(57)【要約】【課題】コンパクト化を図りつつ、ころの円滑な転動を確保できるラジアル針状ころ軸受を提供する。【解決手段】スペーサ５３を設けることにより、ピニオンギヤＰ１とピニオンシャフトＣとの間隔を維持することで、ころ５１の円滑な回転を確保できる。又、ピニオンシャフトＣの曲がりが最も大きくなる中央に配置したスペーサ５３にポケット５３ａを設けることで、慣性力が低下するため、ピニオンシャフトＣの曲がりを効果的に抑制することができる。【選択図】図２
2008303992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用自動変速機の遊星歯車機構におけるピニオンシャフトとピニオンギヤとの間に配置されるラジアル針状ころ軸受において、
複列に配置されたころと、各列の前記ころを保持する複数の保持器と、隣接する前記保持器同士の間に配置されたスペーサと、を有し、
前記スペーサは複数のポケットを備えていることを特徴とするラジアル針状ころ軸受。
【請求項２】
前記スペーサは樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載のラジアル針状ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用自動変速機の遊星歯車機構に用いられるラジアル針状ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されている自動変速機において、一般的には遊星歯車機構が用いられている。ところで、近年は、燃費の向上などを目的として、自動変速機においても多段化される傾向がある。しかるに、現在は４速が主流である自動変速機を、例えば５速或いは６速に多段化し且つ小型化を図るため、いわゆるラビニョ型と呼ばれる遊星歯車機構を用いる場合がある。ラビニョ型遊星歯車機構は、遊星歯車を共用する２つの遊星歯車機構を組み合わせたものであり、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
ここで、ラビニョ型遊星歯車機構における一つの特徴は、共用する遊星歯車の軸線方向幅が大きくなるために、それを支持するピニオンシャフトにおいて径に対する軸線方向長が長くなる、即ち細長くなるということである。このため、ラビニョ型遊星歯車機構の動作時に、そのピニオンシャフトは、塑性曲がりを発生しやすいという問題がある。塑性曲がりが過大となって、ロングピニオン外径面とピニオンギヤ内径面の間隔が、ころ軸受のころ径よりも小さくなると，ころが円滑に転動できなくなり，ピニオンシャフトまたはころにフレーキングが生ずる恐れがある。
【０００４】
これに対し、特許文献２では複数列に配置された軸受同士の間にスペーサを配置し，ピニオンシャフトの曲がりが最大となるシャフト軸方向中央部に、転動するころを移動させないようにしている。
【特許文献１】実開平４−１２６０５５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、遊星歯車機構においては、ピニオンギヤ（遊星歯車）が自転しながらキャリヤにより公転させられるため、大きな遠心力が作用する。特に、近年の自動車の自動変速機等においては高回転化の要求が厳しく、従ってそれに用いられる遊星歯車機構の高速化も強く望まれている。これに対し、ロングピニオンを大径化すれば、その塑性曲がりをある程度抑制できるが、その分だけ遊星歯車機構が大型化し、自動変速機のコンパクト化を妨げるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト化を図りつつ、ころの円滑な転動を確保できるラジアル針状ころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のラジアル針状ころ軸受は、車両用自動変速機の遊星歯車機構におけるピニオンシャフトとピニオンギヤとの間に配置されるラジアル針状ころ軸受において、
複列に配置されたころと、各列の前記ころを保持する複数の保持器と、隣接する前記保持器同士の間に配置されたスペーサと、を有し、
前記スペーサは複数のポケットを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記スペーサは複数のポケットを備えているので、前記スペーサの軽量化を図ることができ、遊星歯車機構に組み付けられたときに、慣性力を低減させ、ピニオンシャフトの曲がりを抑えることが出来、それによりころの円滑な転動を確保できる。又、スペーサ自体には、本来的に大きなラジアル力が付与されないため、軽量化のためにポケットを形成しても、特に問題は生じない。尚、「ポケット」とは、スペーサの内周と外周との間を貫通するもの他、内周面又は外周面に設けられた凹部のようなものも含む。
