(57)【要約】【課題】径方向の大きさを抑えつつスラスト荷重を適切に受ける。【解決手段】  共通の回転軸Ｘ上で相対回転可能に設けられたモータシャフト２とピニオンキャリア４３との間にベアリング６を配置したスラスト荷重の支持構造１であって、ベアリング６は、外側レース６２と内側レース６１との間にボールＢが保持されたボールベアリングであり、ベアリング６は、外側レース６２と内側レース６１を、回転軸Ｘの径方向における内径側と外径側にそれぞれ位置させた向きで設けられており、外側レース６２、内側レース６１の各々は、ボールＢの直径よりも大きい回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１を有しており、内側レース６１は、回転軸Ｘ方向の一方側の端部６１１が、モータシャフト２による支持面となっており、外側レース６２は、回転軸Ｘ方向の他方側の端部６２２が、ピニオンキャリア４３の壁部４３３による支持面となっている構成とした。【選択図】図１
2018105472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の回転軸上で相対回転可能に設けられた第１回転体と第２回転体との間に、ベアリングを配置したスラスト荷重の支持構造であって、
前記ベアリングは、
一対のレースが、当該一対のレースの間で保持されたボールを介して、相対回転可能に設けられたボールベアリングであり、
前記ボールベアリングは、前記一対のレースのうちの一方のレースと他方のレースを、前記回転軸の径方向における内径側と外径側にそれぞれ位置させた向きで設けられており、
前記一対のレースの各々は、前記ボールの直径よりも大きい前記回転軸方向の幅を有しており、
前記内径側に位置するレースは、前記回転軸方向の一端が、前記第１回転体による支持面となっており、
前記外径側に位置するレースは、前記回転軸方向の他端が、前記第２回転体による支持面となっていることを特徴とするスラスト荷重の支持構造。
【請求項２】
前記第１回転体は、前記内径側に位置するレースが外挿される外挿部と、当該外挿部よりも外径が大きい大径部と、を有しており、前記大径部における前記外挿部との境界となる端面が、前記ボールの内径側に位置するレースの前記一端を支持する支持面となっており、
前記第２回転体は、前記回転軸に直交する平坦面を有しており、前記平坦面が、前記外径側に位置するレースの前記他端を支持する支持面となっていることを特徴とする請求項１に記載のスラスト荷重の支持構造。
【請求項３】
前記内径側に位置するレースは、当該内径側に位置するレースの前記回転軸方向の幅よりも小さい径方向の幅で形成されており、
前記外径側に位置するレースは、当該外径側に位置するレースの前記回転軸方向の幅よりも小さい径方向の幅で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスラスト荷重の支持構造。
【請求項４】
前記ボールベアリングは、前記内径側に位置するレースと、外径側に位置するレースの互いの対向面に、前記ボールの半径よりも大きい曲率半径の円弧状の溝が形成された深溝玉軸受けであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のスラスト荷重の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラスト荷重の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の自動変速機には、共通の回転軸上で相対回転可能に設けられたギヤとギヤの間にスラストベアリングを配置して、回転伝達時に発生するスラスト荷重をスラストベアリングで受けるようにしたものがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−０４２８３８号公報
【０００４】
例えば、図２に示すように、スラスト荷重を受けるスラストベアリングとして、ボール１０１を挟んだ一方側と他方側に、レース１０２、レース１０３がそれぞれ設けられたボールベアリング１００がある。
【０００５】
この図２の場合、ボールベアリング１００は、共通の回転軸Ｘ上で相対回転可能に設けられたギヤ１１０とギヤ１２０との間で、レース１０２とレース１０３を、ギヤ１１０とギヤ１２０にそれぞれ対向させた向きで設けられている。
【０００６】
ギヤ１１０とギヤ１２０は、レース１０２とレース１０３を支持するバックアップ面１１１、１２１をそれぞれ有している。そして、ギヤ１１０とギヤ１２０に発生するスラスト荷重が、バックアップ面１１１、１２１を介して、ボールベアリング１００に入力されるようになっている。
