ｃに対してピニオンシャフト１４Ｆと同様に支持されるものとするが、必ずしも同一の形状や支持形態である必要はない。
【００３０】
なお、ロングピニオンギヤ１２の一端側部分１２ａに形成される複数の外歯と他端側部分１２ｂに形成される複数の外歯は互いに相違する形状であってもよいし、互いに同一の形状であってもよい。また、図２に示すように、一端側部分１２ａと他端側部分１２ｂの間にロングピニオンギヤ１２の外歯１２ｔの歯丈程度の深さの切欠き１２ｃが形成されてもよい。
【００３１】
遊星歯車装置１０は、さらに、ロングピニオンギヤ１２とピニオンシャフト１４Ｆとの間に介装された複数の略円柱状の転動部材１８ａ（複数の転動要素）および保持器１８ｂを有する複列配置の転がり軸受１８と、ショートピニオンギヤ１７と追加のピニオンシャフト１４Ｓとの間に介装された複数の略円柱状の転動部材１９ａ（複数の転動要素）および保持器（図示せず）を有する複列配置の追加の転がり軸受１９と、を備えている。すなわち、ロングピニオンギヤ１２は、転がり軸受１８を介してキャリア１５のピニオンシャフト１４Ｆに自転可能に支持され、ショートピニオンギヤ１７は、追加の転がり軸受１９を介してキャリア１５の追加のピニオンシャフト１４Ｓに自転可能に支持されている。
【００３２】
転がり軸受１８および追加の転がり軸受１９の転動部材１８ａ，１９ａは、それぞれ軸受金属素材からなる硬質のもので、高精度の円筒状の外周転動面形状を有している。また、各ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓは、転動部材１８ａ，１９ａと同等な硬度の軸受金属素材からなり、少なくともその一端側部分１４ａおよび他端側部分１４ｂのうち転動部材１８ａ，１９ａが転動する外周部分の全域に高周波焼入れ処理が施されている。
【００３３】
一方、ピニオンシャフト１４Ｆの一端側部分１４ａおよび他端側部分１４ｂのキャリア本体１５ｃ側への固定部の近傍には、それぞれ略長方形断面の環状の弾性部材２１ａ，２１ｂが設けられている。また、追加のピニオンシャフト１４Ｓの一端側部分１４ａ´および他端側部分１４ｂ´（図２参照）のキャリア本体１５ｃ側への固定部の近傍にも、それぞれ略長方形断面の環状の弾性部材２１ａ，２１ｂが設けられている。なお、ここで、環状の弾性部材２１ａ，２１ｂが略長方形断面を有するのは、ピニオンシャフト１４Ｆの軸方向荷重を担持するのに十分な軸方向の厚みを持たせるためであり、他の手段によりピニオンシャフト１４Ｆの軸方向荷重を担持できれば、弾性部材２１ａ，２１ｂを軸方向に厚い断面形状にする必要はない。
【００３４】
弾性部材２１ａ，２１ｂは、形状的には、例えばピニオンシャフト１４Ｆ（あるいは追加のピニオンシャフト１４Ｓ）の両端部を構成するように、ピニオンシャフト１４Ｆの円筒状の軸受転動面１４ｒと略同一の外径に形成され、ピニオンシャフト１４Ｆの両端側の円柱状の突出部１４ｐ１，１４ｐ２に嵌着もしくは固着されている。
【００３５】
これら一対の弾性部材２１ａ，２１ｂは、それぞれ例えば硬質のゴム弾性体あるいはばね用金属からなり、ピニオンシャフト１４Ｆがロングピニオンギヤ１２側からの軸直角方向の力（噛合い反力や公転による遠心力等の荷重）を入力するときに、部分的に圧縮されることで、その入力によるピニオンシャフト１４Ｆの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位をピニオンシャフト１４Ｆに生じさせることができるように、その弾性係数が設定されている。
【００３６】
また、一対の弾性部材２１ａ，２１ｂは、ピニオンシャフト１４Ｆがロングピニオンギヤ１２側からの軸直角方向の力を入力するときのピニオンシャフト１４Ｆの最大撓み量に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形量が大きくなるように、例えば２倍以上、より好ましくは数倍大きくなるように、ピニオンシャフト１４Ｆの曲げ剛性と軸直角方向の力に対する弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性係数とがそれぞれ設定されている。
【００３７】
具体的には、各弾性部材２１ａ，２１ｂは、ピニオンシャフト１４Ｆからの荷重入力によるその部分的な弾性圧縮量が予め設定された最大変形量に達するまではその弾性係数が小さく、その部分的な弾性圧縮量が予め設定された最大変形量を超えるとその弾性係数が大きくなるように、非線形の弾性係数が設定されている。
【００３８】
ここにいう各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大変形量は、各弾性部材２１ａ，２１ｂの部分的な圧縮による弾性変形量の許容範囲を規定する最大の変形量であり、例えば１０数マイクロメートル（以下、μｍと記す）程度に設定されている。そして、ピニオンシャフト１４Ｆの最大撓み量は、各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大変形量の半分あるいは数分の一、例えば５μｍ程度以下に設定されている。
【００３９】
図４、図５に示す遊星歯車装置５０は、増速用の単段式のもので、インプットシャフト３に入力される動力を入力する第３のサンギヤ５１と、この第３のサンギヤ５１の周りに周方向等間隔に配された互いに平行な複数、例えば一対の中空の第３のピニオンギヤ５２と、これら第３のピニオンギヤ５２に噛合する第３のリングギヤ５３と、第３のピニオンギヤ５２をそれぞれ自転可能に支持する複数のピニオンシャフト５４（図中に１つのみ図示）およびこれらピニオンシャフト５４を両持ち支持するキャリア本体（符号なし）を有し、第３のピニオンギヤ５２に噛合する第３のサンギヤ５１または第３のリングギヤ５３に対して第３のピニオンギヤ５２を公転させることができるキャリア５５と、を備えている。
【００４０】
ここで、第３のリングギヤ５３はブレーキＢ３を介して選択的に自動変速機１のケース１ｃ側から制動され、キャリア５５は、ブレーキＢ１を介して選択的に自動変速機１のケース１ｃ側から制動されるようになっている。
【００４１】
次に、クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１〜Ｂ３の作動について簡単に説明する。
【００４２】
まず、１速目の変速段では、例えばクラッチＣ１、ワンウェイクラッチＦ１およびブレーキＢ２が作動し、第２のリングギヤ１３の制動状態でクラッチＣ１を介して第１のサンギヤ１１にエンジンからの動力が伝達されると、キャリア１５の減速回転に応じてカウンタドライブギヤ５が回転するようになっている。
【００４３】
また、２速目の変速段では、例えばクラッチＣ１およびブレーキＢ１が作動し、ショートピニオンギヤ１７に噛合する第２のサンギヤ１６の自転および第３のピニオンギヤ５２の公転が制動される状態でクラッチＣ１を介して第１のサンギヤ１１にエンジンからの動力が伝達されると、第２のリングギヤ１３の回転に応じてキャリア１５が減速回転してカウンタドライブギヤ５が回転する。さらに、３速目の変速段では、例えば２速目で作動するブレーキＢ１に代えてブレーキＢ３が作動し、第３のリングギヤ５３の制動状態下で第２のサンギヤ１６が回転し、第２のリングギヤ１３および第２のサンギヤ１６の回転に応じてキャリア１５が回転するようになっている。
【００４４】
４速目の変速段では、例えばクラッチＣ１，Ｃ２が作動し、クラッチＣ１を介して第１のサンギヤ１１に、クラッチＣ２を介して第２のリングギヤ１３にそれぞれエンジンからの動力が伝達され、第２のリングギヤ１３および第２のサンギヤ１６の回転に応じてキャリア１５が回転してカウンタドライブギヤ５が回転する。また、５速目の変速段では、例えばクラッチＣ２およびブレーキＢ３が作動し、クラッチＣ２を介して第２のリングギヤ１３にエンジンからの動力が伝達されるとともに、第３のリングギヤ５３が制動される状態で、第２のリングギヤ１３および第２のサンギヤ１６の回転に応じてキャリア１５が増速回転してカウンタドライブギヤ５が高速回転する。さらに、６速目の変速段では、例えばクラッチＣ２およびブレーキＢ１が作動し、第２のリングギヤ１３の制動状態下で、キャリア１５が入力回転に応じて高速回転可能となるようになっている。
【００４５】
次に、作用について説明する。
【００４６】
上述のように構成された本実施形態の遊星歯車装置１０では、自動変速機１の上述のような変速状態の変化、あるいは、エンジン側から入力される動力（回転数、伝達トルク等）の変化等に応じて、キャリア本体１５ｃに両持ち支持される梁状のピニオンシャフト１４Ｆや追加のピニオンシャフト１４Ｓ（以下、単にピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓという）に対し、ロングピニオンギヤ１２やショートピニオンギヤ１７からの噛合い反力や遠心力等といった力が、撓みを生じさせる軸直角方向の荷重として様々な入力位置および大きさで入力されることになる。このときの荷重の入力位置は、軸長の大きいピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの軸方向の中央部から端部側に外れた位置となる。
【００４７】