【０００９】
前記スペーサは樹脂製であると、金属製のスペーサに対してより軽量化を図れ、低コストで容易に製造できるので好ましいが、金属製でも勿論良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるラジアル針状ころ軸受を含む車両の自動変速機の一部を示す断面図である。
【００１１】
図１において、ケース１０内において、不図示のトルクコンバータのタービン出力回転をプラネタリギヤセット１２に伝達する入力部材を構成する入力軸１１は、プラネタリギヤセット１２のフロントサンギヤ１３側に配置されている。また、カウンタドライブギヤ１４は、ケース１０の後壁を挟んでプラネタリギヤセット１２のリヤサンギヤ１５側に配置されている。そして、プラネタリギヤセット１２の内周側には、プラネタリギヤセット１２の支持軸を構成するサンギヤ軸２０が配置され、本形態において、この軸は、リヤサンギヤ１５と一体化され、プラネタリギヤセット１２とカウンタドライブギヤ１４とを貫通して延在している。
【００１２】
入力軸１１は、ケース１０に支持されて、トルクコンバータのタービンと、各クラッチ１６，１７，１８と、第１のワンウェイクラッチに連結されている。詳しくは、入力軸１１は、オイルポンプカバーで構成されるケース１０の前壁に固定した中空のステータシャフト１９に前端部付近をブッシュを介して、また後端部付近をニードルベアリングを介して支持され、前端をスプライン係合でタービンハブ（不図示）に連結され、後端を各クラッチ１８，１７，１６のドラム側の油圧サーボシリンダ内周側部材２１に第１ワンウェイクラッチＯＣ１のインナレースを経て連結されている。
【００１３】
サンギヤ軸２０は、一方側の端部をクラッチ１８及び第１ワンウェイクラッチＯＣ１を介して入力軸１１に連結され、他方側の端部をカウンタドライブギヤ１４を貫通した外側でブレーキ２２を介してケース１０に連結されている。詳しくは、サンギヤ軸２０は、前端を入力軸１１後端の凹部にブッシュを介して支持され、後端部付近をブッシュを介してリングギヤフランジ２３の軸部内周に支持され、その外周に嵌合するカウンタドライブギヤ１４のボス部及びローラベアリング経由で最終的にケース１０の後壁に支持されている。そして、サンギヤ軸２０の前端部側は、スプライン係合でクラッチ１８のハブ２４側に連結されている。また、サンギヤ軸２０の後端は、スプライン係合でブレーキ２２のハブ２５側に連結されている。
【００１４】
プラネタリギヤセット１２は、そのフロントサンギヤ１３とキャリヤＱがブッシュを介してそれぞれサンギヤ軸２０に支持され、リングギヤ２６がそれにスプライン係合で連結されたリングギヤフランジ２３経由で該部材にスプライン係合連結されたカウンタドライブギヤ１４に固定されることで、結果的にボールベアリング２７を介してケース１０の後壁に支持されている。プラネタリギヤセット１２のフロントサンギヤ１３は、クラッチ１７のハブ２８側に連結され、キャリヤＱは、クラッチ１６のハブ２９と、ブレーキ３０のハブ３１と、第２ワンウェイクラッチＯＣ２のインナレースとに並列的に連結されている。
【００１５】
このギヤトレインにおいて、入力軸１１をそれぞれ、フロントサンギヤ１３に連結するクラッチ１７、リヤサンギヤ１５に連結するクラッチ１７及びキャリヤＱに連結するクラッチ１６は、それら各クラッチの油圧サーボと摩擦部材を纏めて入力軸１１とサンギヤ軸２０の連結部の外周に配置されている。まず、クラッチ１７は、ケース１０の前壁を構成するオイルポンプボディにボルト止め固定されたオイルポンプカバーから延びるボス部３２の外周に回転自在に嵌合させた内周側部材２１と、それに内周側を固定したドラム３３により囲われる内側に、クラッチ１７のドラムを兼ねるピストン３４を回止め嵌合させた油圧サーボと、ドラム３３の先端内周の内側とフロントサンギヤ１３に内周側を連結させて配置されたハブ２８の外周にそれぞれスプライン係合連結された摩擦部材４０とで構成されている。
【００１６】
次に、クラッチ１８は、クラッチ１７のピストンを兼ねて内周側部材２１に摺動自在に嵌挿されたドラム３４と、内周側部材２１とドラム３４とで囲われるシリンダ内側に嵌挿されたピストン３５からなり、ピストン３５の背後に遠心油圧のキャンセル室を備える油圧サーボと、ドラム３４の先端内周と、更にその内周に内周側を入力軸１１に連結させて配置されたハブ２４の外周とにそれぞれスプライン係合連結された摩擦部材３６とで構成されている。そして、このクラッチ１８のハブ２４には第１ワンウェイクラッチＯＣ１のアウタレースが固定されている。
