JP4544062B2 - ワンウェイクラッチの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機内に配置されたワンウェイクラッチの潤滑構造に関する。

従来、自動変速機内にワンウェイクラッチを備えたものがある。
このワンウェイクラッチは、インナーレースと、アウターレースと、インナーレースとアウターレースとの間に配置されたローラとより構成され、インナーレースおよびアウターレース間の一方向のみの相対回転を許すものである。
またこのワンウェイクラッチのアウターレースおよびインナーレースは、それぞれ自動変速機内の異なる回転要素、または回転要素と変速機ケースに結合されて、それぞれの要素の回転方向を制御している。

ワンウェイクラッチのアウターレースとインナーレースとが相対回転を行い、相対回転するインナーレースに誘導されてローラがアウターレース内周面に形成されたカム山方向に付勢されると、アウターレースのカム山とインナーレースとの間にローラが楔状態に挟み込まれて、インナーレースとアウターレースとの相対回転が停止（以下、ロックとも呼ぶ）する。
一方、インナーレースとアウターレースとがロックする方向と逆方向の回転が入力されると、アウターレースのカム山とインナーレース間でのローラの挟み込みが解除されて、インナーレースとアウターレースの相対回転が可能となる。
このようなワンウェイクラッチの構造が、特許文献１に記載されている。

また、ワンウェイクラッチは、ローラの焼き付き防止のため、ローラに潤滑油を供給する必要がある。
潤滑油をインナーレースからローラへ供給する場合、インナーレースの内周側は他の回転要素が結合されているため、インナーレースの内周側からローラ軌跡上に径方向の潤滑油路を形成することができない。

したがって特許文献１においては、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、回転要素と結合させるためにインナーレース１００の内周面に形成されたスプラインの歯１０１を避けて、インナーレースの側面からインナーレース外周面のローラ１０２の軌跡上に向けて、潤滑油路１０４を形成している。
この潤滑油路１０４は、特に図７の（ａ）に示すように、インナーレース１００の回転軸１００ａに直交する垂線１００ｂに対して、潤滑油路１０４の延在方向１０４ａが所定の角度γ’を有し、さらに、特に図７の（ｂ）に示すようにインナーレース１００の外周側から見てローラ１０２の自転軸１０２ａと、潤滑油路１０４の延在方向１０４ａとが同一となるように構成されている。
また潤滑油路１０４を形成したことにより、潤滑油路１０４からインナーレース１００の外周面の間が他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部１０５となる。
特開平０２−２７８０６１号公報

しかしながら、このようなワンウェイクラッチのローラ潤滑構造においては、図７の（ｂ）に示すようにインナーレース１００の外周面における潤滑油路１０４の開口部上にローラ１０２が重なった状態で、アウターレース（不図示）とインナーレース１００とがロックすることがある。
この場合には、インナーレース１００を外周方向から見た場合に、ローラ１０２の自転軸１０２ａと潤滑油路１０４の延在方向１０４ａとが同一方向であるため、ローラ１０２の広い部分を薄肉部１０５によって支持することとなる。
したがって、アウターレースとインナーレースのロック時に、ローラ１０２がインナーレース１００に押し付けられることにより薄肉部１０５が変形してしまい、ワンウェイクラッチの耐久性が低下するといった問題があった。

そこで本発明はこのような問題点に鑑み、耐久性が低下することなくローラの潤滑を行うことができるワンウェイクラッチの潤滑構造を提供することを目的とする。

本発明は、インナーレースと、アウターレースと、インナーレースとアウターレースとの間に配置されたローラと、インナーレースに形成されて、一端がローラの転がり面に開口し、他端が側面に開口して、該他端の開口からの油を一端側へ供給する潤滑油路とを備えたワンウェイクラッチの潤滑構造において、潤滑油路は、インナーレースの回転軸に直交する垂線に対して傾斜して形成され、かつ、インナーレースの外周側から見てローラの自転軸に対して傾斜して形成されているものとした。

本発明によれば、ローラへ油を供給する潤滑油路を、インナーレースの回転軸に直交する垂線に対して傾斜させ、かつ、インナーレースの外周側から見てローラの自転軸に対して傾斜させることにより、インナーレースの外周側から見てローラの自転軸と平行に潤滑油路を設けた場合と比較して、ローラが潤滑油路上で停止したときに、ローラの直下に形成される潤滑油路とローラ転がり面との間にできる薄肉部を少なくすることができる。よってインナーレースとアウターレースのロック時に、薄肉部にローラの応力が集中しにくくなり、薄肉部の変形を防ぎ、ワンウェイクラッチの耐久性の悪化を防止することができる。

