JP2001090738A - テーパーローラベアリング潤滑構造 - Google Patents

テーパーローラベアリング潤滑構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動変速機に用いられるテーパーローラベア
リングの潤滑構造において、加工工数を増加することな
く、アウトプットギヤから遠い側のテーパーローラにも
十分な潤滑油を供給可能なテーパーローラベアリング潤
滑構造を提供すること。 【解決手段】 テーパーローラベアリング潤滑構造にお
いて、非回転部材とアウトプットギヤのボス部との間で
あり、かつテーパーローラベアリングを介して前記アウ
トプットギヤの反対側に、高さを少なくともテーパーロ
ーラ端面の一部と重なるように堰を形成し、該堰とテー
パーローラベアリングとの間に潤滑油路からの油を溜め
る油溜まりを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の自動変速
機において、特にアウトプットギヤを支持するテーパー
ローラベアリングの潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動変速機の潤滑構造としては、
例えば、特開平２−８９８７１号公報に記載の装置が知
られている。
【０００３】この従来公報には、図７に示すように、テ
ーパーローラベアリング３６により、遊星歯車で変速さ
れた大きなトルクのかかるアウトプットギヤ３１を隔壁
４５に回転可能に支持している。これにより、回転軸に
対してラジアル方向に掛かる力は、テーパーローラ３
２，３３の転動面３２ａ，３３ａにより支持すること
で、ボールベアリングのような点ではなく線で支持する
ことができる。また、回転軸に対してスラスト方向に掛
かる力は、インナレース３９と２つのテーパーローラ３
２，３３の端面とインナレース３９との接触面である転
動面３２ａ，３３ａ及び端面３２ｂ，３３ｂにより支持
する事が出来る。
【０００４】上述の構成を取ることにより、当然テーパ
ーローラの接触面には大きなトルクがかかることにな
る。よって、接触抵抗を低減し、かつ温度上昇を抑制す
るために、テーパーローラ３２，３３を潤滑する事がで
きるよう、油路３０が設けられている。この油路３０か
ら供給される油によって強制潤滑を行い、接触抵抗を低
減し、かつ温度上昇を抑制することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動変速機の強制潤滑構造にあっては、ケースの隔
壁４５にテーパーローラベアリング用の専用油路４６を
設け、十分な潤滑油を必要とするテーパーローラベアリ
ングに潤滑油を供給しているため、加工工数が増加して
いた。そこで、テーパーローラベアリングの内径側、す
なわちインプットシャフト３７に設けられた一般潤滑油
路３７ａから潤滑油を供給することも考えられるが、テ
ーパーローラベアリングは上記一般潤滑油路の末端側に
位置するため十分な潤滑油を供給できない上、アウトプ
ットギヤ３１側のローラ３２には、アウトプットギヤ３
１やカウンタギヤ４７等が掻き上げる油によっても潤滑
可能であるが、アウトプットギヤ３１から遠い側のロー
ラ３３には潤滑油が十分に供給されず、特に負荷のかか
るテーパーローラ端面３３ｂに潤滑油不足が生じること
が判明した。
【０００６】本発明が解決しようとする課題は、自動変
速機に使用されるテーパーローラベアリングの潤滑構造
において、加工工数を増加することなく、アウトプット
ギヤから遠い側のテーパーローラにも十分な潤滑油を供
給可能なテーパーローラベアリング潤滑構造を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、遊星歯車で変速された回転を出力するアウトプット
ギヤと、前記アウトプットギヤのボス部外周に配置され
たテーパーローラベアリングと、内側円環状部でテーパ
ーローラベアリングを支持する非回転部材と前記アウト
プットギヤのボス部内周に配置され、内部に潤滑油路を
有する回転軸とを備えた自動変速機において、前記非回
