JP2009243575A

JP2009243575A - 回転軸の支持構造

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Publication number: JP2009243575A
Application number: JP2008090297A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Yumoto; 泰章湯本; Ryuichi Ozono; 隆一大園
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP4856668B2

Abstract

【課題】伝達トルクを伝達する回転軸を回転可能に支持するベアリングの軸方向の変位を規制する。
【解決手段】伝達トルクを伝達するリダクションギヤ１３０が形成されたカウンタ軸１１０の支持構造であって、カウンタ軸１１０は、軸方向の一端および他端が、変速機ケース２００とハウジング２０１で支持された円筒コロベアリング１４０、１５０により、変速機ケース２００とハウジング２０１で回転可能に支持されており、リダクションギヤ１３０と、カウンタ軸１１０の一端を支持する円筒コロベアリング１５０との間に、カウンタ軸１１０の軸方向において互いに対向するリダクションギヤ１３０の側面１３４と円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１の側面１５３の各々に当接させてスラストニードルベアリング１７０を配置する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝達トルクを伝達する回転軸の支持構造に関する。

伝達トルクを伝達する回転軸として、例えば自動変速機において変速機構部の主軸から入力される回転をデファレンシャル装置のファイナルギヤに伝達するカウンタ軸がある。
カウンタ軸は、変速機ケース内において回転可能に支持されており、カウンタ軸の支持構造として種々のものが提案されている（例えば特許文献１）。
特開平１０−６１７３３号公報

図３および図４は、従来例にかかるカウンタ軸の支持構造を説明する図である。
図３に示す従来のカウンタ軸の支持構造の場合、カウンタ軸５００の軸方向における一端は、変速機ケース６００との間に配置した円錐コロベアリング５１０で、他端は、変速機ケース６００に圧入されたハウジング６０１との間に配置した円錐コロベアリング５２０で、それぞれ回転可能に支持されており、カウンタ軸５００の軸方向に作用するスラスト力を、これら円錐コロベアリング５１０、５２０で受けるようにしている。

しかし、円錐コロベアリング５１０、５２０を採用すると、ベアリングの転がり面での回転抵抗が大きいために、燃費が悪化するという問題がある。

そこで、図４に示すように、円錐コロベアリングの代わりに、円筒コロベアリング５３０、５４０でカウンタ軸５００を回転可能に支持すると共に、カウンタ軸５００の軸方向の端部５０２とハウジング６０１との間にスラストニードルベアリング５５０を設けて、スラスト力をこのスラストニードルベアリング５５０で受けるようにした支持構造が提案されている。

ここで、カウンタ軸５００を回転可能に支持する円筒コロベアリング５３０、５４０は、鉄から構成され、アルミからなる変速機ケース６００やハウジング６０１に圧入されている。

しかし、アルミと鉄とは熱膨張率が異なるので、高温時には、熱膨張率の違いやカウンタ軸に作用するラジアル加重によるスキュー力に起因して、円筒コロベアリング５４０のレース５４１とハウジング６０１との間に隙間が生じることがある。
かかる場合、円筒コロベアリング５４０が、カウンタ軸５００の軸方向に摺動してリダクションギヤ５０１と接触し、円筒コロベアリング５４０の耐久性を低下させてしまうおそれがある。
そこで、ハウジング６０１にスナップリング６０２を設けて、円筒コロベアリング５４０の軸方向の変位を規制して、リダクションギヤ５０１と干渉しないようにしているが、より簡便な構成で、かかる円筒コロベアリング５４０とリダクションギヤ５０１との干渉を防止できるようにすることが求められていた。

そこで、本発明は、簡便な構成で、カウンタ軸のような伝達トルクを伝達する回転軸を回転可能に支持するベアリングの軸方向の変位を規制できるようにすることを目的とする。

本発明は、伝達トルクを伝達するギヤが形成された回転軸の支持構造であって、回転軸は、軸方向の一端および他端が、ケースで支持されたラジアルベアリングにより回転可能に支持されており、ギヤの側面と、回転軸の一端を支持するラジアルベアリングの側面との間に、軸方向において互いに対向するギヤの側面とラジアルベアリングの側面の各々に当接させてスラストベアリングを配置した構成とした。

