JP6612903B2 - ローリングベアリングの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、オイル通路が軸方向に貫通する回転軸の一端部および他端部をそれぞれ第１ローリングベアリングおよび第２ローリングベアリングでケーシングに支持し、前記回転軸の一端部が臨む空間に供給されるオイルを、前記回転軸の一端部に設けたオイルガイドプレートで前記第１ローリングベアリングおよび前記オイル通路に案内するとともに、前記オイル通路から前記第２ローリングベアリングに案内するローリングベアリングの潤滑構造に関する。

ナックルにドライブシャフトの軸端部をボールベアリングを介して支持し、環状のオイルガイドプレート（シール部）の外周部をナックルおよびボールベアリングのアウターレース間に挟んで固定し、オイルガイドプレートの内周部とドライブシャフトの外周面との間に環状の隙間を形成することで、ドライブシャフトの外周面に沿ってボールベアリングに供給される潤滑用のオイルに含まれる異物をオイルガイドプレートで捕捉するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００９−１１５２５７号公報

ところで、上記従来のものは、オイルガイドプレートの外周部をナックルおよびボールベアリングのアウターレース間に挟んで固定し、オイルガイドプレートの内周部とドライブシャフトの外周面との間に隙間を形成しているので、ドライブシャフトの外周面に沿って供給されるオイルの流量が減少すると、ドライブシャフトおよびオイルガイドプレートの下半部だけがオイルに浸かる状態になる。この状態では、ドライブシャフトの下半部の外周面に沿って供給されるオイルは、オイルガイドプレートの下半部を乗り越えてボールベアリングに供給される必要があり、そのためにボールベアリングに対するオイルの供給が不安定になる問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、回転軸の両端部を支持する一対のローリングベアリングに対するオイルの供給を安定させ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、オイル通路が軸方向に貫通する回転軸の一端部および他端部をそれぞれ第１ローリングベアリングおよび第２ローリングベアリングでケーシングに支持し、前記回転軸の一端部が臨む空間に供給されるオイルを、前記回転軸の一端部に設けたオイルガイドプレートで前記第１ローリングベアリングおよび前記オイル通路に案内するとともに、前記オイル通路から前記第２ローリングベアリングに案内するローリングベアリングの潤滑構造であって、前記オイルガイドプレートは、前記オイル通路に圧入される筒状の挿入部と、前記挿入部の一端側から前記空間に向けてファンネル状に拡開するオイルガイド部とを備え、前記オイルガイド部の外周部と前記空間を区画する前記ケーシングの内壁面との間に、前記空間のオイルを前記第１ローリングベアリングに導く隙間が形成されると共に、前記挿入部の他端部を径方向内側に折り曲げることで、オイルの流路を狭める塞き止め部が形成されることを特徴とするローリングベアリングの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、前記第１ローリングベアリングおよび前記第２ローリングベアリングはテーパードローラベアリングであることを特徴とするローリングベアリングの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または請求項２の構成に加えて、前記オイルガイド部には、前記回転軸の一端側の軸端面に突き当てられる突き当て部が形成されることを特徴とするローリングベアリングの潤滑構造が提案される。

なお、実施の形態の右ケーシング１１および中間ケーシング１２は本発明のケーシングに対応し、実施の形態の第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２は本発明のローリングベアリングに対応し、実施の形態のリダクションシャフト２３は本発明の回転軸に対応する。

請求項１の構成によれば、オイル通路が軸方向に貫通する回転軸の一端部および他端部がそれぞれ第１ローリングベアリングおよび第２ローリングベアリングでケーシングに支持される。回転軸の一端部が臨む空間に供給されるオイルは、回転軸の一端部に設けたオイルガイドプレートで第１ローリングベアリングおよびオイル通路に案内され、オイル通路から第２ローリングベアリングに案内される。