転部材とアウトプットギヤのボス部との間であり、かつ
前記アウトプットギヤの反対側に、高さを少なくともテ
ーパーローラ端面の一部と重なるように堰を形成し、該
堰とテーパーローラとの間に前記潤滑油路からの油を溜
める油だまりを形成したことを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１に記載
のテーパーローラベアリング潤滑構造において、前記堰
の高さを、テーパーローラ端面全てと重なるように形成
したことを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
に記載のテーパーローラベアリング潤滑構造において、
前記テーパーローラベアリングと前記堰の間であり、か
つ前記非回転部材の内側円環状部に凹部を形成すること
を特徴とする請求項４記載の発明では、請求項１ないし
３記載のテーパーローラベアリング潤滑構造において、
前記堰は、前記非回転部材の端面に設けられた軸受部材
のレース部材の内径側を突出させることにより形成され
ていることを特徴とする。
【００１０】請求項５記載の発明では、請求項１ないし
３に記載のテーパーローラベアリング潤滑構造におい
て、前記堰は、非回転部材の端部に配置されたワンウェ
イクラッチのインナレースの内径側の最下部を延長する
ことにより形成されており、前記ワンウェイクラッチイ
ンナレースには、内径側と外径側とを連通する油路が形
成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】請求項１に記載の発明では、自
動変速機において、遊星歯車で変速された回転がアウト
プットギヤにより出力される。また、テーパーローラベ
アリングが前記アウトプットギヤのボス部外周に配置さ
れ、非回転部材の内側円環状部において、テーパーロー
ラベアリングが支持される。また、前記アウトプットギ
ヤのボス部内周に配置された回転軸は、内部に潤滑油路
が備えられている。
【００１２】このとき、前記非回転部材とアウトプット
ギヤのボス部との間であり、かつ前記テーパーローラベ
アリングを介して前記アウトプットギヤの反対側に、高
さを少なくともテーパーローラ端面の一部と重なるよう
に堰が形成され、該堰とテーパーローラベアリングとの
間に前記潤滑油路からの油を溜める油だまりが形成され
る。
【００１３】よって、回転軸に対してラジアル方向に負
荷のかかるテーパーローラベアリングを効率よく潤滑す
る事が出来る。また、テーパーローラベアリングは回転
軸に対してスラスト方向への動きを規制する働きをする
ため、テーパーローラの端面とレースの接触面の潤滑が
必要とされる。特に、アウトプットギヤから離れた位置
に存在するテーパーローラベアリング端面とレースとの
接触面は、アウトプットギヤによる油の掻き上げによる
潤滑が期待できないため、ここに油溜まりを設けたこと
により、特に有効に作用することができる。
【００１４】また、潤滑が十分に実行されることで、接
触面等の温度上昇を抑制することが可能となり、これに
より、焼き付き防止や耐久性の向上を図ることができ
る。
【００１５】請求項２記載の発明では、前記堰の高さ
が、テーパーローラ端面全てと重なるように形成されて
いる。
【００１６】つまり、テーパーローラベアリングを潤滑
する際、油は遠心力により回転軸外方へとばされる傾向
にある。よって、アウターレースとテーパーローラとの
間の潤滑は比較的実行されやすいが、インナレースとテ
ーパーローラとの間の潤滑は比較的実行されにくい。
【００１７】よって、テーパーローラ端面全てが油につ
かることができるように、堰の高さをテーパーローラ端
面全てと重なるように形成することで、確実に潤滑する
事が可能となる。
【００１８】請求項３記載の発明では、前記テーパーロ
ーラベアリングと前記堰の間であり、かつ前記非回転部
材の内側円環状部に凹部が形成される。
【００１９】よって、前記油溜まりに溜まる油量を十分
に確保することが可能となり、潤滑能力及び冷却能力を
向上することができる。また、テーパーローラベアリン
