JP2006518023A - スペーサ部材を備えたスラスト軸受 - Google Patents

Abstract

本発明は、スラスト軸受であって、半径方向で延びる区分（５）と軸方向で延びるリング状のフランジ（６）とを有する少なくとも１つのスラストレース（４）と、該スラストレース（４）の、半径方向で延びる区分（５）に沿って転動する多数のころと、リング状の形状を有する解離可能なスペーサ部材（１）とが設けられており、該スペーサ部材（１）が固定部材の助けを借りてスラストレース（４）に保持されており、その結果、脱落不能な１つのスラスト軸受装置が形成されている形式のものに関する。本発明によれば、リング状のスペーサ部材（１）に周方向で、互いに間隔を置いて張り出した複数の突出部（２．１）が設けられており、該突出部（２．１）の軸方向の長さが、２つの接続部分相互の所定の間隔により規定されているようにした。

Description

発明の使用分野
本発明は、スラスト軸受であって、半径方向で延びる区分と軸方向で延びるリング状の縁とを有する少なくとも１つのスラストレースと、該スラストレースの、半径方向で延びる区分に沿って転動する多数のころと、リング状の形状を有する解離可能なスペーサ部材とが設けられており、該スペーサ部材が固定部材の助けを借りてスラストレースに保持されており、その結果、脱落不能な１つの構成ユニットが形成されている形式のものに関する。

発明の背景
解離可能なスペーサ部材を備えたこの種のスラスト軸受は、特に自動車構造内の車両伝動装置（トランスミッション）で使用される。そのような伝動装置が組み立てられるとき、そのようなスラスト軸受は典型的にはフラットに第１の伝動装置部分に当て付けられている。所属の別の第２の伝動装置部分はスラスト軸受を介して第１の伝動装置部分に結合されている。スペーサ部材は、伝動装置の組み立て中に実施される計測に従って選択される。すなわち、その正しい軸方向の厚さは、互いに間隔を置いた伝動装置部分の、維持したい寸法に従って求められる。

スペーサ部材を備えたそのような上位概念を成すスラスト軸受は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１４１７５号明細書から公知である。このスペーサ部材はプラスチックから製作されており、リング状の形状を有している。上位概念を成す別のスラスト軸受は、アメリカ合衆国特許第４７３３９７９号明細書から公知である。このスペーサ部材はやはりリング状に形成されており、スラストレースに結合されている。上記アメリカ合衆国特許明細書の図１２に示されているように、互いに回転可能な２つの部分はこのスラスト軸受を介して互いに結合されている。その際、両部分間の必要な間隔はスラスト軸受と、スラスト軸受に固定されたスペーサディスクとにより規定されている。

しかし、実際の使用においては、同種の使用事例であっても、支承したい部分の間には常に異なる差が発生する。このことはやはり、この製作に起因する公差が、例えば同じ寸法を有する一連の伝動装置内でも、個々の事例で異なることを意味する。すなわち、一連の伝動装置内での構成部分同士の異なる間隔はスラスト軸受だけでは補償しきれない。個々の事例で、相応の伝動装置が計測され、当該の軸受が計測結果に応じて選択されたスペーサ部材を有していなければならない。その結果、必要な公差が保たれている。このことはやはり、軸方向での厚さが異なる多数のスペーサ部材が準備されなければならないことを意味する。従来の背景技術によれば、このスペーサ部材は、種々異なる出発厚さを有する材料から製作される。結果的に、既に工具技術的な理由から、種々異なる厚さを有するスペーサ部材のそのような製作は極めて手間がかかる。

発明の要旨
それゆえ、本発明の課題は、組み合わされるこの種のスラスト軸受装置をより安価に製作することである。

本発明により、上記課題は、請求項１の特徴部に記載された特徴に従って、その上位概念部との関連で、リング状のスペーサ部材が、周方向で互いに間隔を置いて張り出した突出部を有しており、該突出部の軸方向の長さが、スラスト軸受により回転可能に結合したい２つの接続部分の、維持したい間隔により規定されていることにより解決される。