【０００７】
ここで、図２の（ａ）に示すように、スラスト荷重を適切に受けることができるようにするためには、バックアップ面１１１、１２１を、直線Ｌｃで示すボール１０１の中心まで及ぶ径方向の高さｈａ、ｈｂで設ける必要がある。
図２の（ｂ）に示すように、バックアップ面１１１、１２１の高さｈａ１、ｈｂ１が十分でない（直線Ｌｃに届かない）場合には、レース１０２、１０３の倒れや、変形が発生して、スラスト荷重を適切に受けることができなくなるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、バックアップ面１１１、１２１の径方向の高さｈａ、ｈｂを十分に確保するためには、ギヤ１１０、１２０（回転体）周りの径方向の大きさを大きくする必要がある。
そのため、ギヤの径方向の大きさを抑えつつ、スラスト荷重を適切に受けられるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
共通の回転軸上で相対回転可能に設けられた第１回転体と第２回転体との間に、ベアリングを配置したスラスト荷重の支持構造であって、
前記ベアリングは、
一対のレースが、当該一対のレースの間で保持されたボールを介して、相対回転可能に設けられたボールベアリングであり、
前記ボールベアリングは、前記一対のレースのうちの一方のレースと他方のレースを、前記回転軸の径方向における内径側と外径側にそれぞれ位置させた向きで設けられており、
前記一対のレースの各々は、前記ボールの直径よりも大きい前記回転軸方向の幅を有しており、
前記内径側に位置するレースは、前記回転軸方向の一端が、前記第１回転体による支持面となっており、
前記外径側に位置するレースは、前記回転軸方向の他端が、前記第２回転体による支持面となっている構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転体の径方向の大きさを抑えつつ、スラスト荷重を適切に受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態にかかるスラスト荷重の支持構造を採用した自動変速機を説明する図である。
【図２】従来例にかかるスラスト荷重の支持構造を採用した自動変速機を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、車両用の自動変速機が備える遊星歯車機構のピニオンキャリア４３と、モータシャフト２との間でスラスト荷重を受けるベアリング６に適用した支持構造１の場合を例に挙げて説明する。
図１は、実施の形態にかかるスラスト荷重の支持構造１を採用した自動変速機を説明する図である。
図１の（ａ）は、支持構造１周りを拡大して示す要部断面図である。
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）におけるＡ領域を拡大した図である。
図１の（ｃ）は、ベアリング６に作用するスラスト荷重を説明する図である。
【００１３】
変速機ケース（図示せず）の内部には、モータ５から延びるモータシャフト２が、回転軸Ｘ回りに回転可能に設けられている。
モータ５は、モータシャフト２の外周に固定された磁石５１と、回転軸Ｘの径方向で、磁石５１の外周に対向配置されたコイル５２とを有している。
【００１４】
磁石５１は、モータシャフト２に設けた大径部２１で、回転軸Ｘ方向の位置決めがされている。モータシャフト２では、大径部２１の磁石５１とは反対側に、ベアリング６の支持部２２が形成されており、この支持部２２は、大径部２１の外径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２で形成されている（図１の（ｂ）参照：Ｄ１＞Ｄ２）。
【００１５】
モータシャフト２では、ベアリング６の支持部２２に隣接して、遊星歯車機構４の支持軸部２３が設けられており、支持軸部２３の支持部２２に隣接する領域の外周には、遊星歯車機構４のサンギヤ４１が一体に形成されている。
サンギヤ４１の外周には、ピニオンギヤ４２が噛合している。このピニオンギヤ４２は、ピニオンキャリア４３の支持軸部４３２で回転可能に支持されている。
【００１６】
ピニオンギヤ４２は、サンギヤ４１とリングギヤ４４とに噛合しており、回転軸Ｘ方向から見てリング状を成すリングギヤ４４の外周には、バンドブレーキ４５が巻き掛けられている。
【００１７】
ピニオンキャリア４３は、円筒状のドラム部４３１を有しており、このドラム部４３１は、ピニオンギヤ４２を回転可能に支持する支持軸部４３２と一体に形成されている。