グの組み付けも何ら阻害されることがない。
【００２０】請求項４記載の発明では、前記堰を、前記
非回転部材の端面に設けられた軸受部材のレース部材の
内径側が突出されることにより形成する。
【００２１】よって、特別な構成の変更を加えることな
く、簡単に堰を形成することができ、十分な潤滑をする
ことができる。また、テーパーローラベアリングの組み
つけも何ら阻害されることがない。
【００２２】請求項５記載の発明では、前記堰を、非回
転部材の端部に配置されたワンウェイクラッチのインナ
レースの内径側の最下部が延長されることにより形成し
た。尚、前記ワンウェイクラッチインナレースには、内
径側と外径側とを連通する油路が形成されている。
【００２３】よって、従来の部品の一部を延長するだけ
で、十分な潤滑をする事が出来る。また、油溜まりに溜
まった油は、内径側と外径側とを連通する油路を通って
ワンウェイクラッチに十分な油を供給することができ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１は、請求項１又は３又は４に記載された発明に相
当するテーパーローラベアリング潤滑構造である。
【００２５】［構成の説明］図１には、本発明の実施の
形態１におけるテーパーローラベアリング部分を拡大し
た構成図を示す。インプットシャフト７から入力された
回転は、図外の複数の遊星歯車機構を介してアウトプッ
トギヤ１に伝達される。このアウトプットギヤ１は、リ
ダクションギヤ２０に噛み合うと共にテーパーローラベ
アリング６に回転可能に支持されている。
【００２６】テーパーローラベアリング６は、アウトプ
ットギヤ１側にある第１テーパーローラ２と、アウトプ
ットギヤ１から遠い側にある第２テーパーローラ３によ
り、アウタレース１０とインナレース９の相対回転を可
能にしている。前記２つの第１及び第２テーパーローラ
２，３は、テーパーローラベアリング６の円周上に複数
のテーパーローラを備えており、これら複数のテーパー
ローラは保持器５によりテーパーローラ間の位置を保持
している。
【００２７】このテーパーローラベアリング６のアウタ
ーレース１０は、ドラムサポート１１及びケース１２に
より構成される非回転部材に支持されている。また、ス
ナップリング４によりスラスト方向の動きが規制された
状態でドラムサポート１１に固定されている。また、テ
ーパーローラベアリング６のインナレース９は、アウト
プットギヤ１のボス部にナット１４により固定されてい
る。
【００２８】ドラムサポート１１には、リングギヤの回
転メンバ２１との相対回転を可能にするために、スラス
トベアリング１９が備えられている。このスラストベア
リング１９は、ローラ１７と、保持器１８と、レース１
５により構成され、このレース１５は内径側が突出した
形で形成され、油溜まり１６を構成可能としている。
【００２９】この時、レース１５により形成される堰
は、全周にわたって形成する方が望ましい。なぜなら、
全周にわたって内径側がドラムサポート１１から突出し
ていることで、組み付け方向が規制されないため組付け
が容易であり、かつ、飛散する油を捕まえることができ
るので、油溜まり１６にすぐに油を溜めることができる
からである。
【００３０】また、前記ドラムサポート１１の内側円環
状部であり、かつテーパーローラベアリング６とスラス
トベアリング１９の間には、凹部が設けられており、こ
れにより、油溜まり１６の容積を十分に確保するよう構
成されている。
【００３１】［組み付け順序］次に、上記構成の組み付
け順序を説明する。
【００３２】ドラムサポート１１にアウタレース１０
をスナップリング４で組み付ける。
【００３３】アウトプットギヤ１のボス部に、保持器
５に保持された第１テーパーローラ２及びそのインナレ
ース９ａを仮置きした状態で、ドラムサポート１１の円
筒部に挿入する。
【００３４】保持器５に保持された第２テーパーロー
ラ３及びインナレース９ｂをアウトプットギヤ１の反対
側から挿入し、ワッシャを介して治具でナット１４を締
め付ける。
【００３５】ボルトでドラムサポート１１をケース隔
壁１２に固定する。