本発明によるスペーサ部材の利点は特に、スペーサ部材が、従来の背景技術とは異なり、同じ厚さの出発材料から製作され得る点にある。つまり、簡単な手段により、スラスト軸受のための、その他の部分は同じ寸法でありながら、異なる軸方向の長さを有する一連のスペーサ部材が製作可能である。突出部の、異なる軸方向の長さは簡単に、僅かに変更されるだけでよい型打加工パンチにより可能とされる。つまり、同じタイプの、ただし異なる軸方向の長さを有するスペーサ部材のために、唯一の工具が必要とされるにすぎない。

本発明によるスペーサ部材の、別の本質的な利点は、スペーサ部材が、互いに間隔を置いて張り出した突出部により、平坦な当て付け面を有していない点にある。こうして、そのようなスラスト軸受を通したオイル通流が大幅に改善され、このことは特に伝動装置構造において、後続の消費機器が相応のオイル圧で負荷されていなければならないときに決定的な意味を有している。

本発明の別の有利な構成は、従属請求項２から７に記載されている。

請求項２によれば、突出部が円形に形成されているべきである。

請求項３に基づく別の付加的な特徴によれば、スペーサ部材が金属材料から製作されており、かつ突出部が型打加工プロセスにより製作されているべきである。

スペーサ部材の特に有利な構成は請求項４に記載されている。請求項４によれば、スペーサ部材が、周方向で互いに間隔を置いていて軸方向で延びる３つの保持片を有しており、該保持片に、半径方向で延びる保持突起が設けられている。この構成により、スペーサ部材の、スラスト軸受への正確な当て付けが保証されている。

請求項５によれば、保持片が、リング状のスペーサ部材の外周または内周に配置されている。このことは、所属のスラスト軸受が内側でガイドされているか、外側でガイドされているかに依る。

請求項６に基づく本発明の別の特徴によれば、スラストレースの、軸方向で延びる縁に、均等に周方向で互いに間隔を置いていて半径方向で延びる複数のセグメント状の膨出部が設けられており、縁が、２つのセグメント状の膨出部の間に、１つの空隙を有している。この構成により、一方では両構成部分相互の回動を阻止することが保証されており、他方では固定的な保持による脱落不能な構成ユニットの形成が可能であることが保証されている。

最後に請求項７から、本発明により形成されたスペーサ部材の特別な使用事例が見て取れる。請求項７によれば、被せ嵌められたスペーサ部材を備えたそのようなスラスト軸受が、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ、すなわち、回転軸線を中心に回転するハウジングがポンプインペラに結合されており、該ポンプインペラに軸方向で対向して、回転軸線を中心にポンプインペラに対して相対的に回転可能なタービンランナが配置されており、ポンプインペラとタービンランナとの間に、回転軸線を中心に相対的に回転可能なステータが配置されているハイドロダイナミック式のトルクコンバータで使用されており、該ステータがハウジング内でポンプインペラおよびタービンランナにその都度１つのスラスト軸受を介して支持されており、その際、ステータとポンプインペラとの間に存在するスラスト軸受に、リング状のスペーサ部材が設けられている。

以下に本発明の実施例について詳説する。

図面の簡単な説明
図１：本発明により形成されたスペーサ部材の斜視図である。
図２：スペーサ部材および本発明により形成されたスラストレースの斜視図である。
図３：このスラストレースを下から見た斜視図である。
図４：ころリングが嵌め込まれた所属の第２のスラストレースを示す図である。
図５および図６：完成したスラスト軸受の斜視図である。
図７および図８：完成した本発明によるスラスト軸受の平面図である。
図９：図７に示した線ＩＸ−ＩＸに沿ったスラスト軸受の断面図である。
図１０：図９の抜粋拡大図である。
図１１：従来の背景技術に基づくトルクコンバータの概略図である。
図１２：本発明によるスラスト軸受装置を備えたトルクコンバータのステータの縦断面図である。
図１３および図１４：図１２の抜粋拡大図である。

