JP2005214312A - スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体 - Google Patents

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Abstract

【課題】 クラッチ用外輪11aを固定したステータ5を1対のスラストニードル軸受8aを構成する第二軌道輪27に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合でも、スラストニードル軸受8aの正常な機能を十分に確保する。
【解決手段】 上記各スラストニードル軸受8aを構成する第一軌道輪26aの側面で、上記クラッチ用外輪11aの内周面よりも外径側に、各ニードル28が転動する軌道部の全体を位置させる。
【選択図】 図2

Description

この発明に係るスラストころ軸受(スラストニードル軸受も含む。)付一方向クラッチ組立体は、例えば自動車用自動変速機(AT)用のトルクコンバータを構成するステータの回転支持部に組み込んで、固定軸に対しこのステータを一方向の回転のみを自在に支持すると共に、このステータに加わるアキシアル荷重を支承する為に利用する。
自動車の自動変速機用のトルクコンバータは、エンジンと自動変速機との間に組み込んで、このエンジンから取り出した回転力を、トルクコンバータフルードを介して自動変速機の入力軸に伝達する。一方、自動車の始動初期時には、エンジンから取り出した回転力を増大して、この入力軸に伝達する。図5は、この様なトルクコンバータの従来構造の1例を示している。このトルクコンバータは、カバー1に固定したポンプインペラ2と、このカバー1の内側に配置したタービンランナ3とを備える。このタービンランナ3は、トランスミッション(自動変速機)の入力軸4の端部に固定している。又、上記カバー1の内側で、上記ポンプインペラ2とタービンランナ3との間に、ステータ5を配置している。このステータ5は、図示しないハウジングに固設した軸部6の外径側に、一方向クラッチ7を介して設けており、この軸部6に対し一方向の回転のみを自在に支持している。そして、上記ステータ5が上記ポンプインペラ2の回転方向と同方向に回転する事を許容し、逆方向に回転する事を阻止する。又、このステータ5の羽根部が中心軸に対し傾斜している事に基づいて、このステータ5にはアキシアル方向(軸方向)の力が加わる。この為に、このステータ5の回転支持部に、上記一方向クラッチ7と、スラストころ軸受の一種であるスラストニードル軸受8、8とを組み合わせたスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9を設ける事により、上記アキシアル方向の力を支承自在としている。
上記スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9は、図6に詳示する様に、ステータ5の内周寄り部分に設けたボス部10と、このボス部10の内径側に設けた一方向クラッチ7とを備える。この一方向クラッチ7は、このボス部10に内嵌固定したクラッチ用外輪11と、このクラッチ用外輪11の内径側に配置した、前記軸部6の端部外周面にスプライン係合部により結合固定自在なクラッチ用内輪12と、これらクラッチ用外輪11の内周面とクラッチ用内輪12の外周面との間に設けた、それぞれがクラッチ部材である複数のスプラグ13とを備える。これら複数のスプラグ13は、外径側、内径側1対の保持器14、15のそれぞれ円周方向複数個所に設けたポケット内に、揺動自在に保持している。そして、これら外径側、内径側両保持器14、15の間にばね16を設ける事により、これら両保持器14、15が一方向に相対回転する様に弾力を付与している。この結果、上記一方向クラッチ7は、上記クラッチ用外輪11が上記クラッチ用内輪12に対し、一方向に回転する事を許容し、他方向に回転する傾向となる場合にその回転を阻止する。尚、この様な一方向クラッチ7の構造及び作用は、従来から周知である為、これ以上の詳しい説明は省略する。
