(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有する内輪と、これら各外輪軌道と各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、上記内輪の軸方向中間部で上記複列の内輪軌道の間部分に設けられ、上記内輪の内径側から供給された潤滑油を上記外輪の軸方向中間部内周面に向けて吐出する給油通路とを備えた給油手段付転がり軸受装置に於いて、上記外輪の軸方向中間部内周面で上記複列の外輪軌道の間部分に円周方向に長い凹溝を設けて、上記給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在な貯溜手段とした事を特徴とする給油手段付転がり軸受装置。
【請求項２】
内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有する内輪と、これら各外輪軌道と各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、上記内輪の軸方向中間部で上記複列の内輪軌道の間部分に設けられ、上記内輪の内径側から供給された潤滑油を上記外輪の軸方向中間部内周面に向けて吐出する給油通路とを備えた給油手段付転がり軸受装置に於いて、上記外輪の軸方向中間部内周面で上記複列の外輪軌道の間部分に、軸方向両端縁部の内径が小さく、軸方向中間部の内径が大きい保油環を装着する事により、上記給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在な貯溜手段とした事を特徴とする給油手段付転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る給油手段付転がり軸受装置は、例えば自動車用自動変速機を構成するリング歯車を回転軸に対して回転自在に支持する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速機として従来から一般的に使用されている遊星歯車式自動変速機には、複数組の遊星歯車機構を組み込んでいる。図５〜６は、このうちの、オーバドライブのＯＮ・ＯＦＦを切り換える為の遊星歯車機構の１例を示している。回転軸１の片半部（図５の左半部）外周面にはスリーブ３を、回転自在に支持している。このスリーブ３の一端部（図５の右端部）外周面には、太陽歯車２を固設している。又、上記回転軸１の中間部外周面にはハウジング４を、給油手段付転がり軸受装置５により、この回転軸１に対する回転自在に支持している。このハウジング４は、片側面（図５の左側面）に遊星歯車機構を構成するリング歯車６を、外周面に入力歯車７を、それぞれ設けている。更に、上記回転軸１の中間部外周面で上記スリーブ３と上記給油手段付転がり軸受装置５との間部分には、支持枠８を固設している。そして、この支持枠８には、それぞれが上記回転軸１と平行な複数本の支持軸９、９を支持し、これら各支持軸９、９の周囲に遊星歯車１０、１０を、回転自在に支持している。そして、これら各遊星歯車１０、１０を、上記太陽歯車２及びリング歯車６と噛合させている。
【０００３】
一方、上記スリーブ３の他端部（図５の左端部）外周には、制御シリンダ１１を設けている。そして、この制御シリンダ１１内への圧油の給排に基づき、上記スリーブ３と上記各支持軸９、９との間に設けたクラッチ機構１２の断接の切り換えを自在としている。即ち、上記制御シリンダ１１内に圧油を送り込み、上記クラッチ機構１２を接続した場合には、上記回転軸１とスリーブ３とが相対回転不能に結合される。この結果、上記各遊星歯車１０、１０が上記各支持軸９、９の周囲で回転する事がなくなり、上記回転軸１が上記ハウジング４と同期して回転自在となる。この状態は、オーバドライブがＯＮされた状態となる。これに対して、上記制御シリンダ１１内の圧油を排出し、上記クラッチ機構１２の接続を断った場合には、上記回転軸１に対してスリーブ３が相対回転自在となる。この結果、上記各遊星歯車１０、１０が上記各支持軸９、９の周囲で回転し、上記リング歯車６と遊星歯車１０、１０と太陽歯車２との噛合に基づいて上記回転軸１が、上記ハウジング４よりも低速で回転する。この状態は、オーバドライブがＯＦＦされた状態となる。
【０００４】
本発明の対象となる、上記給油手段付転がり軸受装置５は、上記ハウジング４の内側に外輪１３を、ストップリング１４により抜け止めを図った状態で内嵌固定している。この外輪１３の内周面には、複列の外輪軌道１５、１５を設けている。一方、上記回転軸１の中間部外周面で上記外輪１３の直径方向内側部分には、内輪１６を固定している。この内輪１６は、それぞれの外周面に内輪軌道１７を形成した１対の内輪素子１８、１８の端面同士を突き合わせて成り、外周面に複列の内輪軌道１７、１７を有する。
【０００５】