図面の詳細な説明
図１および図２から見て取れるように、本発明によるスペーサ部材１は、リング状の半径方向の区分２から成る。この半径方向の区分２には、周方向で互いに間隔を置いた多数の突出部２．１が設けられている。これらの突出部２．１は本例では円形に構成されており、金属から成るスペーサ部材から、材料の移動、例えば型打加工プロセス（Ｐｒａｅｇｅｖｏｒｇａｎｇ）により製作される。本発明の本質的な意味は、スペーサ部材１のその他の部分が完全に等しい寸法を有しているなかで、これらの突出部２．１だけが、種々異なる軸方向の長さを有している点にある。同じ出発材料から、突出部２．１の軸方向の長さだけが異なる一連のスペーサ部材１が製作されることができる。その軸方向の長さは、支承したい部分の間隔によってのみ規定されている。さらに、図１および図２から見て取れるように、スペーサ部材１の、半径方向で延びる区分２の外周には、周方向で互いに均等に間隔を置いた３つの箇所に、保持片３が設けられている。保持片３は軸方向で延びており、半径方向を指向するその都度１つの保持突起３．１を有している。本事例では、この保持突起３．１が半径方向内側に向かって方向付けられている。それというのも、保持片３が、半径方向の区分２の外周に配置されているからである。図２に見て取れるように、本発明によるスペーサ部材１は、一貫した平坦な当て付け面を有しているわけではない。本発明によるスペーサ部材１の当て付け面は、軸方向の突出部２．１の合計から成る。周方向で突出部と突出部との間には空間２．２が形成されていることが見て取れる。空間２．２は特に特定の使用事例において、そのような軸受装置のオイル通流にとって有意義である。

図２および図３には、スラストレース（もしくはスラスト走行ディスク：Ａｘｉａｌｌａｕｆｓｃｈｅｉｂｅ）４が示されている。スラストレース４には、本発明により形成されたスペーサ部材１がスナップ式に被せ嵌められる。スラストレース４は、転動体のための走行軌道を形成する半径方向で延びる区分５と、外周に軸方向で延びる縁６とから成る。この外側の縁６には、周方向で互いに間隔を置いていて半径方向で延びる複数のセグメント状の膨出部６．１が設けられている。本事例では、スラストレース４に６つのそのような類の膨出部６．１が設けられている。それというのも、スペーサ部材１が３つの保持片３を有しているからである。スラストレースの、軸方向で延びる縁６には、その周囲に沿って均等に互いに間隔を置いた空隙６．２が設けられている。空隙６．２はその都度、ゼグメント状の膨出部６．１により周方向で画定されている。これらの空隙６．２は軸受装置を通したオイル通流を促す、つまりオイル溝として機能する。縁６の、これらの空隙６．２に続いて、縁６は、半径方向内側に向かって方向付けられた保持突起６．３を有している。保持突起６．３は、図示されていない転がり軸受保持器の背後に回り込んで形状結合式（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）に係合する。

さらに図２からは、スペーサ部材１が矢印方向でスラストレース４に簡単にクリップ留めされ得ることが見て取れる。それというのも、互いに間隔を置いたセグメント状の膨出部６．１により、プレセンタリングが行われているからである。スペーサ部材１はその保持片３でもって、保持片３が、間隔を置いた２つのセグメント状の膨出部６．１の間の空間内に係入するように当て付けられる。このようにして、スラストレース４およびスペーサ部材１の相互の回動が著しく制限されてのみ可能であることが保証されている。この回動は、スペーサ部材１の保持片３がスラストレース４のセグメント状の膨出部６．１に当接するまで実施され得るにすぎない。さらに図２からは、スペーサ部材１に３つの保持片３が配置されていることに基づいて、スペーサ部材１を簡単にばね弾性によりスラストレース４に被着させ得ることが見て取れる。保持片３の保持突起３．１が外側の縁６の空隙６．２内に係止させられると、スラストレース４およびスペーサ部材１の、脱落不能な保持が提供されている。