次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本実施例が適用された自動変速機のワンウェイクラッチ周りを示す図である。
自動変速機１は、内部に、クラッチおよびブレーキなどの締結要素や、複数の遊星歯車機構を備え、締結要素の締結状態の組み合わせによって、エンジンから入力された駆動力の回転数変換を行うものである。
エンジンからの駆動力が入力される入力軸８の周りに、遊星歯車機構３が配置される。

遊星歯車機構３は、入力軸８の周りに配置された回転軸９に結合された第１サンギア４ａと、遊星歯車機構３の図１中の左側に配置されたドラム１２に結合された第２サンギア４ｂ（以下、第１サンギア４ａと第２サンギア４ｂとをあわせてサンギア４と呼ぶ）と、サンギア４に噛み合うピニオンギア５と、ピニオンギア５の回転軸を支持するキャリア６と、サンギア４およびピニオンギア５の外周側に配置されて内周側に備えられた歯がピニオンギア５と噛み合うリングギア７とより構成される。

遊星歯車機構３の外周側には、ワンウェイクラッチ１０が配置される。
ワンウェイクラッチ１０は主に、変速機ケース２の内周面に形成されたケーススプライン１３にスプライン結合するアウターレース３０と、アウターレース３０の内側に配置されたインナーレース２０と、アウターレース３０とインナーレース２０の間に配置されたローラ４０とより構成される。
インナーレース２０は、内周面にギアの歯２３が形成された円筒形状のローラ支持部２１と、外周面に支持部スプライン２４が形成された円筒形状の摩擦板支持部２２とより構成される。
ローラ支持部２１は、その外周面においてローラ４０を支持している。
また摩擦板支持部２２は、ローラ支持部２１よりも大径に形成されている。
ローラ支持部２１の歯２３に、遊星歯車機構３のキャリア６の外周面に形成された歯が噛み合わされて一体となっている。

摩擦板支持部２２の支持部スプライン２４には、内周側にスプラインに噛み合う歯が形成された摩擦板５０が噛み合っている。
また変速機ケース２のケーススプライン１３には、外周側にスプラインに噛み合う歯が形成された摩擦板５１が噛み合っている。
摩擦板５０と摩擦板５１は、それぞれ交互に重ねて配置され、ピストン５２によって押圧されることによって双方が係合し、変速機ケース２とインナーレース２０とが一体となる。

次にワンウェイクラッチ１０の詳細について説明する。
図２の（ａ）は、ワンウェイクラッチ１０の正面図であり、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）におけるＡ−Ａ部拡大断面図である。
なお、図２の（ａ）において、ローラ４０を図示するためにケージ３２を一部破断して図示してある。
アウターレース３０の外周面の所定位置に、変速機ケース２のケーススプライン１３と噛み合う歯３７が形成されている。
アウターレース３０の内周面には、特に図２の（ａ）に示すように複数のカム山３６が形成されている。

アウターレース３０の内周面にブロックベアリング３３が取り付けられ、ブロックベアリング３３の内径側の面がインナーレース２０の外周面と摺動可能に接している。
このブロックベアリング３３によって、インナーレース２０の外周面がアウターレース３０に回転可能に支持される。
アウターレース３０の表裏面には、それぞれインナーレース２０とアウターレース３０の隙間とカム山３６とを覆う円盤状のケージ３２およびサイドプレート３１が配置される。

カム山３６の谷部にはローラ４０が配置され、ケージ３２に固定されたスプリング３４によって、ローラ４０がカム山３６の頂上に向けて付勢されている。
なおローラ４０がスプリング３４によって付勢される向きはすべて同一方向となっている。

ケージ３２には図２の（ａ）中に破線で示すように内径側に伸びる保持爪３８が形成され、図２の（ｂ）に示すように保持爪３８をサイドプレート３１側に折り曲げてサイドプレート３１に形成された孔に通し、さらに保持爪３８の先端部を外径側に折り曲げてサイドプレート３１を保持する。
また保持爪３８をサイドプレート３１側に折り曲げたときに、ブロックベアリング３３に形成された貫通孔に通すことにより、ケージ３２がアウターレース３０に対して固定される。