又、上記各内輪素子１８、１８の突き合わせ端縁には、それぞれ複数個ずつの切り欠き１９、１９を形成している。上記１対の内輪素子１８、１８の端縁同士を突き合わせた状態でこれら各切り欠き１９、１９は、上記内輪１６の軸方向中間部で上記複列の内輪軌道１７、１７の間部分に、上記内輪１６の内径側から供給された潤滑油を上記外輪１３の軸方向中間部内周面に向けて吐出する給油通路を構成する。更に、上記各外輪軌道１５、１５と各内輪軌道１７、１７との間には、それぞれ複数個ずつの転動体２０、２０を転動自在に設けている。尚、上記給油手段付転がり軸受装置５を組み立てた状態で上記１対の内輪素子１８、１８は所定の力で軸方向に（互いに近づく方向に）押圧して、上記各転動体２０、２０に所定の予圧を付与する。又、上記複列の外輪軌道１５、１５と内輪軌道１７、１７との間に複列に設けた転動体２０、２０は、それぞれ保持器２４、２４により転動自在に保持している。
【０００６】
自動変速機の運転時には上記各切り欠き１９、１９に、上記回転軸１の中心部に形成した給油孔２１並びにこの給油孔２１から直径方向外方に分岐した分岐孔２２を通じて、図６に矢印で示す様に、潤滑油を送り込む。この分岐孔２２を通じて上記回転軸１の外周面から吐出した潤滑油は、上記１対の内輪素子１８、１８の突き合わせ部の内周面と上記回転軸１の外周面との間に存在する環状空間２３を流れて円周方向に広がり、上記各切り欠き１９、１９を通じて上記内輪１６の外径側に吐出する。そしてこの潤滑油は、上記各外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と転動体２０、２０の転動面との当接部を潤滑する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の給油手段付転がり軸受装置５の場合、オーバドライブをＯＮした状態、即ち、回転軸１とハウジング４とを同期して回転自在とした状態で、各外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７にフレッチングと呼ばれる摩耗が発生し易い。この理由は、次の通りである。回転軸１とハウジング４とが同期して回転する結果、外輪１３と内輪１６とが相対回転しないと、上記各外輪軌道１５、１５と各内輪軌道１７、１７との間に設けた転動体２０、２０が転動しない。従って、これら各外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と各転動体２０、２０の転動面とは同じ部分で当接したままとなる。一方、自動変速機の運転時に上記給油手段付転がり軸受装置５には、自動変速機の構成各部材のアンバランスや荷重変動に基づく振動が加わる。
【０００８】
上記各外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と各転動体２０、２０の転動面との当接部に十分な潤滑油が存在すれば特に問題を生じないが、上記外輪１３と内輪１６とが相対回転しない状態では、必ずしも上記当接部に十分な潤滑油が存在しない場合が考えられる。即ち、上記外輪１３と内輪１６とが相対回転せず、上記各転動体２０、２０が転動しない状態では、切り欠き１９、１９から吐出され、上記外輪１３の内周面中間部で上記両外輪軌道１５、１５の間部分に達した潤滑油の多くが、上記当接部に達する事なく周囲に飛散してしまう。この結果、特に上記切り欠き１９、１９から離れた部分に存在する転動体２０、２０の転動面と上記各外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７との当接部に存在する潤滑油が不足し易くなる。そして、当接部に存在する潤滑油が不足した場合には、上記フレッチングの発生に基づき、上記各外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と各転動体２０、２０の転動面とに早期剥離等の損傷が発生し易くなる。特に、上記各外輪軌道１５、１５と各転動体２０、２０の転動面との当接部には、遠心力に基づく荷重が加わり、振動に基づいてこの当接部に加わる衝撃力も大きい為、上記損傷が問題となり易い。
【０００９】
上記各切り欠き１９、１９から吐出する潤滑油の量を多くしたり、或はこれら各切り欠き１９、１９の数を多くして、総ての当接部と切り欠き１９、１９との距離を短くすれば、上記フレッチングの発生を防止できる。但し、上記潤滑油の吐出量を多くする事は、他の部分への潤滑油の量を減少させる原因になったり、或は給油ポンプの大型化による動力損失の増大の原因となる為、採用できない場合もある。又、上記各切り欠き１９、１９の数を多くする事は、加工が面倒になりコスト増大の原因となる。しかも、１対の内輪素子１８、１８の突き合わせ端縁同士の接触面積の減少により、これら両内輪素子１８、１８により構成する内輪１６の軸方向に亙る剛性を低下させ、予圧調整が難しくなる。この結果、過大な予圧付与に基づく転がり疲れ寿命の低下や、予圧抜けによるがたつきが発生し易くなる為、やはり採用できない。
本発明の給油手段付転がり軸受装置は、この様な不都合を何れも解消すべく発明したものである。
【００１０】
【課題を解決する為の手段】