図４には、第２のスラストレース７が示されている。第２のスラストレース７の半径方向の区分８は目視不能であり、ころリング１０のための走行軌道を成す。ころリング１０は、保持器１０．１と、保持器１０．１内に収容されたころ１０．２とから形成されている。他方のスラストレース４とは異なり、第２のスラストレース７はその内周に、軸方向で延びる縁９を有している。縁９には、均等に周方向で互いに間隔を置いた空隙９．１が設けられている。空隙９．１には、折り曲げられた回動防止部９．２が配置されている。回動防止部９．２は、図示されていない接続構造の、所属の切欠き内に係入する。これらの空隙もオイル溝として役立ち、軸受を通した潤滑剤通流を促す。さらに、内側の縁９には複数の保持突起９．３が設けられている。保持突起９．３は半径方向外側を指向しており、ころリング１０の保持器１０．１の背後に回り込んで係合する。その結果、両構成部分は互いに保持されている。

図５および図６には、本発明により構成されたスラスト軸受装置が図示されている。スラスト軸受装置は第１のスラストレース４と第２のスラストレース７とから成る。第１のスラストレース４と第２のスラストレース７との間には、ころリング１０が配置されている。スラストレース４がその外周に縁６を有しているのに対し、第２のスラストレース７は縁９をその内周に有している。このようにして、閉鎖された脱落不能な軸受装置が形成されている。

最後に図７、図８、図９および図１０には、完成したスラスト軸受構成ユニットが、様々な視点からもしくは断面で示されている。以下、特に図１０に示した拡大図を参照しながら説明する。それによれば、完成したスラスト軸受構成ユニットはころリング１０から成る。ころリング１０のころ１０．２は保持器１０．１内でガイドされている。この軸受は両スラストレース４，７を有している。その際、スラストレース４にはその外周に縁６が設けられている。他方のスラストレース７では、縁９が内周に配置されている。両スラストレース４，７の、半径方向の区分５，８は、ころ１０．２のための所属の走行軌道を形成する。

さらに見て取れるように、縁９は、半径方向外側に向かって方向付けられている保持突起９．３でもって、保持器１０．１を取り巻くように係合する。スペーサ部材１はその半径方向の区分２でもってスラストレース４もしくはその半径方向の区分５に被せられており、保持片３の保持突起３．１でもってスラストレース４の外側の縁６の空隙６．２内に係入する。さらに図示されているように、スペーサ部材１の、半径方向の区分２から軸方向で突出部２．１が張り出している。この突出部は軸方向の長さｌを有している。この軸方向の長さｌは、所定の組み付け条件に応じて、種々異なる値を取ることができる。

図１１に示した公知のトルクコンバータは伝動装置ハウジング内に配置されており、ポンプインペラ（ポンプ車）１１と、これに対向して位置するタービンランナ（タービン車）１２と、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間に存在するステータ（案内車）１３とを有している。ステータ１３の両端面にはスラスト軸受１４，１５が存在している。一方のスラスト軸受１４は、回転可能なポンプインペラ１１を支持するために役立ち、それに対して、他方のスラスト軸受１５は回転可能なタービンランナ１２を支持するために役立つ。ポンプインペラ１１は直接内燃機関のクランク軸に結合されており、それに対して、タービンランナ１２は伝動装置入力軸に連結されている。ステータ１３はワンウェイクラッチ１６を介して伝動装置ハウジングに結合されている。ポンプインペラ１１はオイルをポンプインペラの羽根により遠心力の結果として外方にタービンランナ１２に向けて圧送し、これを駆動する。タービンランナ１２の羽根はオイルをステータ１３の羽根に向けて変向する。ステータ１３はやはりオイルをポンプインペラ１１に供給する。ポンプインペラ１１、タービンランナ１２およびステータ１３はその共通の回転軸線１７を中心に回転する。

ハイドロダイナミック式のトルクコンバータの構造および機能形式の詳細な説明はここでは省略する。それというのも、当業者にとって十分に公知なことであるからである。ハイドロダイナミック式のトルクコンバータについての詳細な説明は、例えば専門図書『Ｖｉｅｗｅｇ Ｈａｎｄｂｕｃｈ Ｋｒａｆｔｆａｈｒｚｅｕｇｔｅｃｈｎｉｋ（：Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ．Ｖｉｅｗｅｇ＆Ｓｏｈｎ出版、Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ）』や、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４３０１３号明細書、ドイツ連邦共和国特許第３６０６７０７号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７１２６５９号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１３４３６９号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４６３３３号明細書から見て取れる。