ラジアルベアリングの側面と回転軸のギヤの側面との間にスラスト力を受けるスラストベアリングが配置されるので、ラジアルベアリングの軸方向への変位が、スラストベアリングにより規制される。
よって、回転軸の軸方向において互いに対向するギヤの側面とラジアルベアリングの側面の各々に当接させてスラストベアリングを配置するという簡単な構成で、ラジアルベアリングの軸方向への変位を好適に防止できる。

以下、本発明に係る回転軸の支持構造の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明に係る回転軸の支持構造を、自動変速機の変速機構部の出力ギヤからの出力（伝達トルク）を減速・反転させたのちにデファレンシャル装置に伝達するカウンタギヤの支持構造に適用した場合を例示したものである。
図１は、カウンタギヤ周りの構造を示す図である。

カウンタギヤ１００のカウンタ軸１１０は、変速機構部の主軸（図示せず）と平行に配置されており、一端側の小径軸部１１１に圧入されたカウンタドリブンギヤ１２０と、他端側に一体形成したリダクションギヤ１３０とを備える。

カウンタドリブンギヤ１２０は、変速機構部の主軸に設けられたカウンタドライブギヤＤＧに噛合しており、変速機構部側から出力される回転をカウンタ軸１１０に伝達する。

リダクションギヤ１３０は、カウンタ軸１１０の外周面に形成した歯部１３１を、デファレンシャル装置（図示せず）のファイナルギヤＦＧの歯部ＦＧ１と噛合させており、変速機構部側から伝達される回転を減速・反転させたのちにデファレンシャル装置側に伝達する。

変速機ケース２００とハウジング２０１とには、カウンタ軸を保持するためのカウンタ軸保持部２１０、２０２が、それぞれ設けられている。
カウンタ軸１１０の一端（図１において左側）は、カウンタ軸１１０の外周面１１２と、カウンタ軸保持部２１０の内壁２１１との間に配置した円筒コロベアリング１４０により回転可能に支持されている。
また、他端（図１において右側）は、カウンタ軸１１０の外周面１１３と、カウンタ軸保持部２０２の内壁２０３との間に配置した円筒コロベアリング１５０により回転可能に支持されている。
カウンタ軸１１０は、このカウンタ軸１１０の軸方向においてカウンタ軸１１０を挟んで対向する変速機ケース２００とハウジング２０１との間で、回転可能に支持されている。

円筒コロベアリング１４０は、カウンタ軸保持部２１０の内壁２１１に圧入されたアウタレース１４１と、カウンタ軸１１０の外周面１１２を転動する複数の円筒コロ１４２とから構成される。

アウタレース１４１とカウンタドリブンギヤ１２０との間には、軸方向から見て円環形状を有するスラストニードルベアリング１６０が設けられている。
スラストニードルベアリング１６０は、カウンタ軸１１０に作用するスラスト力を、カウンタドリブンギヤ１２０の側面１２１から受ける。
スラストニードルベアリング１６０は、カウンタドリブンギヤ１２０の側面１２１と当接する複数のニードル１６１と、ニードル１６１を回転自在に支持する保持器１６２と、円筒コロベアリング１４０のアウタレース１４１の側面１４３に当接するレース１６３とで構成され、複数のニードル１６１は、カウンタ軸１１０を軸方向から見た場合に、カウンタ軸１１０周りに放射状に配置される。

一方、円筒コロベアリング１５０は、カウンタ軸保持部２０２の内壁２０３に圧入されたアウタレース１５１と、カウンタ軸１１０の外周面１１３を転動する複数の円筒コロ１５２とから構成される。

図２は、図１の部分拡大図であり、（ａ）は、カウンタ軸１１０のリダクションギヤ１３０側を拡大して示す部分拡大図であり、（ｂ）は、ワッシャ１８０とリダクションギヤ１３０との当接面をワッシャ１８０側から見た状態を模式的に示す図である。