例えば、ある変速段において、ロングピニオンギヤ１２は第２のリングギヤ１３側から回転トルクを入力しつつ第１のサンギヤ１１側から噛合い反力を受け、さらに、その公転に伴う遠心力を生じ、これらの力がピニオンシャフト１４Ｆに作用する。また、ショートピニオンギヤ１７はロングピニオンギヤ１２および第２のサンギヤ１６からの噛合い反力を受けながら、追加のピニオンシャフト１４Ｓの他端側部分に軸直角方向の力を作用させる。
【００４８】
このような状態においては、従来であれば、軸長の大きいピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されることで、図６（Ｃ）に示す比較例のように弾性部材２１ａ，２１ｂを持たないピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた位置に最大撓みδが生じたり、あるいは、図示はしないが、弾性部材２１ａ，２１ｂを持たないピニオンシャフトの撓み曲線が略Ｓ字形になるように大きな撓みが複数箇所に生じたりしていた。
【００４９】
これに対し、本実施形態においては、図６（Ａ）および図６（Ｂ）にそれぞれ仮想線で示すように、荷重（力）の入力時にピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの両端部での弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形が生じることによって、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓには、それぞれの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位が生じ、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓み（弾性曲げ変形）がそれぞれ抑えられる。
【００５０】
したがって、転がり軸受１８や追加の転がり軸受１９（以下、単に転がり軸受１８，１９という）の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓みが確実に抑制されることになり、損失トルクの低減によって遊星歯車装置１０の動力伝達効率が向上する。
【００５１】
また、ストレートの円柱形状（オイル通路等を持つ中空形状であってもよい）を有するピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの加工および寸法管理が容易化されるので、従来のようなコスト高を招くこともない。
【００５２】
しかも、本実施形態においては、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓが軸直角方向の力を入力するときのピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの最大撓み量δａ（図６（Ｂ）参照）に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形量δｂが２倍以上大きくなるように、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの曲げ剛性および軸直角方向の加重にする弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性係数が設定されているので、転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまう程度のピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓みが確実に抑制されることになる。しかも、弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形量の許容範囲を規定する最大の変形量を適宜設定することで、転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を抑えることができ、ロングピニオンギヤ１２やショートピニオンギヤ１７に他ギヤとの噛合い状態に悪影響を及ぼすほどに大きな位置ずれが生じることもない。
【００５３】
また、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに第１のサンギヤ１１が、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに第２のリングギヤ１３がそれぞれ噛合し、ショートピニオンギヤ１７にロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂと第２のサンギヤ１６とが噛合することで、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓには軸方向の中央部から外れた位置に両ピニオンギヤ１２，１７からの噛合い反力やその公転による遠心力等の荷重が入力されるが、上述のように、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの最大撓みよりもピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの両端部の軸直角方向への変位が大きくなることでピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの最大撓み量が抑えられる。
【００５４】
さらに、遊星歯車装置１０が第１のサンギヤ１１、ロングピニオンギヤ１２、第２のリングギヤ１３、キャリア１５、第２のサンギヤ１６、ショートピニオンギヤ１７および転がり軸受１８、１９を有するラビニヨ式の構成となっているので、有段の自動変速機１の多段化および小型化に好適で、転がり軸受１８，１９部分での損失トルクを抑えた伝達効率の高い遊星歯車装置１０を提供できることになる。
【００５５】
このように、本実施形態においては、軸長の大きいピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓとキャリア本体１５ｃの間の弾性部材２１ａ，２１ｂによってピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓと転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓みを確実に抑制するようにしているので、損失トルクの低減によって動力伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置１０を提供することができるものである。
【００５６】
なお、上述の第１実施形態においては、各弾性部材２１ａ，２１ｂは、複数の異種の弾性リングを組み合わせたものであってもよい。例えば、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓのキャリア本体１５ｃに対する軸直角方向の位置ずれが、１種類の弾性リングの最大変形量に達するとそれより高硬度の弾性リングが圧縮され始めることで、実質的に各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大圧縮量が決まるようにすることができる。また、各弾性部材２１ａ，２１ｂは、非線形の弾性係数を有するものに限らず、線形の弾性係数を有するものであってよい。ただし、その場合、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓのキャリア本体１５ｃに対する軸直角方向の位置ずれを、キャリア本体１５ｃ側から弾性部材２１ａ，２１ｂの前記最大変形量に相当する位置ずれまでの範囲内に規制するように、キャリア本体１５ｃのシャフト嵌合穴部の一部をピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓに係合可能にするのがよい。いずれにしても、各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大変形量を適宜設定することができる。さらに、荷重の入力形態に応じて、弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性係数あるいは最大変形量を相違させることも考えられる。
【００５７】
（第２実施形態）
図７に、本発明の第２実施形態に係る遊星歯車装置の要部を半断面で示している。
【００５８】
なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と類似する構成を有するもので、特に、ピニオンシャフトのキャリア側への固定部の近傍に設けられる弾性部材が第１実施形態とは相違するものである。また、図７中において、ロングピニオンギヤは、一端側部分と他端側部分に同一の歯が形成されたものとして図示している。
【００５９】