オイルガイドプレートは、オイル通路に圧入される筒状の挿入部と、挿入部の一端側から空間に向けてファンネル状に拡開するオイルガイド部とを備え、オイルガイド部の外周部と空間を区画するケーシングの内壁面との間に、空間のオイルを第１ローリングベアリングに導く隙間が形成されるので、空間のオイルの油面が低下しても隙間を通して第１ローリングベアリングにオイルを支障なく供給できるだけでなく、ファンネル状に拡開するオイルガイド部でリダクションシャフトのオイル通路にオイルをスムーズに導いて第２ローリングベアリングに供給することができる。しかもオイルガイドプレートは挿入部をオイル通路に圧入することでリダクションシャフトに固定されるので、第１ローリングベアリングおよび第２ローリングベアリングのプリロードに影響を及ぼすことがない。また、挿入部の他端部を径方向内側に折り曲げることで、オイルの流路を狭める塞き止め部が形成されるので、第１ローリングベアリングに供給されるオイル量および第２ローリングベアリングに供給されるオイル量の比率を簡単な構造で調整することができる。

また請求項２の構成によれば、第１ローリングベアリングおよび第２ローリングベアリングがテーパードローラベアリングであると、プリロードの変化により回転抵抗や耐久性に悪影響が及ぶ可能性があるが、オイルガイドプレートをケーシングおよびアウターレース間に挟んで固定する必要がないので、オイルガイドプレートの板厚のバラつきによるプリロードの変化を回避することができる。

また請求項３の構成によれば、オイルガイド部には、回転軸の一端側の軸端面に突き当てられる突き当て部が形成されるので、オイルガイドプレートの挿入部を回転軸のオイル通路に圧入するとき、その圧入深さを一定にして組付立精度を高めることができるだけでなく、回転軸に対するオイルガイドプレートの組付姿勢を安定させることができる。

ベルト式無段変速機の縦断面図である。 図１の２部拡大図である。 図２の３部拡大図である。 図３に対応する比較例を示す図である。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、車両用のベルト式無段変速機Ｔは、右ケーシング１１、中間ケーシング１２および左ケーシング１３を備えており、中間ケーシング１２および左ケーシング１３にそれぞれボールベアリング１４，１５を介してメインシャフト１６が支持され、右ケーシング１１、中間ケーシング１２および左ケーシング１３にそれぞれボールベアリング１７、ボールベアリング１８およびローラベアリング１９を介してカウンタシャフト２０が支持され、中間ケーシング１２および右ケーシング１１にそれぞれ第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２を介してリダクションシャフト２３が支持される。メインシャフト１６の右端内周に左端外周を相対回転自在に嵌合するインプットシャフト２４の右端は、右ケーシング１１の開口部においてエンジンＥのクランクシャフト２５の左端に同軸に対向する。

右ケーシング１１の内部には、インプットシャフト２４の右端外周を囲むようにトルクコンバータ２６が配置され、中間ケーシング１２の内部には、インプットシャフト２４およびメインシャフト１６の嵌合部の外周を囲むように遊星歯車機構よりなる前後進切替機構２７が配置されるとともに、前後進切替機構２７の径方向外側に隣接するようにオイルポンプ２８が配置される。

前後進切替機構２７はリングギヤ、サンギヤ、キャリヤ、フォワードクラッチ４３およびリバースブレーキ４４を備え、前後進切替機構２７の入力部材であるリングギヤはトルクコンバータ２６の出力部材であるインプットシャフト２４に接続され、前後進切替機構２７の出力部材であるサンギヤはメインシャフト１６に接続される。フォワードクラッチ４３が係合するとリングギヤがサンギヤに結合され、インプットシャフト２４がメインシャフト１６に直結されて前進走行レンジが確立する。リバースブレーキ４４が係合すると、キャリヤが回転不能に拘束されてリングギヤの回転が逆回転となってサンギヤに伝達され、後進走行レンジが確立する。

中間ケーシング１２に内部において、メインシャフト１６の外周に設けられたドライブプーリ２９とカウンタシャフト２０の外周に設けられたドリブンプーリ３０とに、無端状の金属ベルト３１が巻き掛けられる。ドライブプーリ２９は固定側プーリ半体２９ａと、その固定側プーリ半体２９ａに対して接近・離間可能な可動側プーリ半体２９ｂとを備え、油室３２に作用する油圧により溝幅を制御可能である。同様に、ドリブンプーリ３０は固定側プーリ半体３０ａと、その固定側プーリ半体３０ａに対して接近・離間可能な可動側プーリ半体３０ｂとを備え、油室３３に作用する油圧により溝幅を制御可能である。