本発明の給油手段付転がり軸受装置は何れも、前述した従来の給油手段付転がり軸受装置と同様に、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有する内輪と、これら各外輪軌道と各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、上記内輪の軸方向中間部で上記複列の内輪軌道の間部分に設けられ、上記内輪の内径側から供給された潤滑油を上記外輪の軸方向中間部内周面に向けて吐出する給油通路とを備える。特に、本発明の給油手段付転がり軸受装置の場合には、上記給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在な貯溜手段を備える。
【００１１】
この様な貯溜手段を構成する為に、請求項１に記載した給油手段付転がり軸受装置の場合には、上記外輪の軸方向中間部内周面で上記複列の外輪軌道の間部分に、円周方向に長く、上記給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在な凹溝を設ける。
【００１２】
これに対して、請求項２に記載した給油手段付転がり軸受装置の場合には、上記貯溜手段を構成する為に、上記外輪の軸方向中間部内周面で上記複列の外輪軌道の間部分に、軸方向両端縁部の内径が小さく、軸方向中間部の内径が大きく、この軸方向中間部内周面部分に上記給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在とした保油環を装着する。
【００１３】
【作用】
上述の様に構成される本発明の給油手段付転がり軸受装置は、給油通路を通じて内輪の軸方向中間部で複列の内輪軌道の間部分から吐出した潤滑油を、貯溜手段を介して、円周方向に亙り広く分配できる。従って、外輪と内輪とが同期して回転し、複数の転動体が転動しない状態でも、複列の外輪軌道及び内輪軌道と複数の転動体の転動面との当接部に十分な潤滑油の供給を行なえる。この結果、フレッチングの発生を防止して、上記複列の外輪軌道及び内輪軌道と複数の転動体の転動面とに、早期剥離等の損傷が発生する事を有効に防止できる。特に、高速運転時に、複列の外輪軌道と総ての転動体の転動面との当接部に、潤滑油を十分に送り込む事ができ、この当接部にフレッチングによる摩耗が発生する事を防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、外輪１３と内輪１６とが同期して回転する（相対回転しない）状態で、複列の外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と複数の転動体２０、２０の転動面との当接部に十分な潤滑油を供給する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図５〜６に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１５】
外輪１３の軸方向（図１の左右方向）中間部内周面で複列の外輪軌道１５、１５の間部分には、貯溜手段である凹溝２５を、円周方向に亙り連続して（全周に亙って）設けている。この凹溝２５は、上記内輪１６を構成する１対の内輪素子１８、１８の突き合わせ端縁部に形成した複数の切り欠き１９、１９が構成する給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在である。
【００１６】
上述の様に構成される本発明の給油手段付転がり軸受装置は、上記給油通路を構成する複数の切り欠き１９、１９を通じて内輪１６の軸方向中間部で上記複列の内輪軌道１７、１７の間部分から吐出した潤滑油を、円周方向に亙って広く分配できる。即ち、上記各切り欠き１９、１９を直径方向内側から外側に向けて流れ、回転軸１の外周面から吐出した潤滑油は、回転に伴う遠心力の影響で周囲に飛散し、そのうちの一部が上記凹溝２５に捕集される。
【００１７】
自動変速機の高速運転時、上記外輪１３の回転速度が速く、上記凹溝２５に捕集された潤滑油に作用する遠心力が大きい場合には、上記凹溝２５に捕集された潤滑油がそのままこの凹溝２５内に溜り、遂にはこの凹溝２５から溢れ出す。この様にして凹溝２５から溢れ出した潤滑油は、上記各切り欠き１９、１９の近傍部分だけでなく、上記外輪１３の全周に亙ってまんべんなく流れ出す。この結果、複列の外輪軌道１５、１５と総ての転動体２０、２０の転動面との当接部に、潤滑油を十分に送り込む事ができ、この当接部にフレッチングによる摩耗が発生する事を防止できる。高速運転時には、複列の内輪軌道１７、１７と転動体２０、２０の転動面との当接部に達する潤滑油の量は限られたものとなるが、この状態では、上記各転動体２０、２０に作用する大きな遠心力に基づき、複列の内輪軌道１７、１７と転動体２０、２０の転動面との当接部の面圧は小さい。従って、この当接部にはフレッチングに基づく摩耗が発生しにくい状態であり、内輪軌道１７、１７と転動面との当接部に達する潤滑油の量が少ない事は、問題とはなりにくい。
【００１８】
