JP6072707B2 - 変速機のベアリング潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、変速機ケースに回転軸の軸端を回転自在に支持するベアリングが、前記変速機ケースの凹部に段部を介して形成された外輪支持部に嵌合する外輪と、前記回転軸の外周に嵌合する内輪と、前記外輪および前記内輪間に配置された複数の転動体とを備え、前記凹部に供給された潤滑油で前記ベアリングを潤滑する変速機のベアリングの潤滑構造に関する。

ディファレンシャルギヤのディファレンシャルケース内に、上面が開放して下面がオイルフィルターで構成された箱状のフィルター本体を配置し、フィルター本体の上面から流入したオイルを下面のオイルフィルターを通過させて異物を除去するものが、下記特許文献１により公知である。

実開平０１−１０６６７３号公報

ところで、上記従来のものは、特別のフィルター本体を必要とするために部品点数が増加するだけでなく、潤滑すべきベアリングに隣接する位置に容積の大きいフィルター本体を配置する必要があるため、ベアリングの近傍にフィルター本体を配置するスペースを確保できない場合には実施できないという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、特別のフィルターを必要とせずに変速機の回転軸を支持するベアリングに清浄なオイルを供給することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、変速機ケースに回転軸の軸端を回転自在に支持するベアリングが、前記変速機ケースの凹部に段部を介して形成された外輪支持部に嵌合する外輪と、前記回転軸の外周に嵌合する内輪と、前記外輪および前記内輪間に配置された複数の転動体とを備え、前記凹部に供給された潤滑油で前記ベアリングを潤滑する変速機のベアリングの潤滑構造であって、前記外輪および前記段部間に挟持されたワッシャと、前記回転軸の外周に嵌合して前記軸端側から前記内輪に当接する回転部材とを備え、前記回転部材の外周の半径をＲ１とし、前記回転軸の下方における前記ワッシャの内周の半径をＲ２とし、前記外輪の内周の半径をＲ３とし、前記回転軸の下方において前記ワッシャに臨む前記凹部の底部の半径をＲ４としたとき、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ２＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ４が成立することを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ワッシャの内周および外周は円形であり、前記内周の中心を前記外周の中心に対して上方にオフセットしたことを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ワッシャの内周は非円形であり、その下部において前記内周が上方に向かって突出することを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ワッシャの内周は非円形であり、その上部において前記内周が上方に向かって窪むことを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記回転部材は前記外輪を前記回転軸に締結する非円形断面のナットであることを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記凹部は前記回転軸の軸線よりも上方に潤滑油の流入口を備えることを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造が提案される。

尚、実施の形態のドリブンプーリ軸１６は本発明の回転軸に対応し、実施の形態のボールベアリング３５は本発明のベアリングに対応し、実施の形態のボール３５ｃは本発明の転動体に対応し、実施の形態のナット４８は本発明の回転部材に対応する。

請求項１の構成によれば、変速機ケースに回転軸の軸端を回転自在に支持するベアリングが、変速機ケースの凹部に段部を介して形成された外輪支持部に嵌合する外輪と、回転軸の外周に嵌合する内輪と、外輪および内輪間に配置された複数の転動体とを備え、凹部に供給された潤滑油でベアリングを潤滑する。

外輪および段部間に挟持されたワッシャと、回転軸の外周に嵌合して軸端側から内輪に当接する回転部材とを備えるので、変速機ケースの凹部内に供給された潤滑油は回転部材の外周およびワッシャの内周間の隙間を通過した後に、ボールベアリングの外輪および内輪間を通過して転動体を潤滑する。

その際に、回転部材の外周の半径をＲ１とし、回転軸の下方におけるワッシャの内周の半径をＲ２とし、外輪の内周の半径をＲ３とし、回転軸の下方においてワッシャに臨む凹部の底部の半径をＲ４としたとき、Ｒ２＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ４が成立するので、凹部とベアリングとの間に配置されるワッシャが堰になって凹部の底部に油溜まりが形成され、潤滑油に含まれる異物を油溜まりで捕捉してベアリングに供給されるのを防止することで、特別のフィルターを設けることなくベアリングの耐久性を高めることができる。しかもＲ１＜Ｒ２が成立するので、回転部材の外周面が油溜まりの内部に過度に侵入するのを防止することで、油溜まりの底に沈殿した異物が回転する回転部材に攪拌されてベアリング側に供給されるのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、ワッシャの内周および外周は円形であり、内周の中心を外周の中心に対して上方にオフセットしたので、油溜まりの堰の高さを充分に確保して異物の捕捉性能を高めることができ、しかもベアリングの上部に充分な量の潤滑油を供給してベアリング全体を確実に潤滑することができる。