この関連で、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータが「膨張（Ｂｌａｅｈｅｎ）」する傾向を有していることが当業者の間で知られている。「膨張」とは、コンバータが高いオイル圧に基づいて軸方向で変形する可能性があることと理解されるべきである。この膨張はトルクコンバータの開発時に、一方ではステータ１３とポンプインペラ１１との間に、他方ではステータ１３とタービンランナ１２との間に、計測により求め得る間隔寸法が軸方向で保たれていることにより考慮される。このことは、右側に配置された軸受１４では、スペーサディスクが嵌め込まれることにより実施される。ただし、スペーサディスクは軸受１４に結合されていない。この図示されていないスペーサディスクは、ステータ１３と、スラスト軸受１４の左側のスラストレースとの間に配置されている。その際の欠点は、このスペーサディスクによりスラスト軸受１４のためのガイド面が失われてしまう点にある。極端な場合には、軸受が、トルクコンバータの強い拡張時にその座から脱落することが発生する可能性もある。収縮時に、脱落した軸受に関して、トルクコンバータの早期的な失陥をもたらしかねない深刻な問題が生じる可能性がある。

図１２もしくはその一部を拡大した図１３には、本発明によるスラスト軸受装置が設けられているステータ１３の縦断面図が示されている。特に図１３から見て取れるように、ステータ１３には肩部１３．１が設けられている。肩部１３．１には、少なくとも部分的に溝１３．２が穿設されている。図示されていないが、スラストレース７の縁９には突出部が設けられている。この突出部が溝１３．２内に係入する。その結果、軸受装置全体は軸方向でステータ１３から滑落することがなくなる。さらに見て取れるように、肩部１３．１の、符号ｂを付与した軸方向の幅はスラストレース７のためのガイド面として１００％使用可能である。すなわち、スラストレース７の、所属の縁９は、その軸方向の全幅で、ステータ１３の肩部１３．１に座着する。所属の別のスラストレース４には、既に述べたようにスペーサ部材１が設けられている。その結果、半径方向の区分２はその突出部２．１でもって、図１１に示したトルクコンバータカバーの軸方向で延びる。

従来の背景技術によれば、図示されていないスペーサディスクはスラストレース７とステータ１３の当て付け面１３．３との間に配置されている。このことから、そこに配置されたスラスト軸受のためのガイド面ｂが減じられる、すなわちスラスト軸受が右方向に移動させられることが導き出される。この図示されていないスペーサディスクを取り外さなければならない場合、スラスト軸受全体をステータ１３から取り除かなければならない。

これに対して、このことは本発明による軸受装置では不要である。それというのも、スペーサ部材１が、支持したい構成部分の方向で方向付けられているからである。不十分な幅のスペーサ部材が使用されていること、すなわち突出部２．１の軸方向の長さが間違っていることが確認されると、スペーサ部材１だけを取り外せばよく、背景技術のように軸受装置全体を取り外す必要はない。図１３に示したスラスト軸受装置は内側でガイドされている。すなわち、スラスト軸受はその内側の直径でもってステータ１３に座着している。この事例では、スペーサ部材１の外周に保持片３が設けられているように構成されなければならない。

最後に図１４には、外側でガイドされるスラスト軸受を支持するステータ１３が示されている。このことは、このスラスト軸受装置がそのスラストレース７でもって外側のショルダ１３．１に支持されていることを意味する。結果として、スペーサ部材１にはその内周に保持片３が設けられている。

本発明により形成されたスペーサ部材の斜視図である。 スペーサ部材および本発明により形成されたスラストレースの斜視図である。 このスラストレースを下から見た斜視図である。 ころリングが嵌め込まれた所属の第２のスラストレースを示す図である。 完成したスラスト軸受の斜視図である。 完成したスラスト軸受の斜視図である。 完成した本発明によるスラスト軸受の平面図である。 完成した本発明によるスラスト軸受の平面図である。 図７に示した線ＩＸ−ＩＸに沿ったスラスト軸受の断面図である。 図９の抜粋拡大図である。 従来の背景技術に基づくトルクコンバータの概略図である。 本発明によるスラスト軸受装置を備えたトルクコンバータのステータの縦断面図である。 図１２の抜粋拡大図である。 図１２の抜粋拡大図である。