【００１７】
クラッチ１６は、クラッチ１７のドラム３３をピストンとして、逆に該ピストンに被さるように嵌まるピストン３７がドラム３８に連結された構成とされ、遠心油圧のキャンセル室を備える油圧サーボと、プラネタリギヤセット１２のキャリヤＱにリベット止めされた第２ワンウェイクラッチＯＣ２のインナレースに連結されたハブ２９の外周とドラム３８の内周にスプライン係合連結された摩擦部材３９とで構成されている。
【００１８】
このように纏めて配置された各クラッチの油圧サーボにおいて、各クラッチに共通の内周側部材２１とクラッチ１７のドラムとクラッチ１６のピストンを兼ねる部材３３が軸方向に不動の部材とされ、クラッチ１８は、ドラム３４とピストン３５共に軸方向可動部材とされている。したがって、ボス部３２の油路からのサーボ油圧の供給によりクラッチ１７は、自身のドラム３３とクラッチ１８のドラム３４との間で摩擦部材４０を挟持して係合させ、クラッチ１８は、クラッチ１７のドラム３３に反力を取り、自身のピストン３５を押し出すことでクラッチ１７のピストン３４を兼ねる自身のドラムとピストン３５の間で摩擦部材３６を挟持して係合させ、クラッチ１６は、自身のドラム３８をクラッチ１７のドラム３３に対して軸方向に前進させることでそれらの間で摩擦部材３９を挟持して係合させることになる。
【００１９】
次に、ブレーキ３０は、ケース１０の後壁に内蔵させた油圧サーボと、第２ワンウェイクラッチＯＣ２のインナレースから延びるハブ３１とケース１０の周壁にスプライン係合させた摩擦部材４２とで構成され、摩擦部材４２は、プラネタリギヤセット１２のリングギヤ２６の径方向外側に配置されている。そして、これと並列配置の第２ワンウェイクラッチＯＣ２は、前記のようにインナレースをプラネタリギヤセット１２のキャリヤＱにリベット止め連結され、アウタレースをケース１０の周壁にスプライン係合させてプラネタリギヤセット１２の径方向外側のほぼ軸方向中央部に配置されている。
【００２０】
ブレーキ２２は、ケース１０の後壁より外側に配置されており、そこに配置されたカウンタギヤ対を覆うカバー１０ａと、サンギヤ軸２０の最後部に固定されたハブ２５とにスプライン係合させてカウンタギヤ対より後方に配置された摩擦部材４３と、ケース１０の後壁に内蔵させた油圧サーボとで構成されている。
【００２１】
このギヤトレインにおいて第１速（１ｓｔ）を選択すると、入力軸１１からの回転がクラッチ１７経由でフロントサンギヤ１３に入力され、第２ワンウェイクラッチＯＣ２の係合により係止されたキャリヤＱに反力を取って、リングギヤ２６に出力される最大減速比の減速回転が、カウンタギヤ対を経て副変速部のリングギヤに伝達され、不図示のディファレンシャル装置から車両の駆動輪に伝達される。
【００２２】
次に、第２速（２ｎｄ）は、入力軸１１からも回転がクラッチ１７経由でフロントサンギヤ１３に入力され、ブレーキ２２の係合により係止されたリヤサンギヤ１５に反力を取って、リングギヤ２６に減速回転が出力される。この回転は、副変速部のリングギヤに入力され、不図示のディファレンシャル装置から車両の駆動輪に伝達される。
【００２３】
また、第３速（３ｒｄ）は、主軸部側については第２速と同様とされ、副軸部側のクラッチを係合させることで達成される。この場合、主変速部からの回転がクラッチの係合による直結状態のプラネタリギヤを経て、不図示のディファレンシャル装置から車両の駆動輪に伝達される。
【００２４】
更に、第４速（４ｔｈ）は、主変速部側のプラネタリギヤセット１２、副変速部側のプラネタリギヤが共に直結状態となり、入力軸１１の入力回転が、カウンタギヤ対による減速がないものとして、そのまま不図示のディファレンシャル装置から車両の駆動輪に伝達される。
【００２５】