また請求項３の構成によれば、ワッシャの内周は非円形であり、その下部において内周が上方に向かって突出するので、油溜まりの堰の高さを充分に確保して異物の捕捉性能を高めることができる。

また請求項４の構成によれば、ワッシャの内周は非円形であり、その上部において内周が上方に向かって窪むので、油溜まりの堰の高さを充分に確保して異物の捕捉性能を高めても、ベアリングの上部に充分な量の潤滑油を供給してベアリング全体を確実に潤滑することができる。

また請求項５の構成によれば、回転部材は外輪を回転軸に締結する非円形断面のナットであるので、回転するナットによって油溜まりの底に沈殿した異物が攪拌され易くなるが、Ｒ１＜Ｒ２が成立することで回転部材による異物の攪拌が最小限に抑えられる。

また請求項６の構成によれば、凹部は回転軸の軸線よりも上方に潤滑油の流入口を備えるので、高い位置にある流入口から流入する潤滑油でベアリング全体を確実に潤滑することができるだけでなく、流入する潤滑油によって油溜まりの底に沈殿した異物が攪拌され難くなって異物の捕捉性能が更に高められる。

ベルト式無段変速機の縦断面図。（第１の実施の形態） 図１の２部拡大図。（第１の実施の形態） 図１の３−３線矢視図。（第１の実施の形態） ワッシャの形状を示す図。（第１〜第４の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図３および図４（Ａ）に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

先ず、図１に基づいてベルト式無段変速機Ｔの全体構造を説明する。ベルト式無段変速機Ｔの変速機ケース１１は、図示せぬエンジンに結合されるトルクコンバータケース１２と、トルクコンバータケース１２に結合される変速機ケース本体１３とを備えており、変速機ケース１１の内部に、入力軸１４、ドライブプーリ軸１５、ドリブンプーリ軸１６およびアイドル軸１７が平行に支持される。

エンジンのクランクシャフト１８にトルクコンバータ１９を介して接続された入力軸１４には、前進用クラッチ２０を介して該入力軸１４に結合可能な前進用ドライブギヤ２１が相対回転自在に支持されており、この前進用ドライブギヤ２１はドライブプーリ軸１５に固設した前進用ドリブンギヤ２２に噛合する。ドライブプーリ軸１５には、後進用クラッチ２３を介して該ドライブプーリ軸１５に結合可能な後進用ドリブンギヤ２４が相対回転自在に支持されており、この後進用ドリブンギヤ２４はアイドル軸１７に支持したアイドルギヤ２５を介して入力軸１４に固設した後進用ドライブギヤ２６に噛合する。

ドライブプーリ軸１５に支持したドライブプーリ２７と、ドリブンプーリ軸１６に支持したドリブンプーリ２８とが金属ベルト２９で接続されており、ドライブプーリ２７およびドリブンプーリ２８の溝幅を変化させることでドライブプーリ軸１５およびドリブンプーリ軸１６間のレシオが変更可能である。

ドリブンプーリ軸１６に固設したファイナルドライブギヤ３０が、ディファレンシャルギヤ３１のケースに固設したファイナルドリブンギヤ３２に噛合しており、ディファレンシャルギヤ３１から左右の車軸３３，３３が変速機ケース１１の外部に延出する。

従って、前進用クラッチ２０を係合して後進用クラッチ２３を係合解除すると、エンジンの駆動力は、クランクシャフト１８→トルクコンバータ１９→入力軸１４→前進用クラッチ２０→前進用ドライブギヤ２１→前進用ドリブンギヤ２２→ドライブプーリ軸１５→ドライブプーリ２７→金属ベルト２９→ドリブンプーリ２８→ドリブンプーリ軸１６→ファイナルドライブギヤ３０→ファイナルドリブンギヤ３２→ディファレンシャルギヤ３１→車軸３３，３３の経路で駆動輪に伝達され、車両を前進走行させる。