図２に示すように、カウンタ軸１１０と一体に形成されたリダクションギヤ１３０と、円筒コロベアリング１５０との間には、軸方向から見て円環形状を有するスラストニードルベアリング１７０と、円環形状のワッシャ１８０が設けられている。

スラストニードルベアリング１７０は、複数のニードル１７１と、ニードル１７１を回転自在に支持する保持器１７２と、円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１の側面１５３に当接するレース１７３とで構成され、複数のニードル１７１は、カウンタ軸１１０を軸方向から見た場合に、カウンタ軸１１０周りに放射状に配置される。

ワッシャ１８０は、リダクションギヤ１３０の円筒コロベアリング１５０側の側面１３４と、ニードル１７１とに当接した状態で配置されている。
円環形状のワッシャ１８０の径方向幅Ｈは、カウンタ軸１１０の外周面１１３からリダクションギヤ１３０の外周に形成された歯部１３１の先端までの高さｈ１よりも大きく設定されている。

図２の（ｂ）に示すように、リダクションギヤ１３０の側面では、周方向に沿って歯部１３１と歯溝部１３２とが交互に位置しているので、ワッシャ１８０を設けて、歯部１３１とニードル１７１とが直接干渉しないようにしている。

リダクションギヤ１３０の基端１３５とカウンタ軸１１０との境には、リダクションギヤ１３０の側面１３４を一側面とする溝１９０が、カウンタ軸１１０の周方向の全周に亘って設けられており、かかる境界部への応力集中を防止している。
また、溝１９０の軸方向の幅Ｗ１は、ワッシャ１８０の軸方向の幅Ｗ２よりも小さく設定されて、ワッシャ１８０が溝１９０に入らないようにしている。
カウンタ軸１１０の溝１９０の部分で、偏摩耗が起こらないようにするためである。

このような構成のカウンタ軸１１０の支持構造を採用した自動変速機では、変速機構部から出力される回転がカウンタドリブンギヤ１２０を介してカウンタ軸１１０に伝達されて、カウンタ軸１１０に図中右方向に向かうスラスト力が作用すると、スラストニードルベアリング１７０は、リダクションギヤ１３０の側面１３４に接して設けられたワッシャ１８０を介してスラスト力を受ける。
ここで、鉄からなる円筒コロベアリング１５０とアルミからなるハウジング２０１の材質の熱膨張率の違いに起因して、高温時に円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１とハウジング２０１との間に隙間が生じても、アウタレース１５１とリダクションギヤ１３０との間にスラストニードルベアリング１７０が配置されているので、アウタレース１５１が軸方向に移動してリダクションギヤ１３０と干渉することがない。

以上の通り、本実施形態では、自動変速機の変速機構部の主軸からカウンタドリブンギヤ１２０を介して入力される伝達トルク（回転）を、デファレンシャル装置のファイナルギヤＦＧに伝達するリダクションギヤ１３０が形成されたカウンタ軸１１０の支持構造であって、カウンタ軸１１０は、軸方向の一端および他端が、変速機ケース２００およびハウジング２０１で支持された円筒コロベアリング１４０、１５０により、変速機ケース２００とハウジング２０１で回転可能に支持されており、リダクションギヤ１３０と、カウンタ軸１１０の一端を支持する円筒コロベアリング１５０との間に、カウンタ軸１１０の軸方向において互いに対向するリダクションギヤ１３０の側面１３４と円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１の側面１５３の各々に当接させてスラストニードルベアリング１７０を配置する構成とした。
これにより、変速機ケースが高温となって、円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１とハウジング２０１との間に隙間が生じても、円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１とリダクションギヤ１３０との間に配置したスラストニードルベアリング１７０により、アウタレース１５１の軸方向への変位が規制されているので、アウタレース１５１がリダクションギヤ１３０などの他の相対回転部品と干渉することがない。
また、スラスト力を受けたスラストニードルベアリング１７０で、円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１を、ハウジング６０１との間に確実に保持することができる。
さらに、アウタレースの軸方向への変位を規制するためにスナップリング６０２（図４参照）設ける必要がないので、部品点数を抑えてコストダウンに寄与することができる。