又、上記ボス部10の軸方向一端部(図6の左端部)内周面に、全周に亙り内径側に突出した内向鍔部17を設けている。そして、このボス部10の本体部42の内側に、上記クラッチ用外輪11と複数のスプラグ13とクラッチ用内輪12とを配置すると共に、上記本体部42の軸方向他端部(図6の右端部)に、略円環状に形成したサポート部材18を内嵌している。又、この本体部42の軸方向他端部内周面に係止した係止リング19の片面(図6の左面)と、この本体部42の中間部内周面に形成した段差面20との間で上記サポート部材18の外周寄り部分を挟持し、上記ボス部10とこのサポート軸受18との分離を防止している。又、上記内向鍔部17及びサポート部材18により、上記クラッチ用外輪11と、上記一方向クラッチ7を構成するクラッチ用ケース21とを、軸方向両側から挟持している。更に、上記クラッチ用内輪12の軸方向両端面に、上記内向鍔部17及びサポート部材18の内側面の内周寄り部分を、微小隙間を介して対向させている。
一方、前記タービンランナ3の内周縁部には、第一の筒部22の外周面に固設した第一の外向鍔部23を内嵌固定すると共に、前記ポンプインペラ2の内周縁部には、第二の筒部24の外周面に固設した第二の外向鍔部25を内嵌固定している。そして、上記第一の外向鍔部23の片面(図6の右面)と上記ボス部10の内向鍔部17の外側面との間、及び上記第二の外向鍔部25の片面(図6の左面)と上記サポート部材18の外側面との間に、それぞれスラストニードル軸受8、8を設けている。これら各スラストニードル軸受8、8は、上記ボス部10の内向鍔部17及びサポート部材18の外側面に固定した第一軌道輪26、26と、これら各第一軌道輪26、26の外側面に対向する状態で配置した第二軌道輪27、27と、これら第一、第二両軌道輪26、27の間に放射状に、且つ、転動自在に設けられた、それぞれがころである複数個のニードル28、28とを備える。又、これら各ニードル28、28は、それぞれ保持器29、29により転動自在に保持している。又、上記各第二軌道輪27、27の外側面は、上記第一の筒部22に設けた第一の外向鍔部23の内側面と、上記第二の筒部24に設けた第二の外向鍔部25の内側面とに、それぞれ当接している。又、上記各第一軌道輪26、26の内周縁部を軸方向外方に折り曲げる事により内径側筒部30、30を設けると共に、前記ボス部10の内向鍔部17外側面の内周寄り部分に突出形成した筒部31と、上記サポート部材18の外側面の内周寄り部分に設けた筒部32とに、上記各内径側筒部30、30を外嵌固定している。この様なスラストニードル軸受8、8を設ける事により、前記ステータ5と、上記第一、第二の外向鍔部23、25とに加わる両方向のアキシアル荷重を支承自在としている。
尚、上記第一の筒部22は、前記トランスミッションの入力軸4の端部外周面に、スプライン係合部により結合固定する。又、図示の例の場合には、一方向クラッチ7の両側に1対のスラストニードル軸受8、8を設けたスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9に就いて説明したが、1個のスラストころ軸受を一方向クラッチの片側にのみ設ける場合もある。
上述の様に構成するトルクコンバータは、エンジンのクランクシャフトの回転力を、前記カバー1を介して前記ポンプインペラ2に伝達する。そして、このポンプインペラ2の回転力を、前記ステータ5により流れを規制されるトルクコンバータフルードにより前記タービンランナ3に伝達し、上記トランスミッションの入力軸4に取り出す。
上述の様なトルクコンバータに組み込むスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9の従来構造の場合、上記各スラストニードル軸受8、8を構成する第一軌道輪26、26の片面に、上記各ニードル28、28が転動する為の軌道部が位置している。又、これら各軌道部は、上記各スラストニードル軸受の径方向に関して、前記一方向クラッチ7を構成するクラッチ用外輪11の内周面よりも内径側に突出している。この為、ステータ5を前記第二軌道輪27、27に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合に、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9の互いに当接し合う構成部材同士の間に軸方向又は径方向の隙間が存在すると、上記第一軌道輪26、26が変形する可能性がある。そして、この様に第一軌道輪26、26が変形した場合に、この第一軌道輪26、26の一部に設けられた各ニードル28、28が転動する軌道部が変形して、スラストニードル軸受8、8の正常な機能を確保できなくなる(ステータ5を円滑に回転させる事ができなくなる)可能性がある。