ドラム部４３１は、モータシャフト２の外径側を、回転軸Ｘに沿ってモータ５（磁石５１）側に延びている。
【００１８】
ドラム部４３１の内周４３１ａと、前記したモータシャフト２の大径部２１との間には、ワンウェイクラッチＯＷＣが設けられている。
【００１９】
ピニオンキャリア４３は、ドラム部４３１と支持軸部４３２との境界に、回転軸Ｘに直交する壁部４３３を有している。
壁部４３３は、モータ５（磁石５１）との対向面が、回転軸Ｘに直交する平坦面となっていると共に、壁部４３３では、回転軸Ｘ側の中央に、モータシャフト２を挿通させる挿通孔４３４が形成されている。
【００２０】
回転軸Ｘ方向において壁部４３３は、前記した支持部２２と支持軸部２３との境界を成す段部２２１との間に間隙Ｗｘをあけて設けられている。
壁部４３３の内径側には、後記するベアリング６の外径側のレース（外側レース６２）が、回転軸Ｘ方向から当接している。
【００２１】
ベアリング６の内径側のレース（内側レース６１）は、支持部２２と大径部２１の境界を成す段部２２３に、回転軸Ｘ方向から当接している。
実施の形態では、ピニオンキャリア４３側の壁部４３３と、モータシャフト２側の段部２２３との間にベアリング６を介在させて、ピニオンキャリア４３とモータシャフト２との間に生じるスラスト荷重を支持する支持構造１としている。
そのため、壁部４３３と段部２２３が、それぞれ、外側レース６２と内側レース６１のバックアップ面となっている。
【００２２】
［ベアリング６］
図１の（ｂ）に示すように、ベアリング６は、回転軸Ｘ方向から見てリング状を成す内側レース６１と、回転軸Ｘ方向から見てリング状を成す外側レース６２と、内側レース６１と外側レース６２との間に配置された複数のボールＢと、を有するボールベアリングである。
回転軸Ｘ方向から見てボールＢは、回転軸Ｘ周りの周方向に所定間隔で複数設けられており、ボールＢを挟んで内径側（回転軸Ｘ側）に位置する内側レース６１と、外径側に位置する外側レース６２は、回転軸Ｘ周りの周方向で相対回転可能となっている。
【００２３】
［外側レース］
外側レース６２は、回転軸Ｘ周りの周方向の全周に亘って、同じ径方向の幅Ｔ１(厚み)で形成されている。
この外側レース６２の径方向の幅Ｔ１（厚み）は、外側レース６２の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１よりも小さい幅であり、外側レース６２の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１は、後記するボールＢの直径（２ｒ）よりも大きい幅である。
また、外側レース６２は、壁部４３３に設けた挿通孔４３４の内径Ｄ３や、モータシャフト２の大径部２１の外径Ｄ１よりも大きい内径Ｄ４で形成されている。
外側レース６２は、回転軸方向の他端６２２のみを、壁部４３３に当接させて設けられている。
【００２４】
［内側レース］
内側レース６１は、回転軸Ｘ周りの周方向の全周に亘って、同じ径方向の幅Ｔ２(厚み)で形成されている。
この内側レース６１の径方向の幅Ｔ２（厚み）は、内側レース６１の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１よりも小さい幅であり、内側レース６１の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１は、後記するボールＢの直径（２ｒ）よりも大きい幅である。
また、内側レース６１は、壁部４３３に設けた挿通孔４３４の内径Ｄ３や、モータシャフト２の大径部２１の外径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ５で形成されている。
【００２５】
［溝とボール］
内側レース６１と外側レース６２の互いの対向面６１３、６２３には、ボールＢを保持するための凹溝６１５、６２５が設けられている。
これら凹溝６１５、６２５は、回転軸Ｘに沿う断面視において、内径側と外径側にそれぞれ頂点を向けた円弧状の断面を有している。
【００２６】
内側レース６１と外側レース６２において凹溝６１５、６２５は、回転軸Ｘ周りの周方向の全周に亘って設けられており、これら凹溝６１５、６２５は、外側レース６２と内側レース６１の間で保持されるボールＢの半径ｒよりも大きい曲率半径Ｒで形成されている。
【００２７】
実施の形態では、ボールＢが円弧状の凹溝６１５、６２５と接触した状態で、内側レース６１と外側レース６２の間で保持されている深溝玉軸受けを、ベアリング６として採用している。
【００２８】
ベアリング６は、内側レース６１を、モータシャフト２の支持部２２に外嵌して設けられている。