また前進用クラッチ２０を係合解除して後進用クラッチ２３を係合すると、エンジンの駆動力は、クランクシャフト１８→トルクコンバータ１９→入力軸１４→後進用ドライブギヤ２６→アイドルギヤ２５→後進用ドリブンギヤ２４→後進用クラッチ２３→ドライブプーリ軸１５→ドライブプーリ２７→金属ベルト２９→ドリブンプーリ２８→ドリブンプーリ軸１６→ファイナルドライブギヤ３０→ファイナルドリブンギヤ３２→ディファレンシャルギヤ３１→車軸３３，３３の経路で逆回転となって駆動輪に伝達され、車両を後進走行させる。

前進走行中および後進走行中の何れの場合においても、ドライブプーリ２７の溝幅を減少させてドリブンプーリ２８の溝幅を増加させると、ドライブプーリ軸１５およびドリブンプーリ軸１６間のレシオが無段階に増加して車速が減少し、逆にドライブプーリ２７の溝幅を増加させてドリブンプーリ２８の溝幅を減少させると、ドライブプーリ軸１５およびドリブンプーリ軸１６間のレシオが無段階に減少して車速が増加する。

ドリブンプーリ軸１６の右端はボールベアリング３４を介してトルクコンバータケース１２に支持され、ドリブンプーリ軸１６の左端はボールベアリング３５を介して変速機ケース本体１３に支持される。

次に、図２および図３に基づいて、ドリブンプーリ軸１６の左端を変速機ケース本体１３に支持するボールベアリング３５の潤滑構造を説明する。

変速機ケース１１は、変速機ケース本体１３の端部に形成された円形の開口部１３ａをＯリング４１を介して閉塞するカバー部材４２を備えており、変速機ケース本体１３の開口部１３ａおよびカバー部材４２の内側に碗状の凹部４３が形成される。開口部１３ａの内周には環状の段部１３ｂと、段部１３ｂに連続する環状の外輪支持部１３ｃとが形成される。ドリブンプーリ軸１６の軸端部を支持するボールベアリング３５は、外輪３５ａと、内輪３５ｂと、外輪３５ａおよび内輪３５ｂ間に配置された複数のボール３５ｃ…とを備える。

変速機ケース本体１３の開口部１３ａの段部１３ｂに円環状のワッシャ４７を当接させた状態で、ボールベアリング３５の外輪３５ａが変速機ケース本体１３の外輪支持部１３ｃに嵌合し、変速機ケース本体１３の内面にボルト４５で固定された板状の固定部材４６により係止される。よって、ワッシャ４７は、開口部１３ａの段部１３ｂとボールベアリング３５の外輪３５ａとの間に挟まれて固定される。一方、ボールベアリング３５の内輪３５ｂは、ワッシャ４４を介してドリブンプーリ軸１６の段部１６ａに当接した状態で、ドリブンプーリ軸１６に形成した雄ねじ部１６ｂに螺合する六角形のナット４８により固定される。図４（Ａ）に示すように、本実施の形態の円環状のワッシャ４７は、内周および外周間の幅が円周方向に均一である。

カバー部材４２は凹部４３の中心に突出する凸部４２ａを備えており、凸部４２ａの先端に圧入したノズル４９がドリブンプーリ軸１６の軸線Ｌ上に形成した油路１６ｃにＯリング５０を介して相対回転自在に嵌合する。そしてカバー部材４２に形成した油路４２ｂがノズル４９を介してドリブンプーリ軸１６の油路１６ｃに連通することで、ドリブンプーリ軸１６の外周の各被潤滑部に潤滑油が供給される。

またボールベアリング３５の上方における変速機ケース本体１３の内壁面１３ｄに潤滑油ガイド壁１３ｅが突設されており、潤滑油ガイド壁１３ｅの下端が、ボールベアリング３５の外輪３５ａに臨む切欠き１３ｆと、ワッシャ４７および変速機ケース本体１３間に形成した流入口１３ｇとを介して凹部４３に連通する。