又、上記第一軌道輪26、26は、上記ステータ5に設けたボス部10の内向鍔部17に設けた筒部31と、前記サポート部材18に設けた筒部32とに外嵌固定しているのに過ぎない。この為、トルクコンバータの組立時に於いて、上記スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9を取り扱う際に、上記第一軌道輪26、26が上記ステータ5及びサポート部材18から容易に分離してしまう可能性があり、トルクコンバータの組立作業が面倒である。
又、従来構造の場合には、上記ステータ5の内側に配置する一方向クラッチ7の各構成部材の位置決めの為に、上記サポート部材18を設けている。この為、部品点数が嵩み、組立作業が更に面倒になる事により、コストが嵩む原因となる。又、このサポート部材18と共に、上記ステータ5のボス部10の軸方向一端部から内径側に突出した内向鍔部17が必要になる為、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9の重量及び軸方向の寸法L2 が増大する原因となる。特に、図6に示した従来構造の様に、スラストニードル軸受8、8を構成する各ニードル28、28が、上記ステータ5の径方向に関して、前記クラッチ用外輪11の内周面と外周面との間からはみ出している場合には、上記ステータ5と前記第一、第二の外向鍔部23、25とに加わるアキシアル荷重により、上記各スラストニードル軸受8、8の各構成部材が変形し易い。この様な事情から、図6に示した従来構造の場合には、上記内向鍔部17や上記サポート部材18、更にはこれら各スラストニードル軸受8、8を構成する第一軌道輪26、26の厚さを大きくしているが、これら各部材17、18、26の厚さを大きくした場合には、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9の重量や軸方向の寸法L2 が、更に増大する原因となる。
これに対して、特許文献1には、スラストころ軸受を構成する第一軌道輪の直径方向長さを大きくして、この第一軌道輪の外周縁部の円周方向複数個所に係止部を設け、これら各係止部をステータのボス部の外周面に係止した、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体が記載されている。この様な構造の場合、上述の図6に示したスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9の場合に比べて、ステータと第一軌道輪とを一体的に取り扱い易くはなる。但し、上記特許文献1に記載された構造の場合も、上述の図6に示した構造の場合と同様に、各スラストニードル軸受を構成する軌道輪の片面で、一方向クラッチを構成するクラッチ用外輪の内周面よりも内径側に、各ニードルが転動する為の軌道部が位置している。この為、クラッチ用外輪を固定した部材であるステータを、上記第一軌道輪と共にスラストニードル軸受を構成する第二軌道輪に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合に、上記第一軌道輪の軌道部が変形して、スラストニードル軸受の正常な機能を確保できなくなる可能性がある。又、上記特許文献1に記載された構造の場合も、上述の図6に示したスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体の場合と同様に、一方向クラッチの位置決めの為にサポート部材を設けている。この為、部品点数が増大して、コストや重量、更には軸方向寸法が嵩む原因となる。
特開平9−177838号公報
本発明のスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体は、上述の様な事情に鑑みて、クラッチ用外輪を固定した部材を第二軌道輪に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合でも、スラストころ軸受の正常な機能を十分に確保すべく発明したものである。
本発明のスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体は、前述の図5〜6に示した従来構造と同様に、一方向クラッチと、この一方向クラッチを構成するクラッチ用外輪の片側に固定した、スラストころ軸受を構成する為の第一軌道輪と、この第一軌道輪の片面に対向する状態で配置された第二軌道輪と、これら第一、第二両軌道輪の間に放射状に、且つ、転動自在に設けられた複数個のころとを備える。