符号の説明

１．１ スペーサ部材、 ２ 半径方向の区分、 ２．１ 突出部、 ２．２ 空間、 ３ 保持片、 ３．１ 保持突起、 ４ スラストレース、 ５ 半径方向の区分、 ６ 縁、 ６．１ セグメント状の膨出部、 ６．２ 空隙、 ６．３ 保持突起、 ７ スラストレース、 ８ 半径方向の区分、 ９ 縁、 ９．１ 空隙、 ９．２ 回動防止部、 ９．３ 保持突起、 １０ ころリング、 １０．１ 保持器、 １０．２ ころ、 １１ ポンプインペラ、 １２ タービンランナ、 １３ ステータ、 １３．１ 肩部、 １３．２ 溝、 １３．３ 当て付け面、 １４ スラスト軸受、 １５ スラスト軸受、 １６ ワンウェイクラッチ、 １７ 回転軸線、 ｂ 幅、 ｌ 軸方向の長さ

Claims (7)

1. スラスト軸受であって、半径方向で延びる区分（５）と軸方向で延びるリング状の縁（６）とを有する少なくとも１つのスラストレース（４）と、該スラストレース（４）の、半径方向で延びる区分（５）に沿って転動する多数のころと、リング状の形状を有する解離可能なスペーサ部材（１）とが設けられており、該スペーサ部材（１）が固定部材の助けを借りてスラストレース（４）に保持されており、その結果、脱落不能な１つの構成ユニットが形成されている形式のものにおいて、リング状のスペーサ部材（１）が、周方向で互いに間隔を置いて張り出した突出部（２．１）を有しており、該突出部（２．１）の軸方向の長さが、スラスト軸受により回転可能に結合したい２つの接続部分の、維持したい間隔により規定されていることを特徴とする、スペーサ部材を備えたスラスト軸受。
2. 突出部（２．１）が円形に形成されている、請求項１記載のスラスト軸受。
3. スペーサ部材（１）が金属材料から製作されており、かつ突出部（２．１）が型打加工プロセスにより製作されている、請求項１記載のスラスト軸受。
4. スペーサ部材（１）が、周方向で互いに間隔を置いていて軸方向で延びる３つの保持片（３）を有しており、該保持片（３）に、半径方向で延びる保持突起（３．１）が設けられている、請求項１記載のスラスト軸受。
5. 保持片（３）が、リング状のスペーサ部材（１）の外周または内周に配置されている、請求項１記載のスラスト軸受。
6. スラストレース（４）の、軸方向で延びる縁（６）に、均等に周方向で互いに間隔を置いていて半径方向で延びる複数のセグメント状の膨出部（６．１）が設けられており、縁（６．１）が、２つのセグメント状の膨出部（６．１）の間に、１つの空隙（６．２）を有している、請求項１記載のスラスト軸受。
7. スラスト軸受が、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ、すなわち、回転軸線（１７）を中心に回転するハウジングがポンプインペラに結合されており、該ポンプインペラに軸方向で対向して、回転軸線（１７）を中心にポンプインペラ（１１）に対して相対的に回転可能なタービンランナ（１２）が配置されており、ポンプインペラ（１１）とタービンランナ（１２）との間に、回転軸線（１７）を中心に相対的に回転可能なステータ（１３）が配置されているハイドロダイナミック式のトルクコンバータで使用されており、該ステータ（１３）がハウジング内でポンプインペラ（１１）およびタービンランナ（１２）にその都度１つのスラスト軸受を介して支持されており、その際、ステータ（１３）とポンプインペラ（１１）との間に存在するスラスト軸受に、リング状のスペーサ部材（１）が設けられている、請求項１記載のスラスト軸受。

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