JP2008240753A - オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】長寿命および低燃費化を実現することができるオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造を提供する。
【解決手段】オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、入力軸の回転を段階的に変化して出力軸に伝達するオートマチックトランスミッションと、入力軸および出力軸のいずれかの回転により生じたスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを含む。スラストころ軸受に備えられる保持器11は、ころを収容する複数のポケット14を有し、板厚方向に折曲げられていない環状のスラストころ軸受の保持器である。ここで、保持器11の回転軸線20と平行であって回転軸線20を含む平面で切断した断面において、保持器11の径方向の外径側および内径側端面は、径方向に突出する凸形状部18a、18bを含む。
【選択図】図1
【解決手段】オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、入力軸の回転を段階的に変化して出力軸に伝達するオートマチックトランスミッションと、入力軸および出力軸のいずれかの回転により生じたスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを含む。スラストころ軸受に備えられる保持器11は、ころを収容する複数のポケット14を有し、板厚方向に折曲げられていない環状のスラストころ軸受の保持器である。ここで、保持器11の回転軸線20と平行であって回転軸線20を含む平面で切断した断面において、保持器11の径方向の外径側および内径側端面は、径方向に突出する凸形状部18a、18bを含む。
【選択図】図1
Description
この発明は、オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造に関し、特に、スラスト荷重を支持するスラストころ軸受を含むオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造に関するものである。
オートマチックトランスミッションにおいて、スラスト荷重が負荷される部分については、スラスト荷重を支持するスラストころ軸受が配置される。昨今は、スラストころ軸受が要求される特性として、効率よく放熱するための通油性の向上等の他、低燃費化の観点から、スラストころ軸受の低トルク化が要求されている。
スラストころ軸受は、一般的には、外輪や内輪といった軌道輪と、複数のころと、ころを保持する保持器とから構成される。従来におけるスラストころ軸受の一部の断面図を、図9に示す。図9を参照して、スラストころ軸受101は、一対の軌道輪102a、102bと、軌道輪102a、102bの間に配置され、軌道輪102a、102bの軌道面を転動する複数の針状ころ103と、複数の針状ころ103を保持する保持器104とからなる。保持器104は、その断面がW字形状となるように、保持器104の回転軸方向に複数回屈曲されている。軌道輪102aの外径側端部には、軸方向に延びる鍔部105aが設けられている。また、軌道輪102bの内径側端部にも、軸方向に延びる鍔部105bが設けられている。
上記と同様の構成のスラストころ軸受に関する技術が、特開2006−170369号公報(特許文献1)や特開2006−170370号公報(特許文献2)に開示されている。特許文献1および特許文献2によると、スラストころ軸受は、一対の軌道輪と、各軌道輪間に配置される針状ころと、針状ころを保持する保持器とを備える。保持器は、軸方向に複数回屈曲させ、断面W字形に形成されている。そして、外輪鍔部と保持器との接触面積を小さくすることにより、径方向の接触時における摩擦を低減し、低トルク化を図っている。
また、特開2006−118562号公報(特許文献3)によると、スラストころ軸受に備えられる保持器は、断面コの字形で全体を円環状に造られた一対の素子を、最中状に組み合わせて構成されている。特許文献3においても、軌道輪と保持器との径方向での接触面積を小さくして摩擦を低減し、低トルク化を図っている。
なお、一般的なオートマチックトランスミッションの構成については、特開2006−207728号公報(特許文献4)に開示されている。
特開2006−170369号公報
特開2006−170370号公報
特開2006−118562号公報
特開2006−207728号公報
図9を再び参照して、スラストころ軸受101の運転中には、軌道輪102a、102bは、保持器104と共に回転するが、寸法誤差等により、軌道輪102a、102bの回転軸線が、保持器104の回転軸線とずれる場合がある。このような場合、保持器104は、径方向において、軌道輪102a、102b間、具体的には、各軌道輪102a、102bの鍔部105a、105b間に挟まれ、各軌道輪102a、102bから径方向に荷重が負荷されることになる。したがって、保持器104には、径方向の荷重に対する強度が要求される。