特に、本発明のスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体に於いては、上記第一軌道輪の側面で、上記一方向クラッチを構成するクラッチ用外輪の内周面よりも外径側に、上記各ころが転動する軌道部の全体を位置させている(各ころがクラッチ用外輪の内周面よりも外径側に位置する)。
上述の様に構成する本発明のスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体によれば、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体の互いに当接し合う構成部材同士の間に軸方向又は径方向の隙間が存在する場合で、クラッチ用外輪を固定した部材を第二軌道輪に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合でも、スラストころ軸受の正常な機能を十分に確保できる。この為、耐久性の向上を図れる。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、第一軌道輪の外周縁部に設けた係止部を、クラッチ用外輪の外周面に(他の部材を介する事なく)直接係止すると共に、この第一軌道輪の内周寄り部分で、一方向クラッチを構成するクラッチ用内輪の外周面よりも径方向内側に突出させた部分を、このクラッチ用内輪の軸方向端面に(他の部材を介する事なく)直接対向させる。
この好ましい構成によれば、組立作業時の各部品の取り扱いを容易に行なえる。又、自動車用自動変速機用のトルクコンバータでステータの回転支持部に使用する場合に従来必要であった、一方向クラッチの各構成部材の軸方向の位置決めの為のサポート部材と、上記ステータに設けたボス部の内径側部分で、一方向クラッチとスラストころ軸受との間に配置する内向鍔部とのうちの少なくとも一方を設ける必要がなくなる。この為、コストの低減を図れると共に、軽量化及び軸方向寸法の短縮化を図れる。
又、より好ましくは、スラストころ軸受を構成する各ころの軸方向両端面を、このスラストころ軸受の径方向に関して、クラッチ用外輪の内周面と外周面との間に位置させる。 このより好ましい構成によれば、第一軌道輪の厚さを小さくした場合でも一方向クラッチとこの一方向クラッチの両側に設けた部材とに加わるアキシアル荷重に拘らず、この第一軌道輪の変形をより生じにくくして、耐久性の更なる向上を図れる。この為、更なる軽量化及び軸方向寸法の短縮化を図れる。
図1〜4は、本発明の実施例を示している。本実施例のスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9aは、前述の図5〜6に示した従来構造と同様に、トルクコンバータを構成するステータ5の回転支持部に組み込んで使用するもので、このステータ5に設けたボス部10aの内径側に配置した一方向クラッチ7aと、この一方向クラッチ7aの軸方向両側に設けた1対のスラストニードル軸受8a、8bとを備える。尚、本実施例の特徴は、クラッチ用外輪11aを固定した部材であるステータ5を、第二軌道輪27、27を固定した部分である第一、第二の外向鍔部23、25に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合でも、スラストニードル軸受8a、8bの正常な機能を十分に確保すべく、これら各スラストニードル軸受8a、8bを構成する第一軌道輪26a、26bの軌道部の位置を工夫した点にある。その他の構造及び作用は、前述の図5〜6に示した従来構造の場合とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
本実施例の場合、ステータ5の内周寄り部分に設けたボス部10aに、上記クラッチ用外輪11aを内嵌固定すると共に、このクラッチ用外輪11aの外周面の軸方向一端部(図1〜2の左端部)に、小径段部33を設けている。又、この小径段部33の外周面の軸方向中央寄り部分に係止溝34を、全周に亙り設けている。又、上記1対のスラストニードル軸受8a、8bのうち、一方(図1の左方)のスラストニードル軸受8aを構成する第一軌道輪26aは、図3〜4に詳示する様に、円輪部35と、この円輪部35の外周縁部から連続させた円筒部36とを備え、この円筒部36の内周面の先端部で円周方向等間隔複数個所位置(図示の例の場合は4個所位置)を内径側に突出させる事により、係止部37、37を設けている。そして、上記小径段部33に上記円筒部36を締り嵌めにより外嵌固定すると共に、上記各係止部37、37を上記係止溝34に(他の部材を介する事なく)直接係止する事により、上記第一軌道輪26aを上記ステータ5に固定している。