さらに、カウンタ軸１１０の軸方向において互いに対向するリダクションギヤ１３０の側面１３４と円筒コロベアリング１５０のアウタレース１５１の側面１５３の各々に当接させてスラストニードルベアリング１７０を配置するという簡単な構成で、円筒コロベアリング１４０の軸方向への変位を好適に規制して、リダクションギヤ１３０との干渉を防止するので、円筒コロベアリング１５０の耐久性が向上する。
また、円錐コロベアリングの代わりに円筒コロベアリングを用いてカウンタ軸を支持することができるので、ベアリングの転がり面での回転抵抗が小さくなる。よって、フリクション対策と共に、燃費の改善に寄与することができる。

また、スラスト力を受けるスラストニードルベアリング１７０の位置が、カウンタ軸１１０の端部１１４とハウジング２０１との間ではなく、カウンタ軸１１０のリダクションギヤ１３０と円筒コロベアリング１５０との間であるので、カウンタ軸１１０の軸方向長さを短くすることができる。

さらに、この場合において、カウンタ軸の回転中心Ｏから、軸方向から見て円環形状を有するスラストニードルベアリング１７０の外周までの径ｒ１（図２参照）は、カウンタ軸５００の端部５０２とハウジング６０１との間にスラストニードルベアリング５５０を設けた従来の場合のスラストニードルベアリング５５０の外周までの径ｒ２（図４参照）よりも大きくなる。
かかる場合、スラスト力を受ける受圧面積が広くなるので、ベアリング容量を確保でき、大きなスラスト力を保持できるようになる。
また、従来の場合と同じベアリング容量を確保しつつ、ニードル１７１の軸方向の大きさを小さくすることができる。

ここで、カウンタ軸１１０のハウジング２０１側は、円筒コロベアリング１５０をカウンタ軸保持部２０２に圧入したハウジング２０１を用意し、ハウジング２０１のカウンタ軸保持部２０２内で周方向に沿って配置された円筒コロ１５２を、変速機ケース２００内に配置したカウンタ軸１１０の端部に外嵌させつつ、ハウジング２０１を変速機ケース２００に挿入して組み付けている。
そのため、図４に示す従来例のように、カウンタ軸５００の端部５０２とハウジング６０１の間にスラストニードルベアリング５５０が位置している場合、スラストニードルベアリング５５０をハウジング６０１にネジなどで予め固定したのちに、円筒コロベアリング５４０を圧入していた。かかる場合、円筒コロベアリング５４０の圧入後に円筒コロベアリング５４０に不具合が見つかると、スラストニードルベアリング５５０は、圧入された円筒コロベアリング５４０と干渉して、ハウジング６０１から取り外すことが出来ないので、不具合のないスラストニードルベアリングも一緒に廃棄していた。
本願の場合、スラストニードルベアリングは、リダクションギヤ１３０と円筒コロベアリング１５０の間に配置されるので、ハウジング２０１内に予め固定しておく必要がない。よって、ハウジング２０１に圧入された円筒コロベアリング１５０に不具合が見つかっても、従来のように、スラストニードルベアリングも一緒に廃棄する必要がないので、生産コストの低減に寄与することができる。

さらに、リダクションギヤ１３０とスラストニードルベアリング１７０との間には、円環形状のワッシャ１８０が設けられており、ワッシャ１８０は、リダクションギヤ１３０に形成された歯部１３１の側面１３４とスラストニードルベアリング１７０のニードル１７１の各々に当接させて設けられている構成とした。
これにより、リダクションギヤ１３０の基端１３５から歯溝部１３２までの高さを高くして、リダクションギヤ１３０の側面１３４に、スラストニードルベアリング１７０のニードル１７１の転動面となる平面部を設ける必要がないので、リダクションギヤ１３０の径を大きくする必要がない。すなわち、リダクションギヤ１３０の径方向高さを小さくすることができる。