支持部２２においてベアリング６は、内側レース６１の回転軸Ｘ方向の一端６１１を、支持部２２と大径部２１との境界の段部２２３に、回転軸Ｘ方向から当接させている。
この状態において、内側レース６１の他端６１２は、支持部２２と支持軸部２３との境界の段部２２１から、ピニオンキャリア４３の壁部４３３側に、長さＷｘだけ突出している。
【００２９】
さらに、ベアリング６は、外側レース６２の回転軸Ｘ方向における他端６２２を、ピニオンキャリア４３の壁部４３３に回転軸Ｘ方向から当接させて設けられている。
そのため、ベアリング６は、内側レース６１の一端６１１が、回転軸Ｘの径方向の全面に亘って、バックアップ面となる段部２２３で支持されている。さらに、外側レース６２の他端６２２が、回転軸Ｘの径方向の全面に亘って、バックアップ面となる壁部４３３で支持されている。
【００３０】
以下、かかる構成の支持構造１の作用を説明する。
モータ５のコイル５２に通電すると、磁石５１が外周に固定されたモータシャフト２が、回転軸Ｘ回りに回転する。
そして、モータシャフト２の回転軸Ｘ回りの回転により、遊星歯車機構４を介した回転駆動力の伝達が開始されると、ピニオンキャリア４３には、壁部４３３をモータシャフト２の段部２２３に近づける方向のスラスト力が作用する。
そうすると、ピニオンキャリア４３の壁部４３３とモータシャフト２の段部２２３との間に介在させたベアリング６に、スラスト力に応じたスラスト荷重Ｆ１が、壁部４３３側から作用する。
【００３１】
ここで、ベアリング６は、外側レース６２の他端６２２のみを、壁部４３３に当接させて設けられている。そのため、スラスト力に応じたスラスト荷重Ｆ１は、ベアリング６の外側レース６２に入力される。
そして、ベアリング６の外側レース６２は、壁部４３３にのみ当接しており、モータシャフト２側の段部２２３には、内側レース６１の一端６１１のみが当接している。
【００３２】
そのため、外側レース６２に入力されたスラスト荷重Ｆ１は、ボールＢを介して内側レース６１に伝達されたのち、内側レース６１の一端６１１から段部２２３に作用することになる。
【００３３】
そうすると、内側レース６１の一端６１１には、スラスト荷重Ｆ１に対する反力Ｆ２（図１の（ｃ）、破線矢印参照）が、段部２２３から作用する。
ここで、内側レース６１と外側レース６２は、回転軸Ｘ方向に同じ長さＬ１有しており、内側レース６１の一端６１１と、外側レース６２の他端６２２は、ボールＢの中心を挟んで対称となる位置関係で設けられている。
【００３４】
そのため、段部２２３から内側レース６１に作用した反力Ｆ２は、ボールＢの中心で、スラスト荷重Ｆ１と釣り合うことになる。
よって、回転駆動力の伝達により、ピニオンキャリア４３とモータシャフト２との間に作用したスラスト荷重Ｆ１は、ベアリング６が、ピニオンキャリア４３の壁部４３３とモータシャフト２の段部２２３との間に介在させたベアリング６で、適切に受けられることになる。
【００３５】
そして、前記したように、内側レース６１の一端６１１と、外側レース６２の他端６２２は、それぞれ径方向の全面に亘って、バックアップ面となる段部２２３と壁部４３３で支持されている。
そのため、作用するスラスト力に起因して、内側レース６１や外側レース６２に回転軸Ｘに対する傾きが生じることや、歪みが生じることがない。
よって、スラスト荷重Ｆ１を適切にベアリング６で受けることができる
【００３６】
このように、スラスト力に起因してベアリング６に入力されるスラスト荷重Ｆ１を、内側レース６１と外側レース６２の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１と、回転軸Ｘの径方向の幅Ｔ１（厚み）、Ｔ２を利用して受けることができる。よって、スラスト荷重Ｆ１をベアリング６で適切に受けることができる。
【００３７】
また、ボールＢを挟んで一方側に位置するレース（内側レース６１）と他方側に位置するレース（外側レース６２）を、それぞれ回転軸の径方向における内径側と外径側に向けてベアリング６が設けられている。
そのため、一方側に位置するレースと他方側に位置するレースを回転軸Ｘに直交する向きで配置したベアリングよりも、レースの部分の回転軸Ｘの径方向の幅（厚み）が薄くなっている。よって、バックアップ面の径方向の長さを広く取る必要が無い。
よって、内側レース６１と外側レース６２の支持面（バックアップ面）となる段部２２３や壁部４３３の径方向の幅を薄くできる。
【００３８】
以上の通り、実施の形態では
（１）共通の回転軸Ｘ上で相対回転可能に設けられたモータシャフト２（第１回転体）とピニオンキャリア４３（第２回転体）との間に、ベアリング６を配置したスラスト荷重Ｆ１の支持構造１であって、
ベアリング６は、