本実施形態では、キャリア３５のシャフト嵌合穴部３５ａ，３５ｂに、それぞれ硬質のゴム弾性体またはばね用金属からなる環状の弾性部材４１ａ，４１ｂが装着されており、これらシャフト嵌合穴部３５ａ，３５ｂに例えばピニオンシャフト３４Ｆ（あるいは図示しない追加のピニオンシャフト）の一端側部分３４ａおよび他端側部分３４ｂの端部（軸受転動面３４ｒより外端側の部分）がそれぞれ嵌入され、そのピニオンシャフト３４Ｆに転がり軸受１８を介してロングピニオンギヤ１２が（あるいは、追加のピニオンシャフトに転がり軸受１９を介してショートピニオンギヤ１７が）自転可能に支持されている。
【００６０】
また、ピニオンシャフト３４Ｆのキャリア本体３５ｃに対する軸直角方向の位置ずれが、キャリア本体３５ｃ側から弾性部材４１ａ，４１ｂの最大変形量に相当する位置ずれまでの範囲内に規制するように、キャリア本体３５ｃのシャフト嵌合穴部３５ａ，３５ｂの環状凸部３５ｅ，３５ｆがピニオンシャフト３４Ｆに係合可能になっている。
【００６１】
本実施形態においても、軸長の大きいピニオンシャフト３４Ｆ等の軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフト３４Ｆ等とキャリア本体３５ｃの間の弾性部材４１ａ，４１ｂによってピニオンシャフト３４Ｆ等と転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト３４Ｆ等の撓みを確実に抑制することができる。その結果、損失トルクの低減によって動力伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフト３４Ｆ等の加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置１０を提供することができるものである。
【００６２】
（第３実施形態）
図８に、本発明の第３実施形態に係る遊星歯車装置の要部を半断面で示している。
【００６３】
なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と類似する構成を有するもので、特に、ピニオンシャフトの両端部とキャリアの間に介装される弾性部材が第１実施形態とは相違するものである。
【００６４】
本実施形態では、ピニオンシャフト４４Ｆ（あるいは、図示しない追加のピニオンシャフト）は、転がり軸受１８が転動する円筒状の軸受転動面４４ｒとその内方部分が高周波焼入れ等の熱処理により硬質化された硬質部分４４ｈとなっている。
【００６５】
また、ピニオンシャフト４４Ｆの一端側部分４４ａおよび他端側部分４４ｂは、高周波焼入れ処理等の熱処理が施されず硬質部分４４ｈよりも相対的に弾性係数の小さい軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊを、ピニオンシャフト４４Ｆの両端部に有している。
【００６６】
これら軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊは、ピニオンシャフト４４Ｆの硬質部分４４ｈをキャリア本体１５ｃ側に支持させるための固定部の近傍に設けられており、ピニオンシャフト４４Ｆの硬質部分４４ｈがロングピニオンギヤ１２側からの軸直角方向の力を入力するときのピニオンシャフト４４Ｆの最大撓み量に対して、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊの弾性変形量が大きくなるように、例えば２倍以上大きくなるように、ピニオンシャフト４４Ｆの曲げ剛性とその軸直角方向の荷重に対する軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊの弾性係数とがそれぞれ設定されている。
【００６７】
本実施形態においても、軸長の大きいピニオンシャフト４４Ｆ等の軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフト４４Ｆ等とキャリア本体１５ｃの間の軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊによってピニオンシャフト４４Ｆ等と転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト４４Ｆ等の撓みを確実に抑制することができる。その結果、損失トルクの低減によって動力伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフト４４Ｆ等の加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置１０を提供することができるものである。
【００６８】
なお、上述の各実施形態においては、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに第１のサンギヤ１１が噛合し、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに第２のリングギヤ１３が噛合していたが、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに第１のリングギヤが噛合し、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに第２のサンギヤが噛合するように構成できることはいうまでもない。
【００６９】
また、本発明にいう弾性部材は、本実施形態のように非熱処理部としてピニオンシャフトに一体に設けられてもよいし、キャリア側に一体に設けられてもよい。この弾性部材は、また、ピニオンシャフトの主要部分とは別体の部品であるが第１実施形態のようにピニオンシャフトに固着または嵌着されたものでもよいし、第２実施形態のようにキャリアのシャフト嵌合穴部に固着または嵌入されたものであってもよく、これらを併用したものであってもよい。
【００７０】
さらに、上述の各実施形態では、遊星歯車装置１０をラビニヨ式のものとしたが、ショートピニオンギヤを支持する追加のピニオンシャフトのように、ピニオンシャフトのキャリアへの両端固定部を除く部分の長さがそのピニオンシャフトに転がり軸受を介して支持されるピニオンに対して十分に長くなる部分のみを有する遊星歯車装置であっても、本発明を適用することができる。
【００７１】
転がり軸受１８，１９が、保持器１８ｂ等を有しない総ころタイプのものであってもよいことはいうまでもない。
【００７２】
以上説明したように、本発明に係る遊星歯車装置は、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフトのキャリア本体への固定部の近傍に配された弾性部材によって、ピニオンシャフトと転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制するようにしているので、損失トルクの低減によってトルク伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフトの加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置を提供することができるという効果を奏するものであり、ピニオンとピニオンシャフトとの間に介装される転がり軸受が複数の略円柱状の転動部材で構成される遊星歯車装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 自動変速機
１ｃ ケース
１０ 遊星歯車装置
１１ 第１のサンギヤ
１２ ロングピニオンギヤ（ピニオンギヤ）
１２ａ 一端側部分
１２ｂ 他端側部分
１３ 第２のリングギヤ
１４ａ；３４ａ；４４ａ 一端側部分
１４ｂ；３４ｂ；４４ｂ 他端側部分
１４Ｆ；３４Ｆ；４４Ｆ ピニオンシャフト
１４ｒ；３４ｒ；４４ｒ 軸受転動面
１４Ｓ 追加のピニオンシャフト
１５ キャリア
１５ｃ；３５ｃ キャリア本体
１６ 第２のサンギヤ
１７ ショートピニオンギヤ
１８ 転がり軸受
１８ａ，１９ａ 転動部材（複数の転動要素）
１８ｂ 保持器
１９ 追加の転がり軸受
２１ａ，２１ｂ；４１ａ，４１ｂ 弾性部材
３５ａ，３５ｂ シャフト嵌合穴部
３５ｅ，３５ｆ 環状凸部（キャリア本体の一部）
４４ｈ 硬質部分
４４ｉ，４４ｊ 軟質弾性部分（弾性部材）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ
Ｃ１，Ｃ２ クラッチ
Ｆ１ ワンウェイクラッチ
δａ 最大撓み量（ピニオンシャフトの最大撓み量）
δｂ 弾性変形量（弾性部材の弾性変形量）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車装置に関し、特にピニオンとピニオンシャフトの間に介装される転がり軸受が複数の略円柱状の転動部材で構成される遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車装置においては、サンギヤの周りに配された複数のピニオンギヤがキャリアに自転可能に支持されるとともに、そのキャリアがサンギヤまたはリングギヤに対し相対回転することでピニオンギヤが公転するようになっており、そのピニオンギヤは、キャリアに固定されたピニオンシャフトに転がり軸受を介して自転可能に支持されているのが一般的である。
【０００３】
