JP2008101764A - 変速機の回転部材支持構造および遊星歯車支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の剛性を維持しつつ軸方向の厚み寸法を削減し、かつ潤滑性に優れたスラストころ軸受を備える変速機の回転軸支持構造を提供する。
【解決手段】変速機は、入力軸および出力軸を含む回転部材と、入力軸の回転を任意に選択された回転比で変速して出力軸に伝達する変速機構と、回転部材の回転によって生じるスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを備える。スラストころ軸受１１に注目すると、ころと、内周環状部１４、外周環状部１５、および内周環状部１４と外周環状部１５との間に放射状に配置される複数の柱部１６とを有し、隣接する柱部１６の間にころを収容する複数のポケット１８が形成されている金属製保持器１３とを備える。そして、柱部１６には、その厚み方向一方側および他方側のうちの少なくとも一方の壁面に潤滑油を保持する凹部１９が設けられている。
【選択図】図５

Description

この発明は、自動車等の変速機や遊星歯車機構において、回転によって生じるスラスト荷重を支持する支持構造に関するものである。

自動車のオートマチックトランスミッション等に使用されるスラストころ軸受は、例えば、特開平９−７９２６９号公報（特許文献１）に記載されている。図１８を参照して、同公報に記載されているスラストころ軸受１０１は、針状ころ１０２（図１８では図示省略）と、内周環状部１０３、外周環状部１０４、および内周環状部１０３と外周環状部１０４との間に放射状に配置される複数の柱部１０５を有し、隣接する柱部１０５の間に針状ころ１０２を収容するポケット１０６が形成されている保持器１０７とを備える。

上記構成のスラストころ軸受１０１は、ころ１０２と軌道面とが線接触するので、軸受投影面積が小さいわりに高負荷容量と高剛性が得られるという利点がある。

なお、上記構成の保持器１０７は、生産性および経済性に優れている合成樹脂を射出成型して製造する樹脂製保持器である。また、図１９を参照して、柱部１０５には、一方側の壁面に柱部１０５の厚みを減じる肉盗み部１０８と、ポケット１０６に対面する壁面に針状ころ１０２の脱落を防止するころ止め部１０９とが形成されている。

上記公報に記載されているスラストころ軸受１０１は、保持器１０７のころ止め部１０９に隣接する位置に肉盗み部１０８を設けることにより、ころ止め部１０９の弾性変形能を高めることができる。その結果、射出成型の型抜き時の抵抗を低減することができると記載されている。
特開平９−７９２６９号公報

近年、オートマチックトランスミッション等のコンパクト化が進んでおり、それに伴って、これらの機器に使用されるスラストころ軸受１０１の軸方向の厚み寸法削減の要望が強くなっている。

ここで、スラストころ軸受１０１の軸方向の厚み寸法を減じるためには、保持器１０７の板厚を薄くしなければならない。しかし、合成樹脂で形成されている保持器１０７は、剛性確保の観点から厚み寸法の削減には限界がある。これは、特に大径のスラストころ軸受１０１において顕著である。

また、近年では、自動車の低エミッション化に伴って、オートマチックトランスミッション等の駆動部分の潤滑油量も削減されている。その結果、希薄潤滑下で使用可能なスラストころ軸受が求められている。

そこで、この発明の目的は、保持器の剛性を維持しつつ軸方向の厚み寸法を削減し、かつ潤滑性に優れたスラストころ軸受を採用した変速機の回転部材支持構造、および遊星歯車支持構造を提供することである。

この発明に係る変速機の回転部材支持構造は、入力軸および出力軸を含む回転部材と、入力軸の回転を任意に選択された回転比で変速して出力軸に伝達する変速機構と、回転部材の回転によって生じるスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを備える。スラストころ軸受に注目すると、ころと、内周環状部、外周環状部、内周環状部と外周環状部との間に放射状に配置される複数の柱部、および柱部の厚み方向一方側および他方側のうちの少なくとも一方の壁面に潤滑油を保持する凹部を有し、隣接する柱部の間にころを収容する複数のポケットが形成されている金属製の保持器とを有する。

上記構成のスラストころ軸受は、保持器の壁面に潤滑油を保持する凹部を設けたので、保油性が向上する。なお、本明細書中「保油性」とは、外部から供給される潤滑油が軸受内部に留まる性質を指すものとする。すなわち、上記構成のスラスト軸受においては、外部から供給された潤滑油が保持器に設けられた油だまりとしての凹部内に留まる。そして、凹部から徐々に流出する潤滑油がころの転動面を潤滑するので、希薄潤滑下でも潤滑性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

ここで、十分な量の潤滑油が供給される環境で使用されるスラストころ軸受には、高い通油性が求められる。すなわち、潤滑油の流入および排出をスムーズにすることにより、軸受内部の塵埃や摩耗粉を除去したり、潤滑油による攪拌抵抗の増大を防止したりすることが重要である。

一方、希薄潤滑下で使用されるスラストころ軸受には、軸受内部に常に潤滑油を保持し、ころの転動面に潤滑油を常時供給できる状態にしておくことが重要になる。つまり、この発明に係るスラストころ軸受は、希薄潤滑環境下での使用に適しているといえる。

また、上記構成のスラストころ軸受に採用される保持器は、鋼等の金属材料で形成された金属製保持器である。これにより、厚み寸法を削減しても保持器に必要な剛性を維持することができる。

このように、上記構成のスラストころ軸受は、自動車や自動二輪車等の変速機のように希薄潤滑下で、かつ軸方向寸法の削減が求められる機器に採用する軸受として好適である。なお、「変速機」とは、オートマチックトランスミッションや無段変速機（ＣＶＴ）等を含む概念である。

一実施形態として、変速機構は、入力軸に嵌合固定される第１の固定コーンおよび入力軸に嵌合して軸方向に移動可能な第１の移動コーンとを含む第１のプーリと、出力軸に嵌合固定される第２の固定コーンおよび出力軸に嵌合して軸方向に移動可能な第２の移動コーンとを含む第２のプーリと、第１のプーリおよび第２のプーリに掛け渡されて第１のプーリの回転を第２のプーリに伝達する伝達部材とを備える。そして、スラストころ軸受は、第１のプーリおよび第２のプーリのうちの少なくとも一方の端面に当接するように配置される。

他の実施形態として、変速機構は、入力軸に接続される入力側回転部材と、出力軸に接続される出力側回転部材と、入力側回転部材と一体回転する第１の摩擦板と、第１の摩擦板と軸方向に対面するように配置され、出力側回転部材と一体回転する第２の摩擦板とを含み、第１の摩擦板と第２の摩擦板とが接触することによって入力側回転部材の回転を出力側回転部材に伝達するクラッチを有する。そして、スラストころ軸受は、入力側回転部材と出力側回転部材との間に配置される。

さらに他の実施形態として、変速機構は、入力軸および出力軸のうちの一方に接続される内方部材と、他方に接続される外方部材と、内方部材と外方部材との間に配置される複数の転動子とを含み、内方部材と外方部材との間で一方方向への回転を伝達し、他方方向への回転を伝達しない一方向クラッチを有する。そして、スラストころ軸受は、内方部材および外方部材のうちの少なくとも一方の端面に当接するように配置される。

この発明に係る遊星歯車支持構造は、太陽歯車と、内歯歯車と、太陽歯車および内歯歯車の間に配置される複数の遊星歯車と、複数の遊星歯車に接続される遊星キャリアと、遊星歯車の端面に当接するように配置されるスラストころ軸受とを備える。スラストころ軸受に注目すると、ころと、内周環状部、外周環状部、内周環状部と外周環状部との間に放射状に配置される複数の柱部、および柱部の厚み方向一方側および他方側のうちの少なくとも一方の壁面に潤滑油を保持する凹部を有し、隣接する柱部の間に前記ころを収容する複数のポケットが形成されている金属製の保持器とを有する。

この発明によれば、保持器の壁面に凹部を設けたことにより、保油性の高いスラストころ軸受用保持器、およびこのような保持器を採用することにより、希薄潤滑下でも潤滑性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

また、保持器を金属材料によって形成することにより、厚み寸法を削減しても剛性を維持することができる。その結果、コンパクト化が進む機器での使用に適したスラストころ軸受を得ることができる。

このように、上記構成のスラストころ軸受は、自動車や自動二輪車等の変速機や遊星歯車機構のように希薄潤滑下で、かつ軸方向寸法の削減が求められる機器に採用する軸受として好適である。

図１〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１およびスラストころ軸受用保持器１３を説明する。なお、図１はスラストころ軸受１１の表面図、図２はスラストころ軸受１１の裏面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶにおける断面図、図５は図１のＰ部の拡大図である。

この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１は、複数のころ１２と、複数のころ１２を保持するスラストころ軸受用保持器１３（以下、「保持器１３」という）とを備えるケージ＆ローラタイプの軸受である。

図１および図２を参照して、保持器１３は、内周環状部１４と、内周環状部１４の径方向外側に位置する外周環状部１５と、内周環状部１４および外周環状部１５の間に放射状に配置される柱部１６とを有する。また、各柱部１６の表面（「厚み方向一方側の壁面」を指す）および裏面（「厚み方向他方側の壁面」を指す）には、それぞれ凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ（以下、総称して「凹部１７」という）が設けられている。さらに、隣接する柱部１６の間には、ころ１２を転動自在に保持する複数のポケット１８が形成されている。

図１を参照して、保持器１３の表面の凹部１７ａ，１７ｂは、各柱部１６の２箇所に径方向の位置をずらして設けられている。具体的には、径方向内側に設けられた内周側凹部１７ａと、径方向外側に設けられた外周凹部１７ｂとを含む。そして、複数の内周側凹部１７ａおよび外周側凹部１７ｂは、それぞれスラストころ軸受１１の回転軸心を中心とする円ｃ_１，ｃ_２の円周上に位置する。また、この実施形態においては、凹部１７は矩形形状である。

一方、図２を参照して、保持器１３の裏面の凹部１７ｃは、各柱部１６の径方向中央部に設けられている（「中央凹部１７ｃ」という）。また、複数の中央凹部１７ｃは、スラストころ軸受１１の回転軸心を中心とする円ｃ_３の円周上に位置する。

ポケット１８は、保持器１３の厚み方向に貫通する矩形形状の貫通孔である。そして、長手方向を保持器１３の径方向に向けて放射状に配置されている。また、図３および図４を参照して、ポケット１８には、ころ１２の転動面に対面する壁面から突出する複数のころ止め部１９が設けられている。

具体的には、保持器１３の厚み方向一方側（表面側）に偏在する第１および第２ころ止め部１９ａ，１９ｂ（図３では第１ころ止め部１９ａのみ図示）と、他方側（裏面側）に偏在する第３ころ止め部１９ｃとを含む。これらのころ止め部１９は、ポケット１８に収容されたころ１２が、それぞれ保持器１３の厚み方向一方側および他方側に脱落するのを防止する。

また、各ころ止め部１９のころ１２と対面する壁面は、角部がころ１２を攻撃するのを防止するためにテーパ形状となっている。さらに、保持器１３の厚み方向一方側のころ止め部１９ａ，１９ｂと他方側のころ止め部１９ｃとの間の壁面は、ころ１２の回転を案内する案内面１８ａとして機能する。

次に、図５を参照して、内周側凹部１７ａ、外周側凹部１７ｂ、および中央凹部１７ｃは、それぞれ径方向のずれた位置に設けられている。同様に、第１ころ止め部１９ａ、第２ころ止め部１９ｂ、および第３ころ止め部１９ｃも、それぞれ径方向のずれた位置に設けられている。

また、内周側凹部１７ａおよび外周側凹部１７ｂと、第１および第２ころ止め部１９ａ，１９ｂとは、保持器１３の同一壁面側（表面側）に設けられている。一方、中央凹部１７ｃと第３ころ止め部１９ｃとは、保持器１３の同一壁面側（裏面側）に設けられている。

さらに、各ポケット１８に設けられた第１ころ止め部１９ａは円ｃ_１の円周上に、第２ころ止め部１９ｂは円ｃ_２の円周上に、第３ころ止め部１９ｃは円ｃ_３の円周上にそれぞれ配置されている。つまり、内周側凹部１７ａと第１ころ止め部１９ａ、外周側凹部１７ｂと第２ころ止め部１９ｂ、および中央凹部１７ｃと第３ころ止め部１９ｂとは、それぞれ保持器１３の厚み方向の同一壁面側でかつ同一円周上に位置する。

上記構成の保持器１３は、鋼等の金属材料によって形成される金属製保持器である。また、内周環状部１４、外周環状部１５、および柱部１６の板厚はほぼ均一である。また、ころ止め部１９は、保持器１３の表面および裏面からは突出していない。したがって、保持器１３は全体としてフラットな形状となっている。このような保持器１３を製造する方法としては、例えば、１枚の鋼板をプレス加工して上記の構成を得る。具体的には、打ち抜き加工によって保持器１３の外形形状を形成すると共に、ポケット１８を打ち抜く。

また、上記のように、凹部１７ところ止め部１９とを保持器１３の厚み方向の同一壁面側で、かつ同一円周上に設けた場合には、コイニング加工によって凹部１７を形成すると同時に、このとき生じた余肉によって各凹部１７に隣接するころ止め部１９を形成することができる。

一方、ころ１２は、転動面１２ａを有する円筒形状の転動体である。ころ１２は、軸受回転時に自転運動、およびスラストころ軸受１１の回転軸心を中心として公転運動する。その際、転動面１２ａは、軌道面（図示省略）およびポケット１８の内壁面（ころ止め部１９を含む）に接触する。

したがって、転動面１２ａと軌道面との間、および転動面１２ａとポケット１８の内壁面との間にそれぞれ潤滑油を供給する必要がある。なお、ケージ＆ローラタイプの軸受の場合、軌道面はスラストころ軸受１１を組み込む機器側に設けられる。

上記構成のスラストころ軸受１１は、外部から供給された潤滑油が保持器１３に設けられた油だまりとしての凹部１７内に留まる。そして、凹部１７から徐々に流出する潤滑油がころ１２の転動面を潤滑する。つまり、保持器１３に凹部１７を設けたことによってスラストころ軸受１１の保油性が向上する。その結果、希薄潤滑下でも潤滑性に優れたスラストころ軸受１１を得ることができる。

なお、凹部１７は底壁を有する不貫通凹部である。また、周囲が側壁で囲まれており、隣接するポケット１８に連通する溝とも異なる。このような構成とすることにより、通油性ではなく保油性が向上する。

また、各柱部１６に複数の凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを設けたことにより、１箇所の場合と比較して、スラストころ軸受１１の保油性がさらに向上する。また、複数の凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを保持器１３の径方向にずれた位置に設けることにより、ころ１２の転動面に潤滑油を均等に供給することができる。

また、保持器１３の厚み方向一方側に設けられる第１および第２ころ止め部１９ａ，１９ｂと、他方側に設けられる第３ころ止め部１９ｃとを保持器１３の径方向にずれた位置に設けることにより、ころ１２を適切に保持することができる。

さらに、上記構成のスラストころ軸受１１に採用される保持器１３は金属製保持器である。これにより、厚み寸法を削減しても保持器１３に必要な剛性を維持することができる。つまり、このスラストころ軸受１１は、コンパクト化が進む機器での使用に適しているといえる。

なお、上記の実施形態においては、各柱部１６の表面側に２箇所、裏面側に１箇所の凹部１７を設けた例を示したが、これに限ることなく、それぞれ任意の個数の凹部を設けることができる。

また、上記の実施形態においては、凹部１７を各柱部１６の厚み方向の壁面に設けた例を示したが、スラストころ軸受１１の保油性を向上する観点からは、任意の位置、すなわち内周環状部１４や外周環状部１５に凹部を設けてもよい。しかし、潤滑油をころ１２の転動面１２ａに適切に供給する観点からは、転動面１２ａに隣接する柱部１６に設けるのが望ましい。

また、上記の実施形態における凹部１７は矩形形状である例を示したが、これに限ることなく、任意の形状とすることができる。例えば、図６に示すスラストころ軸受用保持器２３は、円形状の凹部２７ａ，２７ｂを有する。図７に示すスラストころ軸受用保持器３３は、円周方向に延びる長円形状の凹部３７ａ，３７ｂを有する。図８に示すスラストころ軸受用保持器４３は、径方向に延びる長円形状の凹部４７を有する。なお、図６および図７において、凹部２７ａ，２７ｂおよび凹部３７ａ，３７ｂは、それぞれ径方向のずれた位置に配置されている。

上記の各実施形態におけるスラストころ軸受用保持器１３，２３，３３において、柱部１６，２６，３６の幅寸法は、径方向内側から径方向外側に向かって大きくなっている。そのため、外周側凹部１７ｂ，２７ｂ，３７ｂの面積は、内周側凹部１７ａ，２７ａ，３７ａと比較して大きくなっている。

一方、軸受内部の潤滑油は、軸受回転時の遠心力によって径方向外側に偏在する。そのため、内周側凹部１７ａ，２７ａ，３７ａの保油量を増加して、スラストころ軸受用保持器１３，２３，３３の内周側の保油性を向上するのが望ましい。

そこで、例えば、内周側凹部１７ａ，２７ａ，３７ａの深さを外周側凹部１７ｂ，２７ｂ，３７ｂより深くする等して保油量を増加すれば、ころの転動面全域にさらに均等に潤滑油を供給することができる。

なお、上記構成のスラストころ軸受用保持器２３，３３，４３の基本構成は保持器１３と共通するので、詳しい説明は省略する。

また、上記の実施形態においては、厚み寸法を削減する観点からころ１２と保持器１３とで構成されるケージ＆ローラタイプのスラストころ軸受１１の例を説明したが、これに限ることなく、この発明は軌道輪をさらに有するスラストころ軸受にも適用することができる。

図９を参照して、この発明の他の実施形態に係るスラストころ軸受５１を説明する。なお、ころ５２および保持器５３の構成はスラストころ軸受１１と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

スラストころ軸受５１は、複数のころ５２と、保持器５３と、保持器５３の厚み方向一方側および他方側に配置される第１および第２軌道輪５４，５５とを備える。第１および第２軌動輪５４，５５は、中央に穴５４ａ，５５ａが形成された円板状の部材である。第１軌動輪５４は、その内縁部に軸方向に突出する内周鍔部５４ｂを有する。第２軌動輪５５は、その外縁部に軸方向に突出する外周鍔部５５ｂを有する。

上記構成のスラストころ軸受５２は、ケージ＆ローラタイプのスラストころ軸受１１と比較して厚み寸法は大きくなる。しかし、スラストころ軸受１１は、ころ１２と接触する軌道面を機器側に設けなければならないので、研磨工程等の作業工数が増大する。一方、スラストころ軸受５１は、軌動輪５４，５５を設けたことで機器側の研磨工程を省略することができる。また、軌動輪５４，５５の軌道面は、容易に極めて平滑な面を得ることができるので、希薄潤滑下でもころ５２がスムーズに回転することができる。

また、金属製保持器の他の例としては、鋼板を厚み方向に折り曲げて断面形状を略Ｗ型としたＷ型保持器がある。Ｗ型保持器は、保持器の厚み寸法に対して鋼板の板厚を薄くしなければならないので、保持器の剛性を維持しつつ厚み寸法を削減するのは困難である。したがって、この発明には、円環形状の平板に凹部１７およびポケット１８等を形成した平型のスラストころ軸受用保持器１３が適しているといえる。

また、この発明は、ころとして針状ころ、棒状ころ、または円筒ころを有するあらゆる形式のスラストころ軸受に適用することができる。ただし、厚み寸法を削減する観点からは、スラスト針状ころ軸受であることが望ましい。

図１０〜図１５を参照して、この発明の一実施形態に係る自動変速機６１を説明する。なお、図１０は自動変速機６１を示す図、図１１は第１遊星歯車機構６６を示す図、図１２は多板クラッチ６８を示す図、図１３は一方向クラッチ７３を示す図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶにおける断面図、図１５はトルクコンバータ８０を示す図である。

まず、図１０を参照して、自動変速機６１は、ケーシング６２と、ケーシング６２に挿通し、エンジン（図示せず）の回転を図１５に示すようなトルクコンバータｘｘ（図１０では図示省略）を介して自動変速機６１に伝達する入力軸６３と、ケーシング６２に挿通し、駆動輪（図示せず）に連結される出力軸６４と、入力軸６３の回転を任意に選択された回転比で変換して出力軸６４に伝達する変速機構６５とを備える。

変速機構６５は、第１および第２遊星歯車機構６６，６７と、５個の多板クラッチ６８〜７２と、２個の一方向クラッチ７３，７４と、バンドブレーキ７５とを備える。この変速機構６５では、１速、２速、３速、４速、および後進のいずれかを選択することが可能である。

ここで、上記構成の自動変速機６１は、回転部材としての入力軸６３および出力軸６２等の回転によってスラスト荷重が生じる。そこで、図１に示したようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を組み込む。具体例を以下に示す。

図１１を参照して、第１遊星歯車機構６６は、第１回転軸６６ｅに固定される太陽歯車６６ａと、第２回転軸６６ｆに固定される内歯歯車６６ｂと、太陽歯車６６ａおよび内歯歯車６６ｂの間に配置される複数の遊星歯車６６ｃと、複数の遊星歯車６６ｃと軸受６６ｄを介して接続される遊星キャリア６６ｇとを備える。

なお、図１に示す実施形態においては、太陽歯車６６ａは入力軸６３に固定されて一体回転する。内歯歯車６６ｂは一方向クラッチ７４の内方部材に固定されて一体回転する。遊星キャリア６６ｄは第２遊星歯車機構６７および出力軸６４に連結されている。なお、第２遊星歯車機構６７も同様の構成であるので、説明は省略する。

上記構成の第１遊星歯車機構６６において、遊星歯車６６ｃの端面に当接するように、図１に示したようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を配置する。このように、遊星歯車６６ｃと遊星キャリア６６ｇとの間にスラストころ軸受１１を配置すれば、遊星歯車６６ｃおよび軸受６６ｄの軸方向のずれを防止することができる。なお、スラストころ軸受１１は、遊星歯車６６ｃの反対側の端面に当接するように配置してもよい。

また、上記構成の第１遊星歯車機構６６は、自動変速機６１の変速機構６５の一部としてだけでなく、独立して他の機能を発揮することができる。具体的には、入力部と出力部と固定部とを選択することにより、増速機、減速機、後進装置として機能する。

例えば、増速機として使用する場合には、内歯歯車６６ｂを固定して、第１回転軸６６ｅを入力軸、遊星キャリア６６ｇを出力軸とする。減速機として使用する場合には、内歯歯車６６ｂを固定して、遊星キャリア６６ｇを入力軸、第１回転軸６６ｅを出力軸とする。この場合、太陽歯車６６ａと内歯歯車６６ｂとの歯数の差が大きいほど、増速率および減速率が高い。

一方、遊星キャリア６６ｇを固定することにより、太陽歯車６６ａと内歯歯車６６ｂとが逆回転するので、第１回転軸６６ｅまたは第２回転軸６６ｆのいずれか一方を入力軸、他方を出力軸とすることにより、後進装置として機能する。

次に、図１１を参照して、多板クラッチ６８は、入力側回転部材６８ａと、出力側回転部材６８ｂと、入力側回転部材６８ａと一体回転する複数のドライブプレート６８ｃと、出力側回転部材６８ｂと一体回転するドリブンプレート６８ｄと、入力側回転部材６８ａ上を軸方向に移動可能なピストン６８ｅと、ピストン６８ｅをドライブプレート６８ｃから遠ざける方向に付勢するばね６８ｆとを備える。なお、他の多板クラッチ６９，７０，７１，７２も同様の構成であるので、説明は省略する。

ドライブプレート６８ｃとドリブンプレート６８ｄとは、所定の隙間を設けた状態で軸方向に対面するように配置されている。また、ドライブプレート６８ｃおよびドリブンプレート６８ｄは、表面が摩擦係数の高い材料で形成されており摩擦板として機能する。

入力側回転部材６８ａは、内部に油路６８ｇを有し油圧室６８ｈに対して油の供給および排出を行う。油圧室６８ｈに油が供給されると、ピストン６８ｅはばね６８ｆに逆らってドライブプレート６８ｃに近づく方向に押し出される。そして、ドライブプレート６８ｃとドリブンプレート６８ｄを接触させて、両者の間に生じる摩擦力によって入力側回転部材６８ａの回転を出力側回転部材６８ｂに伝達する。

一方、油圧室６８ｈから油を排出すると、ばね６８ｆの弾性力によってピストン６８ｅはドライブプレート６８ｃから遠ざかる方向に移動する。これにより、ドライブプレート６８ｃとドリブンプレート６８ｄとの間に隙間が形成されて、入力側回転部材６８ａの回転が出力側回転部材６８ｂに伝達されなくなる。

なお、図１０に示す自動変速機６１において、入力側回転部材６８ａは入力軸６３に連結され、出力側回転部材６８ｂは第２遊星歯車機構６７の太陽歯車に連結されている。そして、入力軸６３の回転を第２遊星歯車機構６７の太陽歯車に伝達するか否かを制御している。

上記構成の多板クラッチ６８において、入力側回転部材６８ａと出力側回転部材６８ｂとは、それぞれ独立して回転することができなければならない。また、ピストン６８ｅがドライブプレート６８ｃを押す力によって、入力側回転部材６８ａと出力側回転部材６８ｂとの間にはスラスト荷重が負荷される。そこで、入力側回転部材６８ａと出力側回転部材６８ｂとの間に、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を配置する。

次に、図１３を参照して、一方向クラッチ７３は、外径面に軌道面を有する内方部材７３ａと、内径面に軌道面を有する外方部材７３ｂと、内方部材７３ａおよび外方部材７３ｂの間に配置される転動子としての複数のスプラグ７３ｃと、複数のスプラグ７３ｃを保持する内側保持器７３ｄおよび外側保持器７３ｅとを備える。スプラグ７３ｃは中央部がくびれたそら豆形状であって、最大高さｈは、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの間の隙間より大きい。なお、一方向クラッチ７４についても同様の構成であるので、説明は省略する。

図１４を参照して、一方向クラッチ７３の動作について説明する。一方向クラッチ７３は、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの間で、一方方向への回転は伝達し、他方方向への回転は伝達しない駆動力伝達機構である。

例えば、内方部材７３ａが図中矢印（ロ）の方向に回転すると、スプラグ７３ｃが起き上がる（図中、時計回りに回転する）。スプラグ７３ｃの最大高さｈは、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの隙間より大きいので、スプラグ７３ｃが内方部材７３ａおよび外方部材７３ｂに係合して、内方部材７３ａの回転が外方部材７３ｂに伝達される。これは、外方部材７３ｂが図中矢印（ニ）の方向に回転した場合も同様である。

一方、内方部材７３ａが図中矢印（イ）の方向に回転すると、スプラグ７３ｃは倒れる（図中、反時計回りに回転する）。その結果、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの間に隙間ができるので、内方部材７３ａの回転が外方部材７３ｂに伝達されない。これは、外方部材７３ｂが図中矢印（ハ）の方向に回転した場合も同様である。

なお、図１０に示す自動変速機６１において、一方向クラッチ７３は、多板クラッチ７２とバンドブレーキ７５が接続された固定部を内方部材７３ａとし、多板クラッチ７０，７１，７２を経由して第２遊星歯車機構６７の遊星キャリアに接続された回転部材を外方部材７３ｂとして構成される。そして、第２遊星歯車機構６７の遊星キャリアが入力軸６３と同一方向に回転するのを許容し、入力軸６３と逆方向に回転するのを制限する。

そして、この一方向クラッチ７３には、多板クラッチ７０，７１，７２等によるスラスト荷重が負荷されるので、内方部材７３ａおよび外方部材７３ｂの少なくとも一方の端面に、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を配置する。例えば、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの間、内方部材７３ａとケーシング６２との間等が考えられる。

なお、内側保持器７３ｄおよび外側保持器７３ｅは、全てのスプラグ７３ｃが同時に立ち上がるように同期させる機能を有しており、部分的な係合が起こらないようにしている。また、このようなスプラグタイプの一方向クラッチは、複数のスプラグ７３ｃが内方部材７３ａと外方部材７３ｂとに係合するので、クラッチ容量を大きくすることが可能で、耐久性にも優れている。

また、上記構成の一方向クラッチ７３において、スプラグ７３ｃが倒れた状態では、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの間の隙間を保つことはできない。そこで、内方部材７３ａと外方部材７３ｂとの間の隙間を均一に保つために、針状ころ軸受７３ｆを配置する。

次に、図１５を参照して、トルクコンバータ８０は、インペラ８１と、ステータ８２と、タービン８３とを主に有している。具体的には、エンジン（図示省略）の出力軸（トルクコンバータ８０を中心にすると「入力側回転部材」）に連結されるインペラ８１と、図１０に示すような自動変速機６１（図１５では図示省略）の入力軸６３（トルクコンバータ８０を中心にすると「出力側回転部材」）に連結されるタービン８３とが互いに対向するように配置されている。また、ステータ８２は、ケーシングに固定されたステータシャフトに一方向クラッチ８４を介して取り付けられている。

このステータ８２は、それぞれ椀状に形成されたインペラブレード８１ａとタービンブレード８３ａとの間で還流する流体を、これらの内径側でタービン８３側からインペラ８１側へ戻す際に、流体の流れ方向を変えてインペラ８１に順方向の回転力を付与し、伝達トルクを増幅するものである。

上記のトルクコンバータ８０は、入力側回転部材および出力側回転部材のいずれかの回転によりスラスト荷重を生じるので、インペラ８１とステータ８２との間、および、ステータ８２とタービン８３との間に図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１が配置されている。

上記構成のように、図１に示したようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１をスラスト荷重が作用する位置に組み込むことにより、自動変速機６１に必要な潤滑油量を削減することができると共に、自動変速機６１の軸方向の長さを短縮することができる。

次に、図１６および図１７を参照して、この発明の他の実施形態に係る変速機としての無段変速機を説明する。なお、図１６は無段変速機を示す図、図１７は図１６のＱ部の拡大図である。

無段変速機は、入力軸２０１と、出力軸２０３と、駆動軸２０１ａと、入力軸２０１の回転を変速して出力軸２０３に伝達する無段変速機構２００と、入力軸２０１の前後進を切替える前後進切替機構２１０とを備える。

無段変速機構２００は、入力軸２０１に配設された第１プーリ２０２と、出力軸２０３に配設された第２プーリ２０４と、第１プーリ２０２および第２プーリ２０４の双方に掛け渡される伝達部材としてのベルト２０５とを備える。

第１プーリ２０２および第２プーリ２０４は、それぞれ入力軸２０１と出力軸２０３とに固定された固定側コーン２０２ａ，２０４ａと、ボールスプライン（図示せず）等により軸方向に摺動自在に保持された可動側コーン２０２ｂ，２０４ｂとを有する。

この無断変速機構２００は、可動側プーリ２０２ｂ，２０４ｂがそれぞれ軸方向に摺動することにより、プーリ２０２，２０４の溝幅が変化するので、プーリ２０２およびプーリ２０４に対するベルト２０５の巻付け径が連続的に変化する。その結果、入力軸２０１の回転が無段階に変速されて出力軸２０３に伝達される。

前後進切替機構２１０は、駆動軸２０１ａの回転に伴って回転する内歯歯車２１３ａと、入力軸２０１の回転に伴って回転する太陽歯車２０１ｂと、内歯歯車２１３ａおよび太陽歯車２０１ｂの各々に噛み合う遊星ピニオン２１２ａと、多板クラッチ２１５，２１６とを備える。

前後進切替機構２１０は、多板クラッチ２１６を接続状態にすることにより、駆動軸２０１ａの回転が入力軸２０１に正方向に伝達される。一方、多板クラッチ２１５を接続状態にすると、駆動軸２０１ａの回転が入力軸２０１に逆方向に伝達される。

このような無段変速機は、可動側プーリ２０２ｂ，２０４ｂが軸方向に摺動することによって、スラスト荷重を生じる。そこで、例えば、固定側プーリ２０２ａ，２０４ａとハウジング２０６との間に、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を配置する。

同様に、図１７を参照して、入力軸２０１を支持する転がり軸受２１１と支持部材２１２との間と、支持部材２１２と太陽歯車２０１ｂとの間と、太陽歯車２０１ｂと支持部材２１３との間と、支持部材２１３とハウジング２０６との間に、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を配置する。

なお、図１０〜図１７を用いてスラストころ軸受１１を組み込む部分を説明したが、変速機の他の部分に採用することによっても、同様の効果を得ることができる。また、変速機の例として、オートマチックトランスミッションとベルト式ＣＶＴの例を示したが、これに限ることなく、この発明は他の形式の変速機にも適用することができる。さらに、図１１に示した遊星歯車機構６６は、自動変速機６１や無段変速機の前後進切替機構２１０に組み込む場合だけでなく、増速機、減速機、後進装置として独立して使用することができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、変速機や遊星歯車機構に有利に利用される。

この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の表面図である。 この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の表面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。 図１のＰ部の拡大図である。 この発明に係るスラストころ軸受用保持器の他の形態を示す図である。 この発明に係るスラストころ軸受用保持器の他の形態を示す図である。 この発明に係るスラストころ軸受用保持器の他の形態を示す図である。 この発明の他の実施形態に係るスラストころ軸受を示す図である。 オートマチックトランスミッションを示す図である。 図１に示すスラストころ軸受を採用した遊星歯車機構を示す図である。 図１に示すスラストころ軸受を採用した多板クラッチを示す図である。 図１に示すスラストころ軸受を採用した一方向クラッチを示す図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶにおける断面図である。 図１に示すスラストころ軸受を採用したトルクコンバータを示す図である。 無段変速機（ＣＶＴ）を示す図である。 図１６のＱ部の拡大図である。 従来のスラストころ軸受の正面図である。 図１８のスラストころ軸受のポケットを含む断面図である。

符号の説明

１１，２１，３１，４１，５１，１０１ スラストころ軸受、１２，５２，１０２ ころ、１２ａ 転動面、１３，２３，３３，４３，５３，１０７ 保持器、１４，１０３ 内周環状部、１５，１０４ 外周環状部、１６，２６，３６，１０５ 柱部、１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，２７ａ，２７ｂ，３７ａ，３７ｂ，４７ 凹部、１８，１０６ ポケット、１８ａ 案内面、１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１０９ ころ止め部、５４，５５ 軌道輪、５４ａ，５５ａ 穴、５４ｂ，５５ｂ 鍔部、１０８ 肉盗み部、６１ 自動変速機、６２ ケーシング、６３，２０１ 入力軸、２０１ａ 駆動軸、６４，２０３ 出力軸、６５ 変速機構、６６，６７ 遊星歯車機構、６６ａ，２１３ｂ 太陽歯車、６６ｂ，２１３ａ 内歯歯車、６６ｃ 遊星歯車、６６ｄ 軸受、６６ｅ，６６ｆ 回転軸、６６ｇ 遊星キャリア、６８，６９，７０，７１，７２，２１５，２１６ 多板クラッチ、６８ａ 入力側回転部材、６８ｂ 出力側回転部材、６８ｃ ドライブプレート、６８ｄ ドリブンプレート、６８ｅ ピストン、６８ｆ ばね、６８ｇ 油路、６８ｈ 油圧室、７３，７４ 一方向クラッチ、７３ａ 内方部材、７３ｂ 外方部材、７３ｃ スプラグ、７３ｄ，７３ｅ 保持器、７３ｆ 針状ころ軸受、８０ トルクコンバータ、８１ インペラ、８１ａ インペラブレード、８２ ステータ、８３ タービン、８３ａ タービンブレード、２０２，２０４ プーリ、２０２ａ，２０４ａ 固定側コーン、２０２ｂ，２０４ｂ 可動側コーン、２０５ ベルト、２０６ ハウジング、２１０ 前後進機構、２１１ 転がり軸受、２１２，２１３ 支持部材、２１２ａ 遊星ピニオン。

Claims (5)

1. 入力軸および出力軸を含む回転部材と、前記入力軸の回転を任意に選択された回転比で変速して前記出力軸に伝達する変速機構と、前記回転部材の回転によって生じるスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを備え、
   前記スラストころ軸受は、
   ころと、
   内周環状部、外周環状部、前記内周環状部と前記外周環状部との間に放射状に配置される複数の柱部、および前記柱部の厚み方向一方側および他方側のうちの少なくとも一方の壁面に潤滑油を保持する凹部を有し、隣接する前記柱部の間に前記ころを収容する複数のポケットが形成されている金属製の保持器とを有する、変速機の回転部材支持構造。
2. 前記変速機構は、前記入力軸に嵌合固定される第１の固定コーンおよび前記入力軸に嵌合して軸方向に移動可能な第１の移動コーンとを含む第１のプーリと、前記出力軸に嵌合固定される第２の固定コーンおよび前記出力軸に嵌合して軸方向に移動可能な第２の移動コーンとを含む第２のプーリと、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリに掛け渡されて前記第１のプーリの回転を前記第２のプーリに伝達する伝達部材とを備え、
   前記スラストころ軸受は、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリのうちの少なくとも一方の端面に当接するように配置される、請求項１に記載の変速機の回転部材支持構造。
3. 前記変速機構は、前記入力軸に接続される入力側回転部材と、前記出力軸に接続される出力側回転部材と、前記入力側回転部材と一体回転する第１の摩擦板と、前記第１の摩擦板と軸方向に対面するように配置され、前記出力側回転部材と一体回転する第２の摩擦板とを含み、前記第１の摩擦板と前記第２の摩擦板とが接触することによって前記入力側回転部材の回転を前記出力側回転部材に伝達するクラッチを有し、
   前記スラストころ軸受は、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との間に配置される、請求項１または２に記載の変速機の回転部材支持構造。
4. 前記変速機構は、前記入力軸および前記出力軸のうちの一方に接続される内方部材と、他方に接続される外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に配置される複数の転動子とを含み、前記内方部材と前記外方部材との間で一方方向への回転を伝達し、他方方向への回転を伝達しない一方向クラッチを有し、
   前記スラストころ軸受は、前記内方部材および前記外方部材のうちの少なくとも一方の端面に当接するように配置される、請求項１〜３のいずれかに記載の変速機の回転部材支持構造。
5. 太陽歯車と、内歯歯車と、前記太陽歯車および前記内歯歯車の間に配置される複数の遊星歯車と、前記複数の遊星歯車に接続される遊星キャリアと、前記遊星歯車の端面に当接するように配置されるスラストころ軸受とを備え、
   前記スラストころ軸受は、
   ころと、
   内周環状部、外周環状部、前記内周環状部と前記外周環状部との間に放射状に配置される複数の柱部、および前記柱部の厚み方向一方側および他方側のうちの少なくとも一方の壁面に潤滑油を保持する凹部を有し、隣接する前記柱部の間に前記ころを収容する複数のポケットが形成されている金属製の保持器とを有する、遊星歯車支持構造。
   

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