右ケーシング１１および中間ケーシング１２にそれぞれテーパードローラベアリング３４，３５を介してディファレンシャルギヤ３６が支持される。カウンタシャフト２０に設けた第１リダクションギヤ３７がリダクションシャフト２３に設けた第２リダクションギヤ３８に噛合し、リダクションシャフト２３に設けたファイナルドライブギヤ３９がディファレンシャルギヤ３６の外周に設けたファイナルドリブンギヤ４０に噛合する。そしてディファレンシャルギヤ３６から左右に延出する左右のドライブシャフト４１，４２が左右の車輪に接続される。

従って、エンジンＥのクランクシャフト２５の回転がトルクコンバータ２６からインプットシャフト２４および前後進切替機構２７を介してメインシャフト１６に伝達されると、メインシャフト１６の回転がドライブプーリ２９が、金属ベルト３１およびドリブンプーリ３０を介してカウンタシャフト２０に伝達される。このとき、ドライブプーリ２９の溝幅を広げてドリブンプーリ３０の溝幅を狭めると、変速比がＬＯ側に連続的に変化し、逆にドライブプーリ２９の溝幅を狭めてドリブンプーリ３０の溝幅を広げると、変速比がＯＤ側に連続的に変化する。

そしてカウンタシャフト２０の回転は、第１リダクションギヤ３７→第２リダクションギヤ３８→リダクションシャフト２３→ファイナルドライブギヤ３９→ファイナルドリブンギヤ４０→ディファレンシャルギヤ３６→ドライブシャフト４１，４２の経路で左右の車輪に伝達される。

図２および図３に示すように、リダクションシャフト２３は、左側外周に第２リダクションギヤ３８がスプライン結合され、かつ右側外周にファイナルドライブギヤ３９が一体に形成された中空軸であり、その内部をオイル通路２３ａが軸方向に貫通する。

リダクションシャフト２３の左端を中間ケーシング１２に支持する第１テーパードローラベアリング２１は、リダクションシャフト２３の左端の段部２３ｂに突き当たるように嵌合するインナーレース５１と、中間ケーシング１２の内面の段部１２ａに突き当たるように嵌合するアウターレース５２と、インナーレース５１およびアウターレース５２間に配置された複数のテーパードローラ５３…と、複数のテーパードローラ５３…を所定間隔で保持するリテーナ５４とを備える。

リダクションシャフト２３の右端を右ケーシング１１に支持する第２テーパードローラベアリング２２は、第１テーパードローラベアリング２１と同一構造のものであり、リダクションシャフト２３の右端の段部２３ｃに突き当たるように嵌合するインナーレース５５と、右ケーシング１１の内面の段部１１ａに突き当たるように嵌合するアウターレース５６と、インナーレース５５およびアウターレース５６間に配置された複数のテーパードローラ５７…と、複数のテーパードローラ５７…を所定間隔で保持するリテーナ５８とを備える。

第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２は、ラジアル方向の荷重だけでなくスラスト方向の荷重をも支持可能なアンギュラベアリングであり、リダクションシャフト２３を左向きに付勢するスラスト荷重は第１テーパードローラベアリング２１により支持され、リダクションシャフト２３を右向きに付勢するスラスト荷重は第２テーパードローラベアリング２２により支持される。

第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２に潤滑用のオイルを案内するオイルガイドプレート５９が、リダクションシャフト２３の左端部に設けられる。オイルガイドプレート５９は金属板をプレス加工した回転体形状の部材であり、円筒状の挿入部５９ａと、挿入部５９ａの左端から中間ケーシング１２内の空間６０に向かってファンネル状に拡開するオイルガイド部５９ｂとを備える。オイルガイドプレート５９のオイルガイド部５９ｂには、リダクションシャフト２３の左側の軸端面２３ｄに当接可能な突き当て部５９ｃが設けられ、オイルガイドプレート５９の挿入部５９ａの右端は径方向内側に折り曲げられ、オイルの流路を狭める塞き止め部５９ｄが形成される。

オイルガイドプレート５９は、挿入部５９ａをリダクションシャフト２３のオイル通路２３ａの左端から圧入することで、突き当て部５９ｃがリダクションシャフト２３の軸端面２３ｄに当接する位置に固定される。この状態で、オイルガイドプレート５９のオイルガイド部５９ｂの外周部と中間ケーシング１２の内壁面１２ｂとの間に環状の隙間αが形成されており、この隙間αは第１テーパードローラベアリング２１の左側面に臨んでいる。