また、車両に搭載される有段の自動変速機においては、多段化の要求に応え得るコンパクトな遊星歯車装置とするために、前記転がり軸受としてニードル軸受を用いるものが多い。
【０００４】
従来のこの種の遊星歯車装置としては、例えばピニオンシャフトがピニオンからの荷重を受けて外側に撓んでもそのとき荷重を担持する内側の部分でピニオンシャフトがニードル軸受に極力全面当たりするように、ピニオンシャフトの端部側の外径をその中央側の外径より小さくして、長寿命化を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７２１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来の遊星歯車装置にあっては、多段でかつ小型の自動変速機を実現すべく複式遊星歯車構成とする場合、例えば前後段のピニオンギヤを同一のキャリアに支持させるラビニヨ型の遊星歯車装置（Ravigneaux-type planetary gear）とするような場合に、次のような問題があった。
【０００７】
すなわち、ラビニヨ型の遊星歯車装置では、前後段の遊星歯車を貫通する軸長の大きいピニオンシャフトが使用され、その中央部分ではなく一端側部分または他端側部分に変速状態や回転速度に応じた荷重が入力されるため、上述の従来例のように単にピニオンシャフトの中央部より端部側を細くするものでは、ピニオンシャフトとニードル軸受を全面当たり状態とすることが困難になっていた。
【０００８】
そのため、ピニオンギヤの噛合い反力や遠心力が転がり軸受を介してピニオンシャフトに作用し、ピニオンシャフトに撓みが生じるとき、ピニオンシャフトと転がり軸受の間で損失トルク（ニードルと保持器の片当たりやニードルとピニオンシャフトの片当たり等の接触不良による回転抵抗）が増加してしまい、遊星歯車装置の動力伝達効率が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
また、ピニオンシャフトの加工がストレートの円柱状とする場合のように容易でなく、その形状精度を管理するのも面倒であるため、ピニオンシャフトの加工精度を高めることが容易でないばかりか、遊星歯車装置のコスト高を招いてしまうという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、転がり軸受の片当たり等の接触不良を招くようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制することのできる低コストの遊星歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る遊星歯車装置は、上記目的達成のため、（１）中空のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛合する少なくとも１つのギヤと、前記ピニオンギヤを自転可能に支持するピニオンシャフトおよび該ピニオンシャフトを両持ち支持するキャリア本体を有し、前記少なくとも１つのギヤに対して前記ピニオンギヤを公転させることができるキャリアと、前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトの間に介装された複数の略円柱状の転動要素を有する転がり軸受と、を備えた遊星歯車装置において、前記ピニオンギヤの前記少なくとも１つのギヤとの噛合位置が前記ピニオンシャフトの軸方向の一端側部分に設定されるとともに、前記ピニオンシャフトの前記キャリア本体への固定部の近傍に、前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときに該入力による前記ピニオンシャフトの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位を前記ピニオンシャフトに生じさせる弾性部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、ピニオンシャフトに軸直角方向の力が入力されるとき、その入力による弾性部材の弾性変形によって、ピニオンシャフトの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位がピニオンシャフトに生じ、ピニオンシャフトの撓みが抑えられる。したがって、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフトの撓みが確実に抑制されることになり、損失トルクの低減によって遊星歯車装置の動力伝達効率が向上する。また、ピニオンシャフトの加工および寸法管理が容易化されるので、従来のようなコスト高を招くこともない。
【００１３】
なお、ここでピニオンシャフトのキャリア本体への固定部の近傍とは、ピニオンシャフトのキャリア本体への固定部のみならず、その固定部に隣接するキャリア本体側のシャフト嵌合穴部や、その固定部とシャフト嵌合穴部の間を含む意である。また、弾性部材は、その固定部やシャフト嵌合穴部に一体化されて設けられてもよい。
【００１４】
本発明の遊星歯車装置では、（２）前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときの前記ピニオンシャフトの最大撓み量に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で前記弾性部材の弾性変形量が２倍以上大きくなるように、前記ピニオンシャフトの曲げ剛性および前記軸直角方向の力に対する前記弾性部材の弾性係数が設定されていることが好ましい。
【００１５】
この構成により、ピニオンシャフトに軸直角方向の力が入力されるとき、弾性部材の弾性変形量の許容範囲内では、弾性部材の弾性変形量がピニオンシャフトの最大撓み量に対し２倍以上、例えば数倍大きくなる。したがって、転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまう程度のピニオンシャフトの撓みが確実に抑制される。しかも、弾性部材の弾性変形量の許容範囲を規定する最大の変形量を適宜設定することで、転がり軸受の片当たり等の接触不良を抑えながらも、ピニオンギヤの他ギヤとの噛合い状態に悪影響を及ぼすほどに大きなピニオンギヤの位置ずれが生じることもない。なお、最大変形量までは弾性部材の弾性係数が小さく、最大変形量を超えると弾性部材の弾性係数が大きくなるように非線形の弾性係数を設定したり、キャリア本体によりピニオンシャフトのキャリア本体に対する位置ずれを弾性部材の最大変形量に相当する位置ずれまでの範囲内に規制したりすることで、その弾性部材の最大変形量を適宜設定することができる。
【００１６】
また、上記（１）または（２）の構成を有する遊星歯車装置では、（３）前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤまたは第１のリングギヤを含み、前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、第２のリングギヤまたは第２のサンギヤが噛合していることが好ましい。
【００１７】
この構成により、ピニオンシャフトには軸方向の中央部から外れた位置にピニオンギヤからの噛合い反力や公転による遠心力等の荷重が入力され、その部分に最大撓みが生じ得ることになるが、ピニオンシャフトの最大撓みよりもピニオンシャフトの両端部の軸直角方向への変位が大きくなることで、ピニオンシャフトの最大撓み量が抑えられる。
【００１８】
さらに、上記（３）の構成を有する遊星歯車装置では、（４）前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤを含み、前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、前記ピニオンギヤより軸長が短いショートピニオンギヤと第２のリングギヤとがそれぞれ噛合し、前記キャリアが、前記ピニオンシャフトに対し平行に離間する追加のピニオンシャフトを有し、前記ショートピニオンギヤが、複数の略円柱状の転動要素を有する追加の転がり軸受を介して前記追加のピニオンシャフトに自転可能に支持されているのが好ましい。
【００１９】
この構成により、有段の自動変速機の多段化と小型化に好適で、転がり軸受部分での損失トルクを抑えた伝達効率の高い遊星歯車装置を提供できることになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフトとキャリア本体の間の弾性部材によってピニオンシャフトと転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制するようにしているので、損失トルクの低減によって伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフトの加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置の要部の半断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置の要部の概略斜視図である。
【図３】図２のIII方向矢視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置を備えた車両用の自動変速機の概略構成図である。