内側レース６１と外側レース６２とが（一対のレース）、内側レース６１と外側レース６２との間で保持されたボールＢを介して、相対回転可能に設けられたボールベアリングであり、
ベアリング６は、内側レース６１と外側レース６２を、回転軸Ｘの径方向における内径側と外径側にそれぞれ位置させた向きで設けられており、
内側レース６１と外側レース６２の各々は、ボールＢの直径２ｒよりも大きい回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１を有しており、
内側レース６１は、回転軸Ｘ方向の一方側の一端６１１（一端）が、モータシャフト２による支持面となっており、
外側レース６２は、回転軸Ｘ方向の他方側の他端６２２（他端）が、ピニオンキャリア４３による支持面となっている構成とした。
【００３９】
このように構成すると、回転軸Ｘの径方向におけるレースの径方向の幅Ｔ１、Ｔ２(厚み)を利用して、ベアリング６でスラスト荷重Ｆ１を受けることができる。
この場合、モータシャフト２とピニオンキャリア４３では、スラスト荷重Ｆ１の支持に必要な回転軸Ｘの径方向の幅（厚み）が、レースの径方向の幅Ｔ１、Ｔ２（厚み）に相当する幅となる。
よって、内側レース６１と外側レース６２におけるボールＢとは反対側の面６１４、６２４が、モータシャフト２とピニオンキャリア４３（回転体）による支持面となっている従来例の場合のように、モータシャフト２とピニオンキャリア４３の径方向の大きさを大きくすることなく、スラスト荷重Ｆ１を適切に受けることができる。
【００４０】
さらに、バックアップ面を確保できない箇所にも、ベアリング６を設けて、スラスト荷重Ｆ１を受けることができる。また、自動変速機におけるレイアウト上の制限を大きく受けることなく、スラスト荷重Ｆ１を受けることができる。
【００４１】
（２）モータシャフト２は、内側レース６１が外挿される支持部２２（外挿部）と、当該支持部２２よりも外径が大きい大径部２１と、を有しており、大径部２１における支持部２２との境界となる段部２２３（端面）が、内側レース６１の一方側の一端６１１（一端）を支持する支持面となっており、
ピニオンキャリア４３は、回転軸Ｘに直交する壁部４３３（平坦面）を有しており、壁部４３３が、外側レース６２の他方側の他端６２２（他端）を支持する支持面となっている構成とした。
【００４２】
このように構成すると、内側レース６１と、外側レース６２は、回転軸Ｘの径方向と軸方向での互いに離れる方向への変位が規制される。
よって、モータシャフト２とピニオンキャリア４３との間に作用するスラスト荷重Ｆ１を、ベアリング６で確実に受けることができる。
【００４３】
（３）内側レース６１は、内側レース６１の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１よりも小さい径方向の幅Ｔ２（厚み）で形成されており、
外側レース６２は、外側レース６２の回転軸Ｘ方向の幅Ｌ１よりも小さい径方向の幅Ｔ１（厚み）で形成されている構成とした。
【００４４】
このように構成すると、外側レース６２と内側レース６１の回転軸Ｘ方向の幅Ｔ１、Ｔ２(厚み)を利用してベアリング６がスラスト荷重Ｆ１を受けることができる。よって、外側レース６２と内側レース６１の回転軸Ｘの径方向の幅（厚み）を薄くすることができる。
これにより、スラスト荷重Ｆ１の支持に必要な回転軸Ｘの径方向の幅（厚み）を、十分に狭くすることができる。
【００４５】
（４）ベアリング６は、内側レース６１と、外側レース６２の互いの対向面に、前記ボールＢの半径ｒよりも大きい曲率半径Ｒの円弧状の凹溝６１５、６２５が形成された深溝玉軸受けである構成とした。
【００４６】
このように構成すると、ベアリング６を組み付ける際に、組み付け方向を確認する必要が無いので、組立時の作業コストの低減が期待できる。
【符号の説明】
【００４７】
１      支持構造
２      モータシャフト
４      遊星歯車機構
５      モータ
６      ベアリング
２１    大径部
２２    支持部
４１    サンギヤ
４２    ピニオンギヤ
４３    ピニオンキャリア
４４    リングギヤ
４５    バンドブレーキ
５１    コイル
５２    磁石
６１    内側レース
６２    外側レース
２２３  段部
４３１  ドラム部
４３２  支持軸部
４３３  壁部
４３４  挿通孔
６１１  一端
６１５  凹溝
６２２  他端
６２５  凹溝
Ｂ      ボール
Ｘ      回転軸
【図１】
2018105472.tif 000003
【図２】
2018105472.tif 000004