ここで、特許文献1および特許文献2によると、保持器は、板厚の薄い平板状部材を断面W形状となるように複数回屈曲させた形状である。このような形状の保持器は、径方向の強度が弱いため、上記した場合において、保持器が破損したり、変形したりする恐れがある。
また、特許文献3においても、保持器は、軸方向に屈曲された2枚の薄板上の素子から構成されているため、径方向から負荷される荷重により、保持器が分離し、破損してしまう恐れがある。
このような保持器を備えるスラストころ軸受は、破損の恐れを低減し、低トルク化を図ることができない。そうすると、このようなスラストころ軸受を含むオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、長寿命および低燃費化を実現することができない。
この発明の目的は、長寿命および低燃費化を実現することができるオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造を提供することである。
この発明に係るオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、入力軸の回転を段階的に変化して出力軸に伝達するオートマチックトランスミッションと、入力軸および出力軸のいずれかの回転により生じたスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを含む。スラストころ軸受は、複数のころと、ころを収容する複数のポケットを有し、板厚方向に折曲げられていない環状の保持器とを備える。ここで、保持器の回転軸線と平行であって回転軸線を含む平面で切断した断面において、保持器の径方向の少なくとも一方側の端面は、径方向に突出する凸形状部を含む。
オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造に含まれるスラストころ軸受に備えられるこのような保持器は、板厚方向に折曲げられていないため、径方向の強度が高い。そうすると、スラストころ軸受に備えられ、運転状態において軌道輪から径方向に荷重を負荷された場合であっても、保持器の破損や変形の恐れを低減することができる。また、軌道輪と保持器が径方向において接触した場合においても、保持器の径方向の端面には、上記した断面において径方向に突出する凸形状部を含むため、軌道輪と保持器との接触面積を小さくすることができる。そうすると、接触状態において発生する摩擦を小さくして、低トルク化を図ることができる。したがって、このような保持器を備えるスラストころ軸受は、破損の恐れを低減し、低トルク化を図ることができる。その結果、このようなスラストころ軸受を含むオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、長寿命および低燃費化を実現することができる。
好ましくは、保持器の径方向の両端面は、凸形状部を含む。こうすることにより、保持器の外径側端面および内径側端面において、接触面積を小さくすることができる。したがって、さらに低トルク化を図ることができる。
さらに好ましくは、凸形状部は、略円弧形状を含む。こうすることにより、軌道輪と保持器とが線接触することになり、さらに接触面積を小さくすることができる。したがって、さらに低トルク化を図ることができる。
さらに好ましくは、ころの径をL1とし、保持器の板厚をL2とすると、0.3≦L2/L1≦0.9の関係を有する。
保持器にはある程度の径方向の強度が要求されるが、上記した寸法関係において、0.3>L2/L1となると、板厚が薄くなって保持器の強度が小さくなり、保持器の破損の恐れが高くなる。一方、L2/L1>0.9となると、軌道輪と保持器の板厚方向のすき間が小さくなるため、スラストころ軸受内に潤滑油が十分に流れ込まないことになり、通油性が劣ってしまうことになる。したがって、上記構成とすることにより、通油性が向上し、低トルク化を図ることができる。
オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造に含まれるスラストころ軸受に備えられるこのような保持器は、板厚方向に折曲げられていないため、径方向の強度が高い。そうすると、スラストころ軸受に備えられ、運転状態において軌道輪から径方向に荷重を負荷された場合であっても、保持器の破損や変形の恐れを低減することができる。また、軌道輪と保持器が径方向において接触した場合においても、保持器の径方向の端面には、上記した断面において径方向に突出する凸形状部を含むため、軌道輪と保持器との接触面積を小さくすることができる。そうすると、接触状態において発生する摩擦を小さくして、低トルク化を図ることができる。したがって、このような保持器を備えるスラストころ軸受は、破損の恐れを低減し、低トルク化を図ることができる。その結果、このようなスラストころ軸受を含むオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、長寿命および低燃費化を実現することができる。