【００３６】したがって堰を形成するスラストベアリン
グ１９のレース１５は、上記ナットを締め付けた後に組
み付けられるので、テーパーローラ端面の一部が最下部
において油につかるよう堰を形成しても、ナットの組付
けや取り外しが阻害されることはない。
【００３７】［潤滑行程］次に、各テーパーローラベア
リング潤滑行程について説明する。
【００３８】第１テーパーローラ２は、インプットシャ
フト７の軸方向油路７ｂ→インプットシャフト７の径方
向油路７ｃ→アウトプットギヤ１のボス部の油孔１ａ→
インナレース９ａ，９ｂの合わせ面→第１テーパーロー
ラ２といった経路により油が供給される。また、アウト
プットギヤ１やリダクションギヤ２０が掻き上げる油が
隙間５０や穴１ｂを通って第１テーパーローラ２に供給
される。
【００３９】上記の経路を通った潤滑油が第１テーパー
ローラ２の転動面２ａや端面２ｂを潤滑する。
【００４０】第２テーパーローラ３は、インプットシャ
フト７の軸方向油路７ｂ→インプットシャフト７の径方
向油路７ｃ→アウトプットギヤボス部の油孔１ａ→イン
ナレースの合わせ面９ａ，９ｂ→第２テーパーローラ３
という経路により油が供給される。この時、この経路を
通ってきた油は、油溜まり１６に溜まる。これにより第
２テーパーローラ３とインナレース９との接触面である
転動面や端面が常に油に浸かった状態となることで、十
分に潤滑される。このとき、第２テーパーローラ３はイ
ンプットシャフト７の軸線に対して公転すると共にテー
パーローラ自身の軸線に対して自転しているため、第２
テーパーローラ３が公転して最下部を通過する際に必ず
端面が油に浸かり、テーパーローラが自転することによ
り、全体が潤滑される。図２には図１のボルト１４がな
い状態のＡ断面における油溜まり１６に油が溜まった様
子を示す。
【００４１】図３には、前記油溜まり１６の堰（油面）
の高さについて示す。図３(イ)には最低条件として、最
下部を通るテーパーローラ端面３ｂの一部が油に浸かる
場合を示す。しかし、より十分な潤滑を考えると、図３
(ロ)に示すように最下部を通るテーパーローラの端面３
ｂの下側が全て油に浸かることが好ましい。このような
条件でも十分な効果が得られるが、更に十分な条件とし
て、図３(ハ)に示すように、インナレース９ｂと第２テ
ーパーローラ３との接触面である端面３ｂが全て油に浸
かることが最も好ましい。これは以下の理由による。
【００４２】すなわち、第２テーパーローラ３の端面３
ｂとインナレース９ｂとの接触面は、スラスト方向に力
が掛かるのはもちろん、ラジアル方向の動きに対しても
動きを規制するため、大きなトルクがかかる。よって十
分な潤滑が必要とされるが、この接触端面への油の供給
を考えると、油は遠心力により回転軸外方へ飛ばされる
傾向にあり、十分な油量が供給されにくい為である。
【００４３】また、スラストベアリング１９の潤滑につ
いては、従来の通り、キャリアに設けられた油孔から油
が供給されると共に油溜まり１６からあふれ出た油も供
給されるため、基本的な潤滑量は変わらない。
【００４４】［実施の形態１の作用及び効果］以上説明
したように、本実施の形態１においては、インナレース
９と第２テーパーローラ３との接触面である端面が全て
油に浸かることが最も好ましい（請求項２に相当）。こ
れは以下の理由による。
【００４５】すなわち、第２テーパーローラ３の端面と
インナレース９との接触面は、スラスト方向に力が掛か
るのはもちろん、ラジアル方向の動きに対しても動きを
規制するため、大きなトルクがかかる。よって十分な潤
滑が必要とされるが、この接触端面への油の供給を考え
ると、油は遠心力により回転軸外方へ飛ばされる傾向に
あり、十分な油量が供給されにくい為である。
【００４６】また、前記ドラムサポート１１の内側円環
状部であり、かつテーパーローラベアリング６とスラス
トベアリング１９の間に、凹部を設けることにより、油
溜まり１６の容積を十分に確保でき、油溜まり１６内の
油温の上昇を防止することができる（請求項３に相
当）。
【００４７】また、スラストベアリング１９のレース１