リダクションシャフト２３の右端部が臨む右ケーシング１１の内面に円形の凹部１１ｂが形成されており、この凹部１１ｂは第２テーパードローラベアリング２２の右側面に臨んでいる。

図示せぬオイルポンプからのオイルは、左ケーシング１３の内部に形成した油路１３ａと、中間ケーシング１２の内部に形成した油路１２ｃとを介して中間ケーシング１２の空間６０に供給され（図１参照）、そこからリダクションシャフト２３側に流れて第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２を潤滑する。

図４は本実施の形態の比較例を示すもので、そのオイルガイドプレート５９´以外の構造は本実施の形態と同じである。

すなわち、比較例のオイルガイドプレート５９´は、円筒状の挿入部５９ｅと、挿入部５９ｅの一端側から湾曲しながら径方向外側に延びる円環状のオイルガイド部５９ｆとを備える。オイルガイドプレート５９´は、中間ケーシング１２の段部１２ａと第１テーパードローラベアリング２１のアウターレース５２との間に挟まれて固定される。リダクションシャフト２３のオイル通路２３ａの一端側には径方向内側に突出する環状突起２３ｅが形成されており、オイル通路２３ａに挿入された挿入部５９ｅと環状突起２３ｅとの間に環状の隙間βが形成されるとともに、オイルガイド部５９ｆの径方向中間位置に第１テーパードローラベアリング２１に臨む複数の油孔５９ｇ…が形成される。

上記構成を備えた比較例によれば、左ケーシング１３の油路１３ａおよび中間ケーシング１２の油路１２ｃを介して空間６０に供給されたオイルはオイルガイドプレート５９´に向かって右側に流れ、その一部はオイルガイドプレート５９´のオイルガイド部５９ｆに形成された油孔５９ｇ…を通過して第１テーパードローラベアリング２１を潤滑する。空間６０に供給されたオイルの他の一部は、オイルガイドプレート５９´の挿入部５９ｅからリダクションシャフト２３のオイル通路２３ａに供給され、そこからオイル通路２３ａの環状突起２３ｅおよび挿入部５９ｅ間の隙間βを通過して第１テーパードローラベアリング２１に供給されるとともに、オイル通路２３ａの出口を通過して右ケーシング１１の凹部１１ｃに衝突し、そこで１８０゜方向を変えて第２テーパードローラベアリング２２を潤滑する。

しかしながら、上記比較例のものは、空間６０のオイルの油面が低下して最下位の油孔５９ｇよりも低くなったとき、空間６０のオイルを第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２に供給するには、鉛直に起立するオイルガイド部５９ｆの壁面に沿ってオイルを上昇させ、油孔５９ｇ…および挿入部５９ｅに届かせる必要があり、そのために第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２に対するオイルの供給が不安定になる可能性がある。

しかも、オイルガイドプレート５９´は、オイルガイド部５９ｆの外周部を中間ケーシング１２の段部１２ａおよび第１テーパードローラベアリング２１のアウターレース５２間に挟んで固定されるため、オイルガイド部５９ｆの板厚のばらつきによって第１テーパードローラベアリング２１のアウターレース５２を右側に押す荷重が変化し、第１テーパードローラベアリング２１のプリロードが変化する。第１テーパードローラベアリング２１のプリロードが変化すると、第１テーパードローラベアリング２１からリダクションシャフト２３を介して伝達される軸方向の押圧荷重が変化するため、第２テーパードローラベアリング２２のプリロードも変化する。その結果、第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２の転がり抵抗や耐久性に悪影響が及ぶ可能性がある。

しかしながら、図３に示す本実施の形態によれば、空間６０および第１テーパードローラベアリング２１を連通させる隙間αがオイルガイドプレート５９のオイルガイド部５９ｂの外周部および中間ケーシング１２の内壁面１２ｂ間に形成されているので、空間６０のオイルの油面が低下しても、そのオイルは隙間αの下部を通過して第１テーパードローラベアリング２１にスムーズに供給される。

また空間６０のオイルの油面が低下しても、オイルガイドプレート５９のオイルガイド部５９ｂは空間６０に向かってファンネル状に拡開しているので、空間６０をオイルガイドプレート５９に向かって流れるオイルは、オイルガイド部５９ｂに案内されてリダクションシャフト２３のオイル通路２３ａにスムーズに供給され、そこから第２テーパードローラベアリング２２に供給される。