又、自動変速機の低速運転時、上記外輪１３の回転速度が遅く、上記凹溝２５に捕集された潤滑油に作用する遠心力が小さい場合には、上記凹溝２５に捕集された潤滑油は、重力の作用に基づいてこの凹溝２５から流下し、対向する内輪軌道１７、１７に付着する。この様にして各内輪軌道１７、１７に付着した潤滑油は、前記回転軸１を中心とする上記外輪１３及び内輪１６と転動体２０、２０との回転運動に基づいて各方向に流下し、上記各切り欠き１９、１９の近傍部分だけでなく、上記外輪１３及び内輪１６の全周に亙ってまんべんなく付着する。この結果、複列の外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と総ての転動体２０、２０の転動面との当接部に、潤滑油を十分に送り込む事ができ、この当接部にフレッチングによる摩耗が発生する事を防止できる。
【００１９】
従って、オーバドライブのＯＮ時、外輪１３と内輪１６とが同期して回転し、複数の転動体２０、２０が転動しない状態でも、フレッチングが発生し易い状態にある複列の外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と複数の転動体２０、２０の転動面との当接部に十分な潤滑油の供給を行なえる。この結果、フレッチングの発生を防止して、上記複列の外輪軌道１５、１５及び内輪軌道１７、１７と複数の転動体２０、２０の転動面とに、早期剥離等の損傷が発生する事を有効に防止できる。
【００２０】
次に、図２は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述の図１に示した第１例が、転動体２０、２０としてテーパころを使用していたのに対して、本例の場合には、転動体２０ａ、２０ａとして玉を使用している。この様に、転動体２０ａ、２０ａとして玉を使用した事に伴い、複列の外輪軌道１５ａ、１５ａ及び内輪軌道１７ａ、１７ａ同士の間隔を大きくしている。そして、隣り合う外輪軌道１５ａ、１５ａ同士の間に形成した、潤滑手段である凹溝２５ａの幅を広くしている。又、上記各転動体２０ａ、２０ａを転動自在に保持する為の保持器２４ａ、２４ａとして、玉を保持するのに適当な形状のものを使用している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００２１】
次に、図３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、外輪１３の軸方向中間部内周面で複列の外輪軌道１５、１５の間部分に、金属板を曲げ形成して成る、或は合成樹脂を一体成形して成る、貯溜手段である保油環２６を、締まり嵌めにより内嵌固定している。この保油環２６は、短円筒状の金属板の軸方向両端部を直径方向内方に向け折り曲げる事により、直径方向内方が開いた断面略コ字形に形成したもので、軸方向両端縁部の内径が小さく、軸方向中間部の内径が大きい。この様な保油環２６は、中間部内周面部分に、切り欠き１９、１９が構成する給油通路から吐出された潤滑油を一時的に貯溜自在である。以上に述べた通り構成される本例の給油手段付転がり軸受装置の場合も、凹溝２５が保油環２６に変わった以外、前述した第１例の場合とほぼ同様の作用により、フレッチングの発生を防止し、早期剥離等の損傷防止を図る。
【００２２】
次に、図４は、やはり請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。上述の図３に示した第３例が、転動体２０、２０としてテーパころを使用していたのに対して、本例の場合には、転動体２０ａ、２０ａとして玉を使用している。この様な本例の給油手段付転がり軸受装置の場合も、貯溜手段が凹溝２５ａが保油環２６に変わった以外、前述した第１例の場合とほぼ同様の作用により、フレッチングの発生を防止し、早期剥離等の損傷防止を図る。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の給油手段付転がり軸受装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、他の部分への潤滑油の供給量を少なくしたり、給油ポンプを大型化する事なく、複列の外輪軌道及び内輪軌道と複数の転動体の転動面とに、早期剥離等の損傷が発生する事を有効に防止できる。特に、高速運転時に、複列の外輪軌道と総ての転動体の転動面との当接部に、潤滑油を十分に送り込む事ができ、この当接部にフレッチングによる摩耗が発生する事を防止できて、高性能でしかも優れた耐久性を有する自動変速機を実現できる等、各種機械装置の性能向上に寄与する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の第１例を示す、図５のＡ部に相当する断面図。
【図２】  同第２例を示す、図１と同様の図。
【図３】  同第３例を示す、図１と同様の図。
【図４】  同第４例を示す、図１と同様の図。
【図５】  本発明の対象となる給油手段付転がり軸受装置を組み込んだ自動車用自動変速機の部分断面図。
【図６】  給油手段付転がり軸受装置部分のみを取り出して示す、図５の拡大Ｂ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１  回転軸
２  太陽歯車
３  スリーブ
４  ハウジング
５  給油手段付転がり軸受装置
６  リング歯車
７  入力歯車
８  支持枠
９  支持軸
１０  遊星歯車
１１  制御シリンダ
１２  クラッチ機構
１３  外輪