又、上記第一軌道輪26aを構成する円輪部35の内周寄り部分を、上記一方向クラッチ7aを構成するクラッチ用内輪12の外周面よりも径方向内側に突出させると共に、この様に突出させた部分を、このクラッチ用内輪12の軸方向一端面(図1〜2の左端面)に(他の部材を介する事なく)直接対向させている。そして、本発明の場合には、上記第一軌道輪26aを構成する円輪部35で、上記クラッチ用外輪11aの内周面(外輪軌道)よりも外径側に、上記一方のスラストニードル軸受8aを構成する各ニードル28が転動する軌道部の全体を位置させている。更に、本実施例の場合には、これら各ニードル28の軸方向両端面を、上記一方のスラストニードル軸受8aの径方向に関して、上記クラッチ用外輪11aの小径段部33の外周面と、このクラッチ用外輪11aの内周面との間に位置させている。
一方、前記ステータ5のボス部10aの内周面の円周方向等間隔複数個所位置に係止溝38を、軸方向全長に亙って形成している。そして、上記クラッチ用外輪11aの外周面の円周方向等間隔複数個所に設けた係止突部39を、上記各係止溝38に係止している。又、上記1対のスラストニードル軸受8a、8bのうち、他方(図1の右方)のスラストニードル軸受8bを構成する第一軌道輪26bは、円輪状に形成すると共に、外周面の円周方向複数個所に設けた係止突部40を、上記各係止溝38に係止している。そして、上記クラッチ用外輪11aと他方のスラストニードル軸受8bを構成する第一軌道輪26bとを、軸方向に重ね合わせた状態で、このクラッチ用外輪11aの外周面に設けた各係止突部39と、上記第一軌道輪26bの外周面に設けた各係止突部40とを、上記ボス部10aの内周面の両端部に係止した1対の係止リング41、41により挟持している。又、この第一軌道輪26bの内周寄り部分を、上記クラッチ用内輪12の外周面よりも径方向内側に突出させると共に、この様に突出させた部分を、このクラッチ用内輪12の軸方向他端面(図1〜2の右端面)に(他の部材を介する事なく)直接対向させている。そして、上記第一軌道輪26bで、上記クラッチ用外輪11aの内周面(外輪軌道)よりも外径側に位置する部分に、上記他方のスラストニードル軸受8bを構成する各ニードル28が転動する軌道部の全体を位置させている。更に、これら各ニードル28の軸方向両端面を、上記他方のスラストニードル軸受8bの径方向に関して、上記クラッチ用外輪11aの軸方向他端部(図1の右端部)の外周面と内周面との間に位置させている。
上述の様に本実施例のスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9aの場合には、上記1対のスラストニードル軸受8a、8bを構成する第一軌道輪26a、26bで、上記クラッチ用外輪11aの内周面(外輪軌道)よりも外径側に、当該スラストニードル軸受8a、8bを構成する各ニードル28が転動する軌道部の全体を位置させている。この為、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9aの互いに当接し合う構成部材同士の間に軸方向又は径方向の隙間が存在する場合で、クラッチ用外輪11aを固定した部材であるステータ5を第二軌道輪27、27に対し傾斜させる方向の大きな荷重が加わった場合でも、スラストニードル軸受8a、8bの正常な機能を十分に確保できる。従って、耐久性の向上を図れる。
又、本実施例の場合には、1対のスラストニードル軸受8a、8bのうち、一方のスラストニードル軸受8aの第一軌道輪26aを構成する円筒部36の内周面に係止部37を設けると共に、これら各係止部37を、一方向クラッチ7aを構成するクラッチ用外輪11aの外周面に直接係止している。この為、上記第一軌道輪26aとこのクラッチ用外輪11aとを分離しにくくでき、組立作業時の各部品の取り扱いを容易に行なえる。又、本実施例の場合には、上記第一軌道輪26aの円輪部35の内周寄り部分により、上記クラッチ用外輪11aに対する、上記一方向クラッチ7aの他の構成部材の軸方向の位置決めを図れる。この為、自動車用自動変速機用のトルクコンバータでステータ5の回転支持部に使用する場合に従来必要であった、一方向クラッチ7aの各構成部材の軸方向の位置決めの為の、上記ステータ5及び各スラストニードル軸受8a、8bと別体のサポート部材18(図5、6参照)を設ける必要がなくなる。又、上記ステータ5に設けたボス部10aの内径側に、上記一方向クラッチ7aと他方のスラストニードル軸受8bとの間に配置する内向鍔部17(図5、6参照)を設ける必要もなくなる。この為、コストの低減を図れると共に、上記サポート部材18及び内向鍔部17を省略できた分、軽量化と軸方向寸法L1 の短縮化とを図れる。