アウターレース３０の内径側に配置されたインナーレース２０は、図２の（ａ）中の左方向に回転可能となる。またインナーレース２０が右方向に回転しようとするときには、ローラ４０がカム山３６に乗り上げて、ローラ４０によってインナーレース２０の外周面が押圧されて、アウターレース３０とインナーレース２０の相対回転が規制される。
また、ローラ４０は、インナーレース２０の相対回転が規制された状態と回転可能状態との切り換わりの際に、インナーレース２０の回転軸２０ａを中心に公転するとともに、インナーレース２０の回転可能状態においては自転軸４０ａを中心に自転する。

次に、インナーレース２０の詳細について説明する。
図３の（ａ）に、インナーレース２０の断面を示し、図３の（ｂ）に、ローラ支持部２１の外周面、特に潤滑油路２６の開口部周りを示す。
インナーレース２０は、円筒形状のローラ支持部２１と、ローラ支持部２１の端部外周面から延びる円筒形状の摩擦板支持部２２とより構成される。

ローラ支持部２１の側壁から、ローラ支持部２１の外周面におけるローラ４０の軌跡上（以下、ローラ転がり面２７と呼ぶ）にかけて潤滑油路２６を形成する。
これにより、インナーレース２０の回転軸２０ａに直交する垂線２０ｂに対して、潤滑油路２６の延在方向２６ａが所定の角度γを有している。
潤滑油路２６が開口するローラ支持部２１の側壁（以下、開口面２８と呼ぶ）は、潤滑油路２６の延在方向２６ａと略直交している。
潤滑油路２６における開口面２８側の開口部近傍に、開口がインナーレース２０の内径側を向く溝形状の油受け２５が形成されている。
また潤滑油路２６は、図３の（ｂ）に示すようにインナーレース２０の外周面側から見たときに、潤滑油路２６の延在方向２６ａが、ローラ４０の自転軸４０ａに対して所定の角度αとなるように形成されている。

ここで、図示しないコントロールバルブから遊星歯車機構３や他の回転要素に供給された油は、自動変速機の下部へ滴下したり、遠心力によって周囲へ飛び散ったりする。
この油を、油受け２５によって受け取り、潤滑油路２６を通じてインナーレース２０のローラ転がり面２７へ向けて供給し、ローラ４０の潤滑を行う。

図４は、インナーレース２０の側面図であり、図５は、図４におけるＢ−Ｂ部〜Ｉ−Ｉ部断面を示す図である。
図５の（ａ）に示すように図４のＢ−Ｂ部断面においては、潤滑油路２６の断面の上側の縁からローラ転がり面２７の間が、ローラ支持部２１の他の部分と比較して肉厚が薄い薄肉部５０Ｂとなる。
図５の（ｂ）〜図５の（ｇ）においても同様に、潤滑油路２６の断面の上側の縁からローラ転がり面２７の間が薄肉部５０Ｃ〜５０Ｈとなる。
インナーレース２０とアウターレース３０とのロック時に、ローラ４０が図４のＢ−Ｂ部からＨ−Ｈ部の断面上で停止した場合、ローラ４０は、ローラ支持部２１の薄肉部５０Ｂ〜５０Ｈと、肉厚の部分とで支持される。

本実施例は以上のように、ローラ４０へ油を供給する潤滑油路２６を、図３の（ａ）に示すようにインナーレース２０の回転軸２０ａに直交する垂線２０ｂに対して、潤滑油路２６の延在方向２６ａが所定の角度γとなるように形成し、かつ、図３の（ｂ）に示すようにインナーレース２０の外周側から見て、ローラ４０の自転軸４０ａと潤滑油路２６の延在方向２６ａとが所定の角度αとなるように形成する。
これにより、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、インナーレース１００の外周側から見てローラ１０２の自転軸１０２ａと潤滑油路１０４の延在方向１０４ａとが同一であり、本実施例のようにローラ４０の自転軸４０ａと潤滑油路２６の延在方向２６ａとが所定の角度αで交差する構成を有しない従来の場合と比較して、ローラ４０が潤滑油路２６上で停止したときに、ローラ４０の直下に形成される薄肉部５０Ｂ〜５０Ｈを少なくすることができる。
したがって、ローラ４０の広い部分をインナーレース２０の肉厚部分で支持することができ、インナーレース２０とアウターレース３０のロック時においても、薄肉部５０Ｂ〜５０Ｈにローラ４０からの応力が集中しにくくなり、薄肉部５０Ｂ〜５０Ｈの変形を防ぐことができ、ワンウェイクラッチ１０の耐久性の悪化を防止することができる。 （請求項１に対応する効果）