５を内径方向に延長することによって堰を形成した（請
求項４に相当）。よって、特別な構成の変更を加えるこ
となく簡単に堰を形成することができ、これにより油溜
まり１６を構成することが可能となる。これにより、回
転軸に対してスラスト方向及びラジアル方向の両方に負
荷のかかるテーパーローラベアリングを効率よく潤滑す
る事が出来る。特に、アウトプットギヤ１から離れた位
置に存在する第２テーパーローラ３の端面とインナレー
ス９及びアウタレース１０との接触面は、アウトプット
ギヤ１やリダクションギヤ２０による油の掻き上げによ
る潤滑が期待できないため、特に有効に作用することが
できる。
【００４８】また、潤滑が十分に実行されることで、接
触面等の温度上昇を抑制することが可能となり、これに
より焼き付き防止や耐久性の向上を図ることができる。
また、この潤滑による具体的効果を測温実験により示
す。図４には、実施の形態１の拡大図を示す。この実施
の形態１は図３(ロ)に相当するもので、最下部を通るロ
ーラの端面の下側が全て油に浸かっているものである。
また、図５には、図４に示す及びの位置での測温実
験結果を示す。実線は堰を形成する前の温度、点線は堰
を形成後の温度である。尚、実験条件は入力回転数が６
０００ｒｐｍであり、ライン圧最大時とする。
【００４９】図５に示すように、堰形成前に比べて堰形
成後はでは約２／３、では約３／４程度低い油温で
安定している。
【００５０】よって、堰を形成し、油溜まり１６を設け
ることにより、最も負荷がかかるときでも第２テーパー
ローラ３の接触面、すなわち転動面３ａ、端面３ｂに十
分な潤滑油が供給されることが実験結果より分かる。
【００５１】（実施の形態２）図６には、本発明の実施
の形態２におけるテーパーローラベアリング潤滑構造の
構成図を示す。基本的構成は実施の形態１とほとんど同
じであるため、異なる点のみについて詳述する。
【００５２】［構成の説明］テーパーローラベアリング
３６のアウタレース４０はアクスルケース（固定部材）
に形成された隔壁４５に固定支持されている。この隔壁
４５のテーパーローラベアリング３６を介したアウトプ
ットギヤ３１の反対側には、堰４１がこの隔壁４５の内
周部を延長する形で構成されている。この堰４１の高さ
は、テーパーローラベアリング端面の下部が浸かるよう
形成されている。また、このテーパーローラベアリング
４０と堰４１の間には、第４油路４７が設けられ、堰４
１により構成された油溜まり４８に溜まった油は、第４
油路４７を通ってワンウェイクラッチ４６の潤滑を行う
よう構成されている。
【００５３】［潤滑行程］基本的な潤滑行程は、インプ
ットシャフト３７の軸心油路３７ａ→インプットシャフ
ト３７の第１油路４２→中空軸の第２油路→アウトプッ
トギヤ３１ボス部の第３油路を通って、第１及び第２テ
ーパーローラへと油が供給されることにより潤滑され
る。
【００５４】この油が、油溜まり４８に溜まることによ
り、第２テーパーローラ３３の転動面３３ａ及び端面３
３ｂを潤滑する。
【００５５】また、油溜まり４８に溜まった油は、第４
油路４７を通って、ワンウェイクラッチ４６を潤滑す
る。
【００５６】［実施の形態２の作用及び効果］以上説明
したように、本実施の形態２においては、堰が非回転部
材であるアクスルケースに固定された隔壁４５の端部に
配置されたワンウェイクラッチ４６のインナレースの内
径側の最下部が延長されることにより形成されているた
め、従来の部品の一部を延長するだけで、油溜まり４８
を構成することが可能となり、十分な潤滑をすることが
できる。また、ワンウェイクラッチ４６のインナレース
には、内径側と外径側とを連通する油路が形成されてい
るため、油溜まりに溜まった油を、ワンウェイクラッチ
４６に十分に供給することができる（請求項５に相
当）。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を表す全体構成図である。
【図２】実施の形態１のＡ断面を表す図である。
【図３】堰の高さによる油面の変化を表す図である。
【図４】実施の形態１の拡大断面図である。