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図2は、この発明の一実施形態に係るオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造に含まれるスラストころ軸受に備えられる保持器を、板厚方向から見た図である。図3は、図2に示す保持器の側面図である。図4は、図2に示す保持器のうち、図2中のIVで示すポケット部分の拡大図である。図5は、図2に示す保持器を、図2中のV−V断面で切断した場合の断面図である。図6は、図4に示す保持器のポケット部分を、図4中のVI−VI断面で切断した場合の断面図である。図7は、図4に示す保持器のポケット部分を、図4中のVII−VII断面で切断した場合の断面図である。
図2〜図7を参照して、この発明の一実施形態に係るオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造に含まれるスラストころ軸受に備えられる保持器の構成について説明する。スラストころ軸受の保持器11は、図2および図3に示すように、板厚方向に折曲げられておらず、環状である。保持器11は、板厚方向に貫通する貫通穴12をその中央部に有する。保持器11は、ころを収容する複数のポケット14を有する。ポケット14は、略放射状に配置される。保持器11は、径の異なる一対の環状部、ここでは外径側の環状部13aおよび内径側の環状部13bと、ポケット14を形成するようにそれぞれの環状部13a、13bを連結する複数の柱部15とを含む。
保持器11には、ポケット14内に収容するころの脱落を防止する第一および第二のころ止め部16a、16bと、ころを案内する第一および第二のころ案内部17a、17bが設けられている。具体的には、第一のころ止め部16aおよび第一のころ案内部17aは、ポケット14の周方向の両側に位置する柱部15の側壁面のうち、保持器11の径方向の中央部に設けられている。第二のころ止め部16bおよび第二のころ案内部17bは、柱部15の側壁面のうち、保持器11の径方向の両端部に設けられている。第一および第二のころ止め部16a、16bは、柱部15の側壁面からポケット14側に突出した形状である。第一のころ止め部16aにより、図5中の矢印Aで示す方向と逆の方向へのころの脱落を防止する。第二のころ止め部16bにより、図5中の矢印Aで示す方向へのころの脱落を防止する。
第一のころ案内部17aは、柱部15の側壁面のうち、板厚方向において第一のころ止め部16aと連なるように設けられている。同様に、第二のころ案内部17bは、柱部15の側壁面のうち、板厚方向において第二のころ止め部16bと連なるように設けられている。保持器11は、第一および第二のころ案内部17a、17bによって案内される。第一および第二のころ案内部17a、17bは、その断面が円弧状である(図6、図7参照)。第一および第二のころ止め部16a、16b、第一および第二のころ案内部17a、17bは、冶具によるコイニング加工等により設けられる。
ここで、図5に示す断面、すなわち、保持器11の回転軸線20と平行であって回転軸線20を含む平面で切断した断面において、保持器11の外径側端面および内径側端面は、径方向に突出する凸形状部18a、18bを含む。凸形状部18a、18bは、略円弧形状である。この場合、凸形状部18a、18bの全体が、略円弧形状である。
次に、上記した保持器11を備えるスラストころ軸受の構成について説明する。図1は、スラストころ軸受の一部を示す断面図であり、図5に対応する部分である。図1〜図7を参照して、スラストころ軸受21は、一対の軌道輪22a、22bと、一対の軌道輪22a、22bの軌道面24a、24bを転動する複数のころ23と、複数のころ23を保持する保持器11とを備える。スラストころ軸受21は、保持器11の板厚方向に負荷されるスラスト荷重を支持する。
外径側に配置される軌道輪22aには、外径側端部から矢印Aの方向と逆の方向に延びる鍔部25aが設けられている。また、内径側に配置される軌道輪22bには、内径側端部から矢印Aの方向に延びる鍔部25bが設けられている。ポケット14内にころ23を収容した保持器11は、一対の軌道輪22a、22b間に配置される。この場合、保持器11の径方向外側には、軌道輪22aの鍔部25aが位置し、径方向内側には、軌道輪22bの鍔部25bが位置する。
また、ころ23の径をL1とし、保持器11の板厚をL2とすると、0.3≦L2/L1≦0.9の関係を有する。
ここで、スラストころ軸受21の運転状態について説明する。スラストころ軸受21の運転時においては、スラストころ軸受21には、内径側から外径側へ通油するように潤滑油が供給される。具体的には、潤滑油は、軌道輪22a、22b間の内径側のすき間から、図1中の矢印Cに示す方向に供給され、スラストころ軸受21内を通過し、軌道輪22a、22b間の外径側のすき間から、図1中の矢印Dに示す方向に出て行く。