図２に示すように、ドリブンプーリ軸１６の軸線Ｌから測ったナット４８の外周の半径をＲ１とし、前記軸線Ｌから測ったドリブンプーリ軸１６の下方におけるワッシャ４７の内周の半径をＲ２とし、前記軸線Ｌから測ったボールベアリング３５の外輪３５ａの内周の半径をＲ３とし、前記軸線Ｌから測ったドリブンプーリ軸１６の下方においてワッシャ４７に臨む凹部４３の底部の半径をＲ４としたとき、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ２＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ４が成立する。

Ｒ２＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ４の寸法関係により、ドリブンプーリ軸１６の下方において、凹部４３の底部と外輪３５ａの内周との間にワッシャ４７が堰のように上向きに突出することで、凹部４３の底部に油溜まり５１が形成される。このとき、ボールベアリング３５の外輪３５ａの内周の半径をＲ３と、凹部４３の底部の半径Ｒ４との大小関係は任意である。またＲ１＜Ｒ２の寸法関係により、ナット４８外周は油溜まり５１の内部に入り込むことなく、油溜まり５１よりも上方に位置することになる。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

車両が前進走行するとベルト式無段変速機Ｔのファイナルドリブンギヤ３２が変速機ケース１１の内部で回転するため、変速機ケース１１の底部に貯留されたオイルがファイナルドリブンギヤ３２により掻き上げられ、図２および図３に破線矢印で示すように、その潤滑油の一部が変速機ケース本体１３の内壁面１３ｄから突出する潤滑油ガイド壁１３ｅの上面に沿って下方に流れ、ボールベアリング３５の外輪３５ａに臨む切欠き１３ｆおよびワッシャ４７の背面に形成した流入口１３ｇを通過して凹部４３に流入し、凹部４３の底部に形成された油溜まり５１に貯留される。

流入口１３ｇを通過して凹部４３に流入する潤滑油の一部は、ワッシャ４７の上部内周とボールベアリング３５の内輪３５ｂの外周面との間の隙間α（図２参照）を通過してボールベアリング３５を潤滑する。また油溜まり５１とボールベアリング２５との間にはワッシャ４７が堰となって上方に突出するため、ワッシャ４７の下部内周を乗り越えた潤滑油がボールベアリング３５の内輪３５ｂの外周面との間の隙間β（図２参照）を通過してボールベアリング３５のボール３５ｃ…を潤滑し、変速機ケース１１の底部に戻される。その際に、潤滑油に含まれる金属粉のような異物は堰を構成するワッシャ４７を乗り越えることができずに油溜まり５１の底部に捕捉され、ボールベアリング３５に流入して損傷を与えることが防止される。

また六角形のナット４８が油溜まり５１の内部で回転すると、油溜まり５１に捕捉された異物が潤滑油と共に攪拌され、ワッシャ４７を乗り越えてボールベアリング３５に流入する可能性があるが、本実施の形態ではナット４８が油溜まり５１の上方で回転することで油溜まり５１に捕捉された異物を攪拌することが防止され、異物がボールベアリング３５に流入することが一層確実に防止される。

第１〜第４の実施の形態

次に、図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に基づいてワッシャ４７の形状の第２〜第４の実施の形態を説明する。

図４（Ａ）に示す第１の実施の形態のワッシャ４７は、内周および外周間の幅が円周方向に均一であるが、図４（Ｂ）に示す第２の実施の形態のワッシャ４７は、変速機ケース１１に組み付けた状態で内周の中心Ｏ１が外周の中心Ｏ２に対して上方にオフセットしている。その結果、ワッシャ４７の下部の幅広部分により油溜まり５１の堰の高さを充分に確保して異物の捕捉性能を高めることができ、しかもワッシャ４７の上部の幅狭部分により形成されるボールベアリング３５の内輪３５ｂの外周面との間の隙間αを拡大し、その隙間αを通してボールベアリング３５の上部にも充分な量の潤滑油を供給し、ボールベアリング３５全体を確実に潤滑することができる。