さらに、カウンタ軸１１０とリダクションギヤ１３０とからなる角部（基端１３５）の外周面には、リダクションギヤ１３０の側面１３４を一側面とする溝１９０が、周方向の全周に亘って設けられており、溝１９０のカウンタ軸方向の幅Ｗ１は、ワッシャ１８０の軸方向の幅Ｗ２よりも小さくされている構成とした。
これにより、カウンタ軸１１０のリダクションギヤ１３０との接続部への応力集中を防いでカウンタ軸１１０の耐久性を向上させることができる。
また、溝１９０内にワッシャ１８０が嵌り込むことがないので、接続部近傍が偏摩耗することを防止できる。

実施形態では、本発明に係る回転軸の支持構造を、自動変速機の変速機構部からの出力を減速・反転させたのちにデファレンシャル装置に伝達するカウンタギヤの支持構造に適用した場合を例に挙げて説明をした。
しかし、本発明は、上記のものに限定されず、他の回転軸との間で回転の伝達を行うギヤを備えてスラスト力を受ける回転軸であって、軸方向両端がラジアルベアリングにより回転可能に支持されている回転軸の支持構造であれば、好適に適用可能である。
この場合、スラスト力を受けたスラストニードルベアリングにより押圧されるラジアルコロベアリングは、必ずしもケース（変速機ケース）に押圧される必要はなく、ケース内に設けた固定部材などに押圧されるようにしてもよい。

また、実施形態では、カウンタ軸１１０を回転可能に支持する円筒コロベアリング１４０、１５０は、インナレースを省略したものとしたが、インナレースを有する円筒コロベアリングであっても良い。

さらに、前記実施形態では、リダクションギヤ１３０側のレースが省略されたスラストニードルベアリング１７０の場合を例示したが、レースが省略されていないスラストニードルベアリングを採用しても良い。
かかる場合、ワッシャ１８０とレースとが、一体に形成されているようにしても良く、また、レースの厚みを厚くして、レースがワッシャ１８０の代わりになるようにすることで、ワッシャ１８０を省略するようにしても良い。

実施形態の支持構造を採用した自動変速機のカウンタ軸周りの構造を示す図である。図１における要部拡大図である。従来例にかかるカウンタ軸の支持構造を示す図である。従来例にかかるカウンタ軸の支持構造を示す図である。

符号の説明

１００カウンタギヤ
１１０カウンタ軸（回転軸）
１２０カウンタドリブンギヤ
１３０リダクションギヤ
１４０円筒コロベアリング（ラジアルベアリング）
１５０円筒コロベアリング（ラジアルベアリング）
１６０スラストニードルベアリング（スラストベアリング）
１７０スラストニードルベアリング（スラストベアリング）
１８０ワッシャ
１９０溝
２００変速機ケース
２０１ハウジング
ＤＧカウンタドライブギヤ（第１軸の出力ギヤ）
ＦＧファイナルギヤ

Claims

伝達トルクを伝達するギヤが形成された回転軸の支持構造であって、
前記回転軸は、軸方向の一端および他端が、ケースで支持されたラジアルベアリングにより回転可能に支持されており、
前記ギヤの側面と、前記回転軸の一端を支持するラジアルベアリングの側面との間に、前記軸方向において互いに対向する前記ギヤの側面と前記ラジアルベアリングの側面の各々に当接させてスラストベアリングを配置したことを特徴とする回転軸の支持構造。
前記ギヤの側面と前記スラストベアリングの側面との間には、前記ギヤの歯部の側面と前記スラストベアリングの側面の各々に当接させてワッシャが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸の支持構造。
前記ギヤと前記回転軸よりなる角部には、前記ギヤの側面を一側面とする溝が、前記回転軸の周方向に沿って形成されており、前記溝の前記軸方向の幅は、前記ワッシャの厚みよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の回転軸の支持構造。
前記ケースは、前記ラジアルベアリングのアウタレースより熱膨張率の大きい金属で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の回転軸の支持構造。