【図５】図４に示す自動変速機の全体構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置の作用説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る遊星歯車装置の要部の半断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る遊星歯車装置の要部の半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜図５に、本発明の第１実施形態に係る遊星歯車装置およびこれを備えた車両用の自動変速機を示している。
【００２４】
本実施形態の遊星歯車装置１０は、図４および図５に示す自動変速機１に組み込まれるものであり、自動変速機１は、例えば６速のオートマチックトランスアクスルとして構成されている。また、遊星歯車装置１０は、自動変速機１をコンパクト化するためにラビニヨ式の構成となっている。
【００２５】
自動変速機１は、図外のエンジンからトルクコンバータ２を介してインプットシャフト３に入力される動力を、クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の作動状態に応じて遊星歯車装置１０，５０に伝達することで、公知の変速動作を行うものである。そして、遊星歯車装置１０からの回転出力に応動するカウンタードライブギヤ５、カウンタードリブンギヤ６およびディファレンシャルドライブピニオン７を介してディファレンシャルギヤ８に動力を伝達し、左右のドライブシャフト９ａ，９ｂを駆動するようになっている。
【００２６】
遊星歯車装置１０は、図１〜図３にその要部を示すように、自動変速機１をコンパクト化するためにラビニヨ式の構成となっており、その中心部を貫通するインターミディエイトシャフト４（図４、図５参照）とクラッチＣ１とを介してインプットシャフト３からの動力を入力するときに回転する第１のサンギヤ１１と、この第１のサンギヤ１１の周りに周方向等間隔に配された互いに平行な複数、例えば３本の中空のロングピニオンギヤ１２（ピニオンギヤ）と、これら複数のロングピニオンギヤ１２の外歯１２ｔに噛合する内歯１３ｔを有する第２のリングギヤ１３と、ロングピニオンギヤ１２をそれぞれ自転可能に支持する複数（例えば３本または４本）のピニオンシャフト１４Ｆおよびこれらピニオンシャフト１４Ｆを両持ち支持（両端固定状態で支持）するキャリア本体１５ｃを有し、ロングピニオンギヤ１２に噛合する第１のサンギヤ１１または第２のリングギヤ１３（少なくとも１つのギヤ）に対してロングピニオンギヤ１２を公転（公転方向に相対回転）させることができるキャリア１５と、を備えている。
【００２７】
ここで、第２のリングギヤ１３は、インターミディエイトシャフト４とクラッチＣ２とを介してインプットシャフト３からの動力を入力するときにはワンウェイクラッチＦ１の回転許容方向に回転し、一方、ブレーキＢ２を介して自動変速機１のケース１ｃ側から制動されるときには停止できるようになっている。
【００２８】
第１のサンギヤ１１は、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに噛合しており、第２のリングギヤ１３は、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに噛合している。すなわち、ロングピニオンギヤ１２の第１のサンギヤ１１との噛合位置はピニオンシャフト１４Ｆの軸方向の中央より一端側に位置する一端側部分１４ａの範囲内に設定されており、ロングピニオンギヤ１２の第２のリングギヤ１３との噛合位置はピニオンシャフト１４Ｆの軸方向の中央より他端側に位置する他端側部分１４ｂの範囲内に設定されている。
【００２９】
図２、図３に示すように、複数のロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂには、ロングピニオンギヤ１２より軸長が短いショートピニオンギヤ１７が第２のリングギヤ１３とは別にそれぞれ噛合しており、キャリア１５には、これら複数のショートピニオンギヤ１７を支持するようピニオンシャフト１４Ｆに対し平行に離間する追加のピニオンシャフト１４Ｓが設けられている。ここで、追加のピニオンシャフト１４Ｓは、ピニオンシャフト１４Ｆと同一形状のもので、キャリア１５のキャリア本体１５ｃに対してピニオンシャフト１４Ｆと同様に支持されるものとするが、必ずしも同一の形状や支持形態である必要はない。
【００３０】
なお、ロングピニオンギヤ１２の一端側部分１２ａに形成される複数の外歯と他端側部分１２ｂに形成される複数の外歯は互いに相違する形状であってもよいし、互いに同一の形状であってもよい。また、図２に示すように、一端側部分１２ａと他端側部分１２ｂの間にロングピニオンギヤ１２の外歯１２ｔの歯丈程度の深さの切欠き１２ｃが形成されてもよい。
【００３１】
遊星歯車装置１０は、さらに、ロングピニオンギヤ１２とピニオンシャフト１４Ｆとの間に介装された複数の略円柱状の転動部材１８ａ（複数の転動要素）および保持器１８ｂを有する複列配置の転がり軸受１８と、ショートピニオンギヤ１７と追加のピニオンシャフト１４Ｓとの間に介装された複数の略円柱状の転動部材１９ａ（複数の転動要素）および保持器（図示せず）を有する複列配置の追加の転がり軸受１９と、を備えている。すなわち、ロングピニオンギヤ１２は、転がり軸受１８を介してキャリア１５のピニオンシャフト１４Ｆに自転可能に支持され、ショートピニオンギヤ１７は、追加の転がり軸受１９を介してキャリア１５の追加のピニオンシャフト１４Ｓに自転可能に支持されている。
【００３２】
転がり軸受１８および追加の転がり軸受１９の転動部材１８ａ，１９ａは、それぞれ軸受金属素材からなる硬質のもので、高精度の円筒状の外周転動面形状を有している。また、各ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓは、転動部材１８ａ，１９ａと同等な硬度の軸受金属素材からなり、少なくともその一端側部分１４ａおよび他端側部分１４ｂのうち転動部材１８ａ，１９ａが転動する外周部分の全域に高周波焼入れ処理が施されている。
【００３３】
一方、ピニオンシャフト１４Ｆの一端側部分１４ａおよび他端側部分１４ｂのキャリア本体１５ｃ側への固定部の近傍には、それぞれ略長方形断面の環状の弾性部材２１ａ，２１ｂが設けられている。また、追加のピニオンシャフト１４Ｓの一端側部分１４ａ´および他端側部分１４ｂ´（図２参照）のキャリア本体１５ｃ側への固定部の近傍にも、それぞれ略長方形断面の環状の弾性部材２１ａ，２１ｂが設けられている。なお、ここで、環状の弾性部材２１ａ，２１ｂが略長方形断面を有するのは、ピニオンシャフト１４Ｆの軸方向荷重を担持するのに十分な軸方向の厚みを持たせるためであり、他の手段によりピニオンシャフト１４Ｆの軸方向荷重を担持できれば、弾性部材２１ａ，２１ｂを軸方向に厚い断面形状にする必要はない。
【００３４】
弾性部材２１ａ，２１ｂは、形状的には、例えばピニオンシャフト１４Ｆ（あるいは追加のピニオンシャフト１４Ｓ）の両端部を構成するように、ピニオンシャフト１４Ｆの円筒状の軸受転動面１４ｒと略同一の外径に形成され、ピニオンシャフト１４Ｆの両端側の円柱状の突出部１４ｐ１，１４ｐ２に嵌着もしくは固着されている。
【００３５】
これら一対の弾性部材２１ａ，２１ｂは、それぞれ例えば硬質のゴム弾性体あるいはばね用金属からなり、ピニオンシャフト１４Ｆがロングピニオンギヤ１２側からの軸直角方向の力（噛合い反力や公転による遠心力等の荷重）を入力するときに、部分的に圧縮されることで、その入力によるピニオンシャフト１４Ｆの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位をピニオンシャフト１４Ｆに生じさせることができるように、その弾性係数が設定されている。
【００３６】
また、一対の弾性部材２１ａ，２１ｂは、ピニオンシャフト１４Ｆがロングピニオンギヤ１２側からの軸直角方向の力を入力するときのピニオンシャフト１４Ｆの最大撓み量に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形量が大きくなるように、例えば２倍以上、より好ましくは数倍大きくなるように、ピニオンシャフト１４Ｆの曲げ剛性と軸直角方向の力に対する弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性係数とがそれぞれ設定されている。
【００３７】
具体的には、各弾性部材２１ａ，２１ｂは、ピニオンシャフト１４Ｆからの荷重入力によるその部分的な弾性圧縮量が予め設定された最大変形量に達するまではその弾性係数が小さく、その部分的な弾性圧縮量が予め設定された最大変形量を超えるとその弾性係数が大きくなるように、非線形の弾性係数が設定されている。
【００３８】