潤滑油路２６におけるローラ支持部２１の側面側の開口部近傍に油受け２５を形成して、遊星歯車機構３などから飛び散る油を受け取って潤滑油路２６へ供給するものとしたので、簡素な構成で潤滑油路２６へ油を供給して、ローラ４０の潤滑を行うことができる。 （請求項３に対応する効果）
また開口面２８と潤滑油路２６とが略直交するものとしたので、インナーレース２０の回転軸２０ａに直交する垂線２０ｂに対して傾斜した潤滑油路２６をドリルにより加工する際に、開口面２８がドリルの加工方向に対して略垂直となっているため、加工時にドリルの歯が逃げたり、折れたりすることを防止でき、加工性が向上する。 （請求項４に対応する効果）

次に潤滑油路の変形例について説明する
図６の（ａ）、（ｂ）に、変形例における潤滑油路２６Ａを示す。
インナーレース２０Ａのローラ転がり面２７Ａから、径方向に所定深さの第１油路６０を形成する。
ローラ支持部２１Ａの側面から第１油路６０にかけて、インナーレース２０Ａの回転軸に直交する垂線に対して傾斜し、かつ、インナーレース２０Ａの外周側から見てローラ４０の自転軸方向に対して傾斜した第２油路６１を形成する。
また第２油路６１は、インナーレース２０Ａの外周面側から見たときに、ローラ４０の自転軸方向に対して所定の角度βとなるように形成されている。

潤滑油路２６Ａにおけるローラ支持部２１Ａの側面側の開口部近傍に、開口がインナーレース２０Ａの内径側を向く溝形状の油受け２５Ａが形成されている。
第１油路６０と第２油路６１とより潤滑油路２６Ａが構成され、油受け２５Ａによって受け取った油を潤滑油路２６Ａを通じてローラ４０へと供給することができる。

この場合にも実施例と同様に、インナーレース２０Ａの外周側から見てローラ４０の自転軸方向と潤滑油路２６Ａの第２油路６１とが傾斜していることにより、第２油路６１とローラ転がり面２７Ａとの間にできる薄肉部５０Ｋを少なくすることができ、薄肉部５０Ｋの変形を防いでワンウェイクラッチの耐久性の悪化を防止することができる。 （請求項２に対応する効果）

本発明における実施例を示す図である。 ワンウェイクラッチを示す図である。 インナーレースに形成された潤滑油路を示す図である。 インナーレースの側面である。 図４におけるＢ−Ｂ部〜Ｉ−Ｉ部断面を示す図である。 変形例における潤滑油路を示す図である。 従来のインナーレースに形成された潤滑油路を示す図である。

符号の説明

１ 自動変速機
２ 変速機ケース
３ 遊星歯車機構
４ サンギア
５ ピニオンギア
６ キャリア
７ リングギア
８ 入力軸
９ 回転軸
１０ ワンウェイクラッチ
２０、２０Ａ インナーレース
２０ａ 回転軸
２０ｂ 垂線
２１ ローラ支持部
２２ 摩擦板支持部
２５、２５Ａ 油受け
２６、２６Ａ 潤滑油路
２６ａ 延在方向
２７、２７Ａ ローラ転がり面
２８ 開口面
３０ アウターレース
３１ サイドプレート
３２ ケージ
３３ ブロックベアリング
３４ スプリング
３６ カム山
４０ ローラ
４０ａ 自転軸
５０Ｂ〜５０Ｈ、５０Ｋ 薄肉部
６０ 第１油路
６１ 第２油路

Claims (3)

1. インナーレースと、アウターレースと、前記インナーレースと前記アウターレースとの間に配置されたローラと、前記インナーレースに形成されて、一端が前記ローラの転がり面に開口し、他端が側面に開口して、該他端の開口からの油を前記一端側へ供給する潤滑油路とを備えたワンウェイクラッチの潤滑構造において、
   前記潤滑油路は、前記インナーレースの回転軸に直交する垂線に対して傾斜して形成され、かつ、前記インナーレースの外周側から見て前記ローラの自転軸に対して傾斜して形成されていることを特徴とするワンウェイクラッチの潤滑構造。
2. 前記潤滑油路の他端の開口部近傍に、
   開口が前記インナーレースの内径側を向く油受けが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチの潤滑構造。
3. 前記潤滑油路の他端は、該潤滑油路の延在方向に対して略垂直に形成された開口面が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のワンウェイクラッチの潤滑構造。

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