更に、本実施例の場合には、上記1対のスラストニードル軸受8a、8bを構成する各ニードル28、28の軸方向両端面を、これら各スラストニードル軸受8a、8bの径方向に関して、クラッチ用外輪11aの内周面と外周面との間に位置させている。この為、上記各スラストニードル軸受8a、8bを構成する第一軌道輪26a、26bの厚さを小さくした場合でも、一方向クラッチ9aとこの一方向クラッチ9aの両側に設けた部材とに加わるアキシアル荷重に拘らず、これら各第一軌道輪26a、26bの変形を生じにくくして、耐久性をより向上できる。この為、重量をより軽減できると共に、軸方向寸法L1 をより短縮できる。この結果、本実施例の場合には、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9aの軸方向寸法L1 を、前述の図6に示したスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9の軸方向寸法L2 よりも小さくできる(L1 <L2 )。
尚、上述した実施例の場合には、スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体9aの軸方向両側に設ける1対のスラストニードル軸受8a、8bのうち、一方のスラストニードル軸受8aのみに請求項2に係る発明を適用した場合に就いて説明した。但し、請求項2に係る発明は、この様な構造に限定するものではなく、例えば、上記1対のスラストニードル軸受8a、8bの双方に、請求項2に係る発明を適用する事もできる。即ち、これら1対のスラストニードル軸受8a、8bのうち、他方のスラストニードル軸受8bを構成する第一軌道輪26bの外周縁部に係止部を設けると共に、この係止部をクラッチ用外輪11aの外周面に直接係止する事もできる。
本発明の実施例を示す、図6と同様の図。 図1の左半部の拡大断面図。 図2から、1対のスラストニードル軸受のうちの一方のスラストニードル軸受に使用する第一軌道輪のみを取り出して示す断面図。 図3の右方から見た図。 自動変速機用のトルクコンバータの1例を示す断面図。 一部を省略して示す、図5のA部拡大断面図。
符号の説明
1 カバー
2 ポンプインペラ
3 タービンランナ
4 入力軸
5 ステータ
6 軸部
7、7a 一方向クラッチ
8、8a、8b スラストニードル軸受
9、9a スラストころ軸受付一方向クラッチ組立体
10、10a ボス部
11、11a クラッチ用外輪
12 クラッチ用内輪
13 スプラグ
14 外径側保持器
15 内径側保持器
16 ばね
17 内向鍔部
18 サポート部材
19 係止リング
20 段差面
21 クラッチ用ケース
22 第一の筒部
23 第一の外向鍔部
24 第二の筒部
25 第二の外向鍔部
26、26a、26b 第一軌道輪
27 第二軌道輪
28 ニードル
29 保持器
30 内径側筒部
31 筒部
32 筒部
33 小径段部
34 係止溝
35 円輪部
36 円筒部
37 係止部
38 係止溝
39 係止突部
40 係止突部
41 係止リング
42 本体部

Claims (2)

  1. 一方向クラッチと、この一方向クラッチを構成するクラッチ用外輪の片側に固定した第一軌道輪と、この第一軌道輪の片面に対向する状態で配置された第二軌道輪と、これら第一、第二両軌道輪の間に放射状に、且つ、転動自在に設けられた複数個のころとを備えたスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体に於いて、上記第一軌道輪の側面で、上記一方向クラッチを構成するクラッチ用外輪の内周面よりも外径側に、上記各ころが転動する軌道部の全体を位置させた事を特徴とするスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体。
  2. 第一軌道輪の外周縁部に設けた係止部を、クラッチ用外輪の外周面に直接係止しており、この第一軌道輪の内周寄り部分で、一方向クラッチを構成するクラッチ用内輪の外周面よりも径方向内側に突出させた部分を、このクラッチ用内輪の軸方向端面に直接対向させた、請求項1に記載したスラストころ軸受付一方向クラッチ組立体。
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