しかもオイルガイドプレート５９は、中間ケーシング１２の段部１２ａおよび第１テーパードローラベアリング２１のアウターレース５２間に挟まれて固定されるのではなく、挿入部５９ａをリダクションシャフト２３のオイル通路２３ａに圧入することで固定されるので、オイルガイドプレート５９が第１テーパードローラベアリング２１および第２テーパードローラベアリング２２のプリロードに影響を及ぼすことはない。

また本実施の形態の隙間αの全開口面積を、比較例の油孔５９ｇ…の全開口面積および隙間βの全開口面積の和と等しく設定すれば、空間６０がオイルで満たされているときの第１テーパードローラベアリング２１へのオイル供給量を、比較例と同じに設定することができる。

さらに本実施の形態のオイルガイドプレート５９は、挿入部５９ａをリダクションシャフト２３のオイル通路２３ａに挿入したときに突き当て部５９ｃが軸端面２３ｄに当接するので、挿入部５９ａを一定深さに挿入して組立精度を高めることができるだけでなく、オイルガイドプレート５９の傾きを防止して組立姿勢を安定させることができる。

また挿入部５９ａの先端部を折り曲げて塞き止め部５９ｄを形成したので、簡単な構造でオイル通路２３ａを流れるオイルの流量を調整し、第１テーパードローラベアリング２１に供給されるオイル量と第２テーパードローラベアリング２２に供給されるオイル量との比率を調整することができる。しかもオイルガイド部５９ｂに油孔５９ｇ…（図４参照）を加工する必要がなく、かつリダクションシャフト２３に環状突起２３ｅ（図４参照）を加工する必要がないため、製造コストを低減することができる。

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、本発明のローリングベアリングは実施の形態のローラベアリングに限定されず、ボールベアリングやニードルベアリングであっても良い。

また本発明の回転軸は実施の形態のベルト式無段変速機Ｔのリダクションシャフト２３に限定されるものではない。

１１ 右ケーシング（ケーシング）
１２ 中間ケーシング（ケーシング）
１２ｂ 内壁面
２１ 第１テーパードローラベアリング（第１ローリングベアリング）
２２ 第２テーパードローラベアリング（第２ローリングベアリング）
２３ リダクションシャフト（回転軸）
２３ａ オイル通路
２３ｄ 軸端面
５９ オイルガイドプレート
５９ａ 挿入部
５９ｂ オイルガイド部
５９ｃ 突き当て部
５９ｄ 塞き止め部
６０ 空間
α 隙間

Claims (3)

1. オイル通路（２３ａ）が軸方向に貫通する回転軸（２３）の一端部および他端部をそれぞれ第１ローリングベアリング（２１）および第２ローリングベアリング（２２）でケーシング（１１，１２）に支持し、前記回転軸（２３）の一端部が臨む空間（６０）に供給されるオイルを、前記回転軸（２３）の一端部に設けたオイルガイドプレート（５９）で前記第１ローリングベアリング（２１）および前記オイル通路（２３ａ）に案内するとともに、前記オイル通路（２３ａ）から前記第２ローリングベアリング（２２）に案内するローリングベアリングの潤滑構造であって、
   前記オイルガイドプレート（５９）は、前記オイル通路（２３ａ）に圧入される筒状の挿入部（５９ａ）と、前記挿入部（５９ａ）の一端側から前記空間（６０）に向けてファンネル状に拡開するオイルガイド部（５９ｂ）とを備え、前記オイルガイド部（５９ｂ）の外周部と前記空間（６０）を区画する前記ケーシング（１２）の内壁面（１２ｂ）との間に、前記空間（６０）のオイルを前記第１ローリングベアリング（２１）に導く隙間（α）が形成されると共に、前記挿入部（５９ａ）の他端部を径方向内側に折り曲げることで、オイルの流路を狭める塞き止め部（５９ｄ）が形成されることを特徴とするローリングベアリングの潤滑構造。
2. 前記第１ローリングベアリング（２１）および前記第２ローリングベアリング（２２）はテーパードローラベアリングであることを特徴とする、請求項１に記載のローリングベアリングの潤滑構造。
3. 前記オイルガイド部（５９ｂ）には、前記回転軸（２３）の一端側の軸端面（２３ｄ）に突き当てられる突き当て部（５９ｃ）が形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のローリングベアリングの潤滑構造。

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