ここにいう各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大変形量は、各弾性部材２１ａ，２１ｂの部分的な圧縮による弾性変形量の許容範囲を規定する最大の変形量であり、例えば１０数マイクロメートル（以下、μｍと記す）程度に設定されている。そして、ピニオンシャフト１４Ｆの最大撓み量は、各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大変形量の半分あるいは数分の一、例えば５μｍ程度以下に設定されている。
【００３９】
図４、図５に示す遊星歯車装置５０は、増速用の単段式のもので、インプットシャフト３に入力される動力を入力する第３のサンギヤ５１と、この第３のサンギヤ５１の周りに周方向等間隔に配された互いに平行な複数、例えば一対の中空の第３のピニオンギヤ５２と、これら第３のピニオンギヤ５２に噛合する第３のリングギヤ５３と、第３のピニオンギヤ５２をそれぞれ自転可能に支持する複数のピニオンシャフト５４（図中に１つのみ図示）およびこれらピニオンシャフト５４を両持ち支持するキャリア本体（符号なし）を有し、第３のピニオンギヤ５２に噛合する第３のサンギヤ５１または第３のリングギヤ５３に対して第３のピニオンギヤ５２を公転させることができるキャリア５５と、を備えている。
【００４０】
ここで、第３のリングギヤ５３はブレーキＢ３を介して選択的に自動変速機１のケース１ｃ側から制動され、キャリア５５は、ブレーキＢ１を介して選択的に自動変速機１のケース１ｃ側から制動されるようになっている。
【００４１】
次に、クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１〜Ｂ３の作動について簡単に説明する。
【００４２】
まず、１速目の変速段では、例えばクラッチＣ１、ワンウェイクラッチＦ１およびブレーキＢ２が作動し、第２のリングギヤ１３の制動状態でクラッチＣ１を介して第１のサンギヤ１１にエンジンからの動力が伝達されると、キャリア１５の減速回転に応じてカウンタドライブギヤ５が回転するようになっている。
【００４３】
また、２速目の変速段では、例えばクラッチＣ１およびブレーキＢ１が作動し、ショートピニオンギヤ１７に噛合する第２のサンギヤ１６の自転および第３のピニオンギヤ５２の公転が制動される状態でクラッチＣ１を介して第１のサンギヤ１１にエンジンからの動力が伝達されると、第２のリングギヤ１３の回転に応じてキャリア１５が減速回転してカウンタドライブギヤ５が回転する。さらに、３速目の変速段では、例えば２速目で作動するブレーキＢ１に代えてブレーキＢ３が作動し、第３のリングギヤ５３の制動状態下で第２のサンギヤ１６が回転し、第２のリングギヤ１３および第２のサンギヤ１６の回転に応じてキャリア１５が回転するようになっている。
【００４４】
４速目の変速段では、例えばクラッチＣ１，Ｃ２が作動し、クラッチＣ１を介して第１のサンギヤ１１に、クラッチＣ２を介して第２のリングギヤ１３にそれぞれエンジンからの動力が伝達され、第２のリングギヤ１３および第２のサンギヤ１６の回転に応じてキャリア１５が回転してカウンタドライブギヤ５が回転する。また、５速目の変速段では、例えばクラッチＣ２およびブレーキＢ３が作動し、クラッチＣ２を介して第２のリングギヤ１３にエンジンからの動力が伝達されるとともに、第３のリングギヤ５３が制動される状態で、第２のリングギヤ１３および第２のサンギヤ１６の回転に応じてキャリア１５が増速回転してカウンタドライブギヤ５が高速回転する。さらに、６速目の変速段では、例えばクラッチＣ２およびブレーキＢ１が作動し、第２のリングギヤ１３の制動状態下で、キャリア１５が入力回転に応じて高速回転可能となるようになっている。
【００４５】
次に、作用について説明する。
【００４６】
上述のように構成された本実施形態の遊星歯車装置１０では、自動変速機１の上述のような変速状態の変化、あるいは、エンジン側から入力される動力（回転数、伝達トルク等）の変化等に応じて、キャリア本体１５ｃに両持ち支持される梁状のピニオンシャフト１４Ｆや追加のピニオンシャフト１４Ｓ（以下、単にピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓという）に対し、ロングピニオンギヤ１２やショートピニオンギヤ１７からの噛合い反力や遠心力等といった力が、撓みを生じさせる軸直角方向の荷重として様々な入力位置および大きさで入力されることになる。このときの荷重の入力位置は、軸長の大きいピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの軸方向の中央部から端部側に外れた位置となる。
【００４７】
例えば、ある変速段において、ロングピニオンギヤ１２は第２のリングギヤ１３側から回転トルクを入力しつつ第１のサンギヤ１１側から噛合い反力を受け、さらに、その公転に伴う遠心力を生じ、これらの力がピニオンシャフト１４Ｆに作用する。また、ショートピニオンギヤ１７はロングピニオンギヤ１２および第２のサンギヤ１６からの噛合い反力を受けながら、追加のピニオンシャフト１４Ｓの他端側部分に軸直角方向の力を作用させる。
【００４８】
このような状態においては、従来であれば、軸長の大きいピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されることで、図６（Ｃ）に示す比較例のように弾性部材２１ａ，２１ｂを持たないピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた位置に最大撓みδが生じたり、あるいは、図示はしないが、弾性部材２１ａ，２１ｂを持たないピニオンシャフトの撓み曲線が略Ｓ字形になるように大きな撓みが複数箇所に生じたりしていた。
【００４９】
これに対し、本実施形態においては、図６（Ａ）および図６（Ｂ）にそれぞれ仮想線で示すように、荷重（力）の入力時にピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの両端部での弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形が生じることによって、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓには、それぞれの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位が生じ、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓み（弾性曲げ変形）がそれぞれ抑えられる。
【００５０】
したがって、転がり軸受１８や追加の転がり軸受１９（以下、単に転がり軸受１８，１９という）の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓みが確実に抑制されることになり、損失トルクの低減によって遊星歯車装置１０の動力伝達効率が向上する。
【００５１】
また、ストレートの円柱形状（オイル通路等を持つ中空形状であってもよい）を有するピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの加工および寸法管理が容易化されるので、従来のようなコスト高を招くこともない。
【００５２】
しかも、本実施形態においては、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓが軸直角方向の力を入力するときのピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの最大撓み量δａ（図６（Ｂ）参照）に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形量δｂが２倍以上大きくなるように、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの曲げ剛性および軸直角方向の加重にする弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性係数が設定されているので、転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまう程度のピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓みが確実に抑制されることになる。しかも、弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性変形量の許容範囲を規定する最大の変形量を適宜設定することで、転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を抑えることができ、ロングピニオンギヤ１２やショートピニオンギヤ１７に他ギヤとの噛合い状態に悪影響を及ぼすほどに大きな位置ずれが生じることもない。
【００５３】