【図５】実施の形態１の測温実験結果を表す図である。
【図６】実施の形態２を表す全体構成図である。
【図７】従来の技術を表す図である。
【符号の説明】
１ アウトプットギヤ ２ 第１テーパーローラ ３ 第２テーパーローラ ４ スナップリング ５ 保持器 ６ テーパーローラベアリング ７ インプットシャフト ８ ブッシュ ９ インナレース １０ アウタレース １１ ドラムサポート １２ ケース １３ クラッチドラム １４ ナット １５ レース（堰） １６ 油溜まり １７ ローラ １８ 保持器 １９ スラストベアリング ２０ リダクションギヤ ３１ アウトプットギヤ ３２ 第１テーパーローラ ３３ 第２テーパーローラ ３５ 保持器 ３６ テーパーローラベアリング ３７ インプットシャフト ３９ インナーレース ４０ アウタレース ４１ 堰 ４２ 第１油路 ４３ 第２油路 ４４ 第３油路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J063 AA01 AB12 AC04 BA11 CD02 XD12 XD32 XD43 XD62 XD73 XE14 XE38 XF14 3J067 AC12 BA58 EA90 FB33 FB34 3J101 AA14 AA16 AA25 AA32 AA42 AA43 AA53 AA54 AA62 CA05 CA14 FA32 GA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 遊星歯車で変速された回転を出力するア
    ウトプットギヤと、 前記アウトプットギヤのボス部外周に配置されたテーパ
    ーローラベアリングと、 内側円環状部でテーパーローラベアリングを支持する非
    回転部材と前記アウトプットギヤのボス部内周に配置さ
    れ、内部に潤滑油路を有する回転軸とを備えた自動変速
    機において、 前記非回転部材とアウトプットギヤのボス部との間であ
    り、かつ前記テーパーローラベアリングを介して前記ア
    ウトプットギヤの反対側に、高さを少なくともテーパー
    ローラ端面の一部と重なるように堰を形成し、該堰とテ
    ーパーローラベアリングとの間に前記潤滑油路からの油
    を溜める油溜まりを形成したことを特徴とするテーパー
    ローラベアリング潤滑構造。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のテーパーローラベアリ
    ング潤滑構造において、 前記堰の高さを、テーパーローラ端面全てと重なるよう
    に形成したことを特徴とするテーパーローラベアリング
    潤滑構造。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のテーパーローラ
    ベアリング潤滑構造において、 前記テーパーローラベアリングと前記堰の間であり、か
    つ前記非回転部材の内側円環状部に凹部を形成すること
    を特徴とするテーパーローラベアリング潤滑構造。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載のテーパ
    ーローラベアリング潤滑構造において、 前記堰は、前記非回転部材の端面に設けられた軸受部材
    のレース部材の内径側を突出することにより形成されて
    いることを特徴とするテーパーローラベアリング潤滑構
    造。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３に記載のテーパ
    ーローラベアリング潤滑構造において、 前記堰は、非回転部材の端部に配置されたワンウェイク
    ラッチのインナレースの内径側の最下部を延長すること
    により形成されており、前記ワンウェイクラッチインナ
    レースには、内径側と外径側とを連通する油路が形成さ
    れていることを特徴とするテーパーローラベアリング潤
    滑構造。
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