図２は、本実施の形態にかかるプラネタリギヤセットのピニオンシャフト（遊星歯車）周辺を示す断面図である。図３は、スペーサの斜視図である。図２に示すように、針状ころ軸受５０は、複列に配置されたころ５１，５１と、各列のころ５１，５１を保持する保持器５２，５２と、保持器５２，５２間に配置されたスペーサ５３とからなり、キャリヤＱに取り付けられたピニオンシャフトＣの周囲に配置されて、ロングピニオンＰ１を回転自在に支持している。ピニオンシャフトＣ内には、図２の右端面から軸線に沿って延在する袋孔Ｃａと、袋孔Ｃａの途中から半径方向に延在しピニオンシャフトＣの周面において、保持器５２，５２内に対向するようにして開口する径孔Ｃｂ、Ｃｂとが形成されている。針状ころ軸受５０は、ピニオンシャフトＣの外部より袋孔Ｃａ及び径孔Ｃｂ、Ｃｂを介して供給される潤滑油により潤滑されるようになっている。尚、スペーサ５３の軸線方向幅は、スペーサ５３を挟んでいる両脇列のころ５１，５１の長さ以上であることが望ましく、またその外径は、保持器５２，５２と同じであると好ましい。尚、スペーサ５３とピニオンシャフトＣ及びピニオンギヤＰ１との間には、所定のクリアランスがあるが、スペーサ５３とピニオンシャフトＣとは摺動しない。
【００２６】
図３に示すように、スペーサ５３は円筒状であって、半径方向に貫通した矩形孔であるポケット５３ａを、周方向に等間隔に８つ設けている。スペーサ５３は、樹脂を射出成形するなどして形成できる。
【００２７】
プラネタリギヤセットの動作時には、ピニオンギヤＰ１はピニオンシャフトＣの周囲を自転すると共に、キャリヤＱの回転に応じて公転する。従って、針状ころ軸受５０も公転し、ころ５１，保持器５２，スペーサ５３は、遠心力で外方に付勢され、これによりピニオンシャフトＣに曲げ応力が作用する。
【００２８】
本実施の形態によれば、スペーサ５３を設けることにより、ピニオンギヤＰ１とピニオンシャフトＣとの間隔を維持することで、ころ５１の円滑な回転を確保できる。又、ピニオンシャフトＣの曲がりが最も大きくなる中央に配置したスペーサ５３にポケット５３ａを設けることで、慣性力が低下するため、ピニオンシャフトＣの曲がりを効果的に抑制することができる。スペーサ５３自体は、ピニオンギヤＰ１の回転を支持する機能がなく、本来的に大きなラジアル力が付与されないため、軽量化のためにポケット５３ａを形成しても、特に針状ころ軸受５０の機能や寿命を低下させることがない。
【００２９】
スペーサ５３のポケット５３ａの数を増やしたり、寸法を大きくすれば、その分軽量化が図れるが、その分強度が低下する。そこで、円周方向長さと数とを適宜選択して、動作時にころ５１などから付与されるスラスト力に抗することができる強度と、軽量化とをバランスさせることが望ましい。例えばポケット５３ａの幅をＷ、数をＮ、スペーサ５３の外径をＤとしたときに、
（Ｗ×Ｎ）／Ｄπ＝０．４〜０．６
とすることが望ましい。
【００３０】
（実施例）
ピニオンギヤ内径：φ２０ｍｍ
ピニオンシャフト径：φ１５ｍｍ
スペーサ幅：１６．４ｍｍ
スペーサ外径Ｄ：２０．７４ｍｍ
スペーサ材質：ＰＡ６６もしくはＰＡ４６＋ガラス繊維２５ｗｔ％
ポケットの長さＬ：１２．４ｍｍ
ポケットの幅Ｗ：４ｍｍ
ポケットの数Ｎ：８個
（Ｗ×Ｎ）／Ｄπ：０．４９
【００３１】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明は、ラビニョ型遊星歯車機構に限らず、その他のタイプの遊星歯車機構に用いる針状ころ軸受やピニオンシャフトに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態にかかるラジアル針状ころ軸受を含む車両の自動変速機１の一部断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるプラネタリギヤセットのピニオンシャフト周辺を示す断面図である。
【図３】スペーサの斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ ケース
１０ａ カバー
１１ 入力軸
１２ プラネタリギヤセット
１３ フロントサンギヤ
１４ カウンタドライブギヤ
１５ リヤサンギヤ
１６ クラッチ
１７ クラッチ
１８ クラッチ
１９ ステータシャフト
２０ サンギヤ軸
２１ 内周側部材
２２ ブレーキ
２３ リングギヤフランジ
２４ ハブ
２５ ハブ
２６ リングギヤ
２７ ボールベアリング
２８ ハブ
２９ ハブ
３０ ブレーキ
３１ ハブ
３２ ボス部
３３ ドラム
３３ 部材
３４ ドラム
３５ ピストン
３６ 摩擦部材
３７ ピストン
３８ ドラム
３９ 摩擦部材
４０ 摩擦部材
４２ 摩擦部材
４３ 摩擦部材
５０ 軸受
５２ 保持器
５２ 保持器
５３ スペーサ
５３ａ ポケット
Ｃ ピニオンシャフト
ＯＣ１ ワンウェイクラッチ
ＯＣ２ ワンウェイクラッチ
Ｐ１ ピニオンギヤ
Ｑ キャリヤ
【図１】
2008303992.tif 000003
【図２】
2008303992.tif 000004
【図３】
2008303992.tif 000005