また、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに第１のサンギヤ１１が、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに第２のリングギヤ１３がそれぞれ噛合し、ショートピニオンギヤ１７にロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂと第２のサンギヤ１６とが噛合することで、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓには軸方向の中央部から外れた位置に両ピニオンギヤ１２，１７からの噛合い反力やその公転による遠心力等の荷重が入力されるが、上述のように、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの最大撓みよりもピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの両端部の軸直角方向への変位が大きくなることでピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの最大撓み量が抑えられる。
【００５４】
さらに、遊星歯車装置１０が第１のサンギヤ１１、ロングピニオンギヤ１２、第２のリングギヤ１３、キャリア１５、第２のサンギヤ１６、ショートピニオンギヤ１７および転がり軸受１８、１９を有するラビニヨ式の構成となっているので、有段の自動変速機１の多段化および小型化に好適で、転がり軸受１８，１９部分での損失トルクを抑えた伝達効率の高い遊星歯車装置１０を提供できることになる。
【００５５】
このように、本実施形態においては、軸長の大きいピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓとキャリア本体１５ｃの間の弾性部材２１ａ，２１ｂによってピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓと転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの撓みを確実に抑制するようにしているので、損失トルクの低減によって動力伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓの加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置１０を提供することができるものである。
【００５６】
なお、上述の第１実施形態においては、各弾性部材２１ａ，２１ｂは、複数の異種の弾性リングを組み合わせたものであってもよい。例えば、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓのキャリア本体１５ｃに対する軸直角方向の位置ずれが、１種類の弾性リングの最大変形量に達するとそれより高硬度の弾性リングが圧縮され始めることで、実質的に各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大圧縮量が決まるようにすることができる。また、各弾性部材２１ａ，２１ｂは、非線形の弾性係数を有するものに限らず、線形の弾性係数を有するものであってよい。ただし、その場合、ピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓのキャリア本体１５ｃに対する軸直角方向の位置ずれを、キャリア本体１５ｃ側から弾性部材２１ａ，２１ｂの前記最大変形量に相当する位置ずれまでの範囲内に規制するように、キャリア本体１５ｃのシャフト嵌合穴部の一部をピニオンシャフト１４Ｆ，１４Ｓに係合可能にするのがよい。いずれにしても、各弾性部材２１ａ，２１ｂの最大変形量を適宜設定することができる。さらに、荷重の入力形態に応じて、弾性部材２１ａ，２１ｂの弾性係数あるいは最大変形量を相違させることも考えられる。
【００５７】
（第２実施形態）
図７に、本発明の第２実施形態に係る遊星歯車装置の要部を半断面で示している。
【００５８】
なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と類似する構成を有するもので、特に、ピニオンシャフトのキャリア側への固定部の近傍に設けられる弾性部材が第１実施形態とは相違するものである。また、図７中において、ロングピニオンギヤは、一端側部分と他端側部分に同一の歯が形成されたものとして図示している。
【００５９】
本実施形態では、キャリア３５のシャフト嵌合穴部３５ａ，３５ｂに、それぞれ硬質のゴム弾性体またはばね用金属からなる環状の弾性部材４１ａ，４１ｂが装着されており、これらシャフト嵌合穴部３５ａ，３５ｂに例えばピニオンシャフト３４Ｆ（あるいは図示しない追加のピニオンシャフト）の一端側部分３４ａおよび他端側部分３４ｂの端部（軸受転動面３４ｒより外端側の部分）がそれぞれ嵌入され、そのピニオンシャフト３４Ｆに転がり軸受１８を介してロングピニオンギヤ１２が（あるいは、追加のピニオンシャフトに転がり軸受１９を介してショートピニオンギヤ１７が）自転可能に支持されている。
【００６０】
また、ピニオンシャフト３４Ｆのキャリア本体３５ｃに対する軸直角方向の位置ずれが、キャリア本体３５ｃ側から弾性部材４１ａ，４１ｂの最大変形量に相当する位置ずれまでの範囲内に規制するように、キャリア本体３５ｃのシャフト嵌合穴部３５ａ，３５ｂの環状凸部３５ｅ，３５ｆがピニオンシャフト３４Ｆに係合可能になっている。
【００６１】
本実施形態においても、軸長の大きいピニオンシャフト３４Ｆ等の軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフト３４Ｆ等とキャリア本体３５ｃの間の弾性部材４１ａ，４１ｂによってピニオンシャフト３４Ｆ等と転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト３４Ｆ等の撓みを確実に抑制することができる。その結果、損失トルクの低減によって動力伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフト３４Ｆ等の加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置１０を提供することができるものである。
【００６２】
（第３実施形態）
図８に、本発明の第３実施形態に係る遊星歯車装置の要部を半断面で示している。
【００６３】
なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と類似する構成を有するもので、特に、ピニオンシャフトの両端部とキャリアの間に介装される弾性部材が第１実施形態とは相違するものである。
【００６４】
本実施形態では、ピニオンシャフト４４Ｆ（あるいは、図示しない追加のピニオンシャフト）は、転がり軸受１８が転動する円筒状の軸受転動面４４ｒとその内方部分が高周波焼入れ等の熱処理により硬質化された硬質部分４４ｈとなっている。
【００６５】
また、ピニオンシャフト４４Ｆの一端側部分４４ａおよび他端側部分４４ｂは、高周波焼入れ処理等の熱処理が施されず硬質部分４４ｈよりも相対的に弾性係数の小さい軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊを、ピニオンシャフト４４Ｆの両端部に有している。
【００６６】
これら軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊは、ピニオンシャフト４４Ｆの硬質部分４４ｈをキャリア本体１５ｃ側に支持させるための固定部の近傍に設けられており、ピニオンシャフト４４Ｆの硬質部分４４ｈがロングピニオンギヤ１２側からの軸直角方向の力を入力するときのピニオンシャフト４４Ｆの最大撓み量に対して、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊの弾性変形量が大きくなるように、例えば２倍以上大きくなるように、ピニオンシャフト４４Ｆの曲げ剛性とその軸直角方向の荷重に対する軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊの弾性係数とがそれぞれ設定されている。
【００６７】
本実施形態においても、軸長の大きいピニオンシャフト４４Ｆ等の軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフト４４Ｆ等とキャリア本体１５ｃの間の軟質弾性部分４４ｉ，４４ｊによってピニオンシャフト４４Ｆ等と転がり軸受１８，１９の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフト４４Ｆ等の撓みを確実に抑制することができる。その結果、損失トルクの低減によって動力伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフト４４Ｆ等の加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置１０を提供することができるものである。
【００６８】
なお、上述の各実施形態においては、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに第１のサンギヤ１１が噛合し、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに第２のリングギヤ１３が噛合していたが、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の一端側部分１２ａに第１のリングギヤが噛合し、ロングピニオンギヤ１２の軸方向の他端側部分１２ｂに第２のサンギヤが噛合するように構成できることはいうまでもない。