図４（Ｃ）に示す第３の実施の形態のワッシャ４７は、変速機ケース１１に組み付けた状態で内周の下部が上方に向かって突出する突出部４７ａを備える。その結果、ワッシャ４７の下部の突出部４７ａにより油溜まり５１の堰の高さを充分に確保して異物の捕捉性能を高めることができ。

図４（Ｄ）に示す第４の実施の形態のワッシャ４７は、変速機ケース１１に組み付けた状態で内周の上部が上方に向かって窪む切欠き部４７ｂを備える。その結果、ワッシャ４７の内周および外周間の幅を広げて油溜まりの堰の高さを充分に確保し、異物の捕捉性能を高めても、ワッシャ４７の上部の切欠き部４７ｂによりボールベアリング３５の内輪３５ｂの外周面との間の隙間αを拡大し、ボールベアリング３５の上部に充分な量の潤滑油を供給することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のベアリングは実施の形態のボールベアリング３５に限定されず、ローラベアリングやニードルベアリングであっても良く、従って本発明の転動体はボール３５ｃに限定されず、ローラやニードルであっても良い。

また本発明の回転軸は実施の形態のドリブンプーリ軸１６に限定されず、ドライブプーリ軸１５等の他のシャフトであっても良い。

また本発明の回転部材は実施の形態のナット４８に限定されず、回転軸の外周に嵌合する部材であれば、ギヤやカラーであっても良い。

１１ 変速機ケース
１３ｂ 段部
１３ｃ 外輪支持部
１３ｇ 流入口
１６ ドリブンプーリ軸（回転軸）
３５ ボールベアリング（ベアリング）
３５ａ 外輪
３５ｂ 内輪
３５ｃ ボール（転動体）
４３ 凹部
４７ ワッシャ
４８ ナット（回転部材）
Ｌ 回転軸の軸線
Ｏ１ ワッシャの内周の中心
Ｏ２ ワッシャの外周の中心

Claims (6)

1. 変速機ケース（１１）に回転軸（１６）の軸端を回転自在に支持するベアリング（３５）が、前記変速機ケース（１１）の凹部（４３）に段部（１３ｂ）を介して形成された外輪支持部（１３ｃ）に嵌合する外輪（３５ａ）と、前記回転軸（１６）の外周に嵌合する内輪（３５ｂ）と、前記外輪（３５ａ）および前記内輪（３５ｂ）間に配置された複数の転動体（３５ｃ）とを備え、前記凹部（４３）に供給された潤滑油で前記ベアリング（３５）を潤滑する変速機のベアリングの潤滑構造であって、
   前記外輪（３５ａ）および前記段部（１３ｂ）間に挟持されたワッシャ（４７）と、前記回転軸（１６）の外周に嵌合して前記軸端側から前記内輪（３５ｂ）に当接する回転部材（４８）とを備え、
   前記回転部材（４８）の外周の半径をＲ１とし、前記回転軸（１６）の下方における前記ワッシャ（４７）の内周の半径をＲ２とし、前記外輪（３５ａ）の内周の半径をＲ３とし、前記回転軸（１６）の下方において前記ワッシャ（４７）に臨む前記凹部（４３）の底部の半径をＲ４としたとき、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ２＜Ｒ３かつＲ２＜Ｒ４が成立することを特徴とする変速機のベアリング潤滑構造。
2. 前記ワッシャ（４７）の内周および外周は円形であり、前記内周の中心（Ｏ１）を前記外周の中心（Ｏ２）に対して上方にオフセットしたことを特徴とする、請求項１に記載の変速機のベアリング潤滑構造。
3. 前記ワッシャ（４７）の内周は非円形であり、その下部において前記内周が上方に向かって突出することを特徴とする、請求項１に記載の変速機のベアリング潤滑構造。
4. 前記ワッシャ（４７）の内周は非円形であり、その上部において前記内周が上方に向かって窪むことを特徴とする、請求項１に記載の変速機のベアリング潤滑構造。
5. 前記回転部材（４８）は前記外輪（３５ａ）を前記回転軸（１６）に締結する非円形断面のナットであることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の変速機のベアリング潤滑構造。
6. 前記凹部（４３）は前記回転軸（１６）の軸線（Ｌ）よりも上方に潤滑油の流入口（１３ｇ）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の変速機のベアリング潤滑構造。

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