この場合、保持器11は、板厚方向に折曲げられておらず、単純形状であるため、保持器11内での潤滑油の滞留を低減することができる。また、上記した寸法関係において、L2/L1≦0.9とすることにより、保持器11と軌道輪22a、22bとの板厚方向の間隔を適当にすることができる。そうすると、スラストころ軸受21内に潤滑油を十分に流し込むことができる。
さらに、保持器11の凸形状部18a、18bは、略円弧形状であるため、凸形状部18a、18bを潤滑油が通過する際に、潤滑油を円滑に流すことができる。したがって、さらに通油性が向上し、低トルク化を図ることができる。
また、スラストころ軸受21の運転時においては、ころ23が転動し、軌道輪22a、22bおよび保持器11が回転する。この場合、軌道輪22a、22bの回転軸線(図示せず)および保持器11の回転軸線20は、設計寸法上同じとなるように構成されている。しかし、軌道輪22a、22bや保持器11の寸法誤差等により、軌道輪22a、22bの回転軸線と保持器11の回転軸線20とがずれる場合がある。そうすると、軌道輪22a、22bと保持器11とが径方向において接触する。具体的には、軌道輪22a、22bのうち、鍔部25aの内径側の面26a、および鍔部25bの外径側の面26bと保持器11とが接触する。このような場合、保持器11が軌道輪22a、22bから径方向、すなわち、図1中の矢印Bの方向または逆の方向に荷重を負荷されることになる。
しかし、上記した構成の保持器11は、板厚方向に折曲げられておらず、上記した寸法関係において0.3≦L2/L1であるため、径方向の強度が高い。そうすると、運転状態において軌道輪22a、22bから径方向に荷重を負荷された場合であっても、保持器11の破損や変形の恐れを低減することができる。
さらに、軌道輪22a、22bと保持器11が接触した場合においても、保持器11の外径側および内径側端面は、径方向に突出する略円弧形状の凸形状部18a、18bを含むため、軌道輪22a、22bと保持器11との接触面積を小さくすることができる。そうすると、接触状態において発生する摩擦を小さくして、低トルクとすることができる。したがって、このような構成の保持器11は、破損の恐れを低減し、低トルク化を図ることができる。
この場合、保持器11の外径側端面および内径側端面において、接触面積を小さくして、低トルク化を図ることができる。
また、凸形状部18a、18bは、略円弧形状であるため、軌道輪22a、22bと保持器11とが接触する際に、線接触することになる。したがって、接触面積をさらに小さくすることができるため、さらに低トルク化を図ることができる。
次に、この発明の一実施形態に係るオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造の構成について説明する。図8は、この発明の一実施形態に係るオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造の概略断面図である。
図8を参照して、オートマチックトランスミッションは、トルクコンバータ81と、遊星歯車機構(図示せず)とを含む。トルクコンバータ81は、インペラ82と、ステータ83と、タービン84とを主に有している。
このトルクコンバータ81においては、エンジンの出力軸に連結されるインペラ82と、トランスミッションの入力軸に連結されるタービン84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83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85を介して取り付けられる。
このステータ83は、それぞれ椀状に形成されたインペラブレード82aとタービンブレード84aとの間で還流する流体を、これらの内径側でタービン84側からインペラ82側へ戻す際に、流体の流れ方向を変えてインペラ82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。
上記のオートマチックトランスミッションは、入力軸および出力軸のいずれかの回転によりスラスト荷重が生じるので、インペラ82とステータ83との間、および、ステータ83とタービン84との間にスラストころ軸受86が配置されている。ここで、オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、入力軸の回転を段階的に変化して出力軸に伝達するオートマチックトランスミッションと、入力軸および出力軸のいずれかの回転により生じたスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを含む。
このようなオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、スラストころ軸受の破損の恐れの低減および低トルク化を図ることができるため、長寿命および低燃費化を実現することができる。