【００６９】
また、本発明にいう弾性部材は、本実施形態のように非熱処理部としてピニオンシャフトに一体に設けられてもよいし、キャリア側に一体に設けられてもよい。この弾性部材は、また、ピニオンシャフトの主要部分とは別体の部品であるが第１実施形態のようにピニオンシャフトに固着または嵌着されたものでもよいし、第２実施形態のようにキャリアのシャフト嵌合穴部に固着または嵌入されたものであってもよく、これらを併用したものであってもよい。
【００７０】
さらに、上述の各実施形態では、遊星歯車装置１０をラビニヨ式のものとしたが、ショートピニオンギヤを支持する追加のピニオンシャフトのように、ピニオンシャフトのキャリアへの両端固定部を除く部分の長さがそのピニオンシャフトに転がり軸受を介して支持されるピニオンに対して十分に長くなる部分のみを有する遊星歯車装置であっても、本発明を適用することができる。
【００７１】
転がり軸受１８，１９が、保持器１８ｂ等を有しない総ころタイプのものであってもよいことはいうまでもない。
【００７２】
以上説明したように、本発明に係る遊星歯車装置は、軸長の大きいピニオンシャフトの軸方向の中央部から外れた部分に荷重が入力されても、ピニオンシャフトのキャリア本体への固定部の近傍に配された弾性部材によって、ピニオンシャフトと転がり軸受の片当たり等の接触不良を招いてしまうようなピニオンシャフトの撓みを確実に抑制するようにしているので、損失トルクの低減によってトルク伝達効率を向上させることができ、しかも、ピニオンシャフトの加工および寸法管理を容易化した低コストの遊星歯車装置を提供することができるという効果を奏するものであり、ピニオンとピニオンシャフトとの間に介装される転がり軸受が複数の略円柱状の転動部材で構成される遊星歯車装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 自動変速機
１ｃ ケース
１０ 遊星歯車装置
１１ 第１のサンギヤ
１２ ロングピニオンギヤ（ピニオンギヤ）
１２ａ 一端側部分
１２ｂ 他端側部分
１３ 第２のリングギヤ
１４ａ；３４ａ；４４ａ 一端側部分
１４ｂ；３４ｂ；４４ｂ 他端側部分
１４Ｆ；３４Ｆ；４４Ｆ ピニオンシャフト
１４ｒ；３４ｒ；４４ｒ 軸受転動面
１４Ｓ 追加のピニオンシャフト
１５ キャリア
１５ｃ；３５ｃ キャリア本体
１６ 第２のサンギヤ
１７ ショートピニオンギヤ
１８ 転がり軸受
１８ａ，１９ａ 転動部材（複数の転動要素）
１８ｂ 保持器
１９ 追加の転がり軸受
２１ａ，２１ｂ；４１ａ，４１ｂ 弾性部材
３５ａ，３５ｂ シャフト嵌合穴部
３５ｅ，３５ｆ 環状凸部（キャリア本体の一部）
４４ｈ 硬質部分
４４ｉ，４４ｊ 軟質弾性部分（弾性部材）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ
Ｃ１，Ｃ２ クラッチ
Ｆ１ ワンウェイクラッチ
δａ 最大撓み量（ピニオンシャフトの最大撓み量）
δｂ 弾性変形量（弾性部材の弾性変形量）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛合する少なくとも１つのギヤと、前記ピニオンギヤを自転可能に支持するピニオンシャフトおよび該ピニオンシャフトを両持ち支持するキャリア本体を有し、前記少なくとも１つのギヤに対して前記ピニオンギヤを公転させることができるキャリアと、前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトの間に介装された複数の略円柱状の転動要素を有する転がり軸受と、を備えた遊星歯車装置において、
前記ピニオンギヤの前記少なくとも１つのギヤとの噛合位置が前記ピニオンシャフトの軸方向の一端側部分に設定されるとともに、
前記ピニオンシャフトの前記キャリア本体への固定部の近傍に、前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときに該入力による前記ピニオンシャフトの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位を前記ピニオンシャフトに生じさせる弾性部材が設けられていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときの前記ピニオンシャフトの最大撓み量に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で前記弾性部材の弾性変形量が２倍以上大きくなるように、前記ピニオンシャフトの曲げ剛性および前記軸直角方向の力に対する前記弾性部材の弾性係数が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤまたは第１のリングギヤを含み、
前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、第２のリングギヤまたは第２のサンギヤが噛合していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遊星歯車装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤを含み、
前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、前記ピニオンギヤより軸長が短いショートピニオンギヤと第２のリングギヤとがそれぞれ噛合し、
前記キャリアが、前記ピニオンシャフトに対し平行に離間する追加のピニオンシャフトを有し、
前記ショートピニオンギヤが、複数の略円柱状の転動要素を有する追加の転がり軸受を介して前記追加のピニオンシャフトに自転可能に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車装置。
【請求項１】
中空のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛合する少なくとも１つのギヤと、前記ピニオンギヤを自転可能に支持するピニオンシャフトおよび該ピニオンシャフトを両持ち支持するキャリア本体を有し、前記少なくとも１つのギヤに対して前記ピニオンギヤを公転させることができるキャリアと、前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトの間に介装された複数の略円柱状の転動要素を有する転がり軸受と、を備えた遊星歯車装置において、
前記ピニオンギヤの前記少なくとも１つのギヤとの噛合位置が前記ピニオンシャフトの軸方向の一端側部分に設定されるとともに、
前記ピニオンシャフトの前記キャリア本体への固定部の近傍に、前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときに該入力による前記ピニオンシャフトの最大撓み量よりも大きな軸直角方向の変位を前記ピニオンシャフトに生じさせる弾性部材が設けられていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記ピニオンシャフトが軸直角方向の力を入力するときの前記ピニオンシャフトの最大撓み量に対し、予め設定された弾性変形量の許容範囲内で前記弾性部材の弾性変形量が２倍以上大きくなるように、前記ピニオンシャフトの曲げ剛性および前記軸直角方向の力に対する前記弾性部材の弾性係数が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤまたは第１のリングギヤを含み、
前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、第２のリングギヤまたは第２のサンギヤが噛合していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遊星歯車装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのギヤが、前記ピニオンギヤの軸方向の一端側部分に噛合する第１のサンギヤを含み、
前記ピニオンギヤの軸方向の他端側部分には、前記ピニオンギヤより軸長が短いショートピニオンギヤと第２のリングギヤとがそれぞれ噛合し、
前記キャリアが、前記ピニオンシャフトに対し平行に離間する追加のピニオンシャフトを有し、
前記ショートピニオンギヤが、複数の略円柱状の転動要素を有する追加の転がり軸受を介して前記追加のピニオンシャフトに自転可能に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−８０５０５（Ｐ２０１１−８０５０５Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３１６０７（Ｐ２００９−２３１６０７）
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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