なお、スラストころ軸受21に備えられるころ23について、その端面をころ23の軸線方向に突出する凸曲面を含む構成とすることにしてもよい。具体的には、例えば、ころ23の端面27a、27bを、ころ23の軸線方向に突出する丸面形とする。こうすることにより、スラストころ軸受21の運転状態において、ころ23の端面27a、27bを潤滑油が通過する際に、円滑に通過することができる。また、ころ23の端面27a、27bが保持器11のポケット14の壁面19a、19bと接触した場合においても、接触面積を小さくすることができる。したがって、さらにスラストころ軸受21の低トルク化を図ることができる。
また、スラストころ軸受21に備えられるころ23について、その転動面28にフルクラウニングを設けることにしてもよい。フルクラウニングとは、ころ23の軸線方向の中心部の径が最大となるよう転動面28の全体に設けられたクラウニングをいう。こうすることにより、ころ23と軌道輪22a、22bとの接触面積を小さくすることができ、外径側と内径側の周速差による滑りを低減することができる。また、潤滑油を円滑に通過させることもできる。したがって、さらにスラストころ軸受21の低トルク化を図ることができる。
なお、上記の実施の形態においては、保持器11の外径側および内径側端面は、径方向に突出する凸形状部18a、18bを含むことにしたが、これに限らず、外径側および内径側端面のうち、いずれか一方について、径方向に突出する凸形状部を含む構成としてもよい。
また、上記においては、凸形状部は、上記した断面形状において、略円弧形状としたが、これに限らず、R面形状等、他の断面形状であってもよい。さらに、複数の曲線から構成される断面形状であってもよい。こうすることにより、凸形状部をより適切な形状とすることができる。
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。
この発明に係るオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造は、自動車のオートマチックトランスミッションに有効に利用される。
11 保持器、12 貫通穴、13a,13b 環状部、14 ポケット、15 柱部、16a 第一のころ止め部、16b 第二のころ止め部、17a 第一のころ案内部、17b 第二のころ案内部、18a,18b 凸形状部、19a,19b 壁面、20 回転軸線、21,86 スラストころ軸受、22a,22b 軌道輪、23 ころ、24a,24b 軌道面、25a,25b 鍔部、26a,26b 面、27a,27b 端面、28 転動面、81 トルクコンバータ、82 インペラ、82a インペラブレード、83 ステータ、84 タービン、84a タービンブレード、85 一方向クラッチ。
Claims (4)
- 入力軸の回転を段階的に変化して出力軸に伝達するオートマチックトランスミッションと、前記入力軸および前記出力軸のいずれかの回転により生じたスラスト荷重を支持するスラストころ軸受とを含むオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造であって、
前記スラストころ軸受は、複数のころと、前記ころを収容する複数のポケットを有し、板厚方向に折曲げられていない環状の保持器とを備え、
前記保持器の回転軸線と平行であって前記回転軸線を含む平面で切断した断面において、前記保持器の径方向の少なくとも一方側の端面は、径方向に突出する凸形状部を含む、オートマチックトランスミッションの回転軸支持構造。 - 前記保持器の径方向の両端面は、前記凸形状部を含む、請求項1に記載のオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造。
- 前記凸形状部は、略円弧形状を含む、請求項1または2に記載のオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造。
- 前記ころの径をL1とし、前記保持器の板厚をL2とすると、
0.3≦L2/L1≦0.9の関係を有する、請求項1〜3のいずれかに記載のオートマチックトランスミッションの回転軸支持構造。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102465967A (zh) * | 2010-10-29 | 2012-05-23 | 美国光洋轴承有限责任公司 | 滚子推力轴承隔振器 |
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2007
- 2007-03-26 JP JP2007078084A patent/JP2008240753A/ja not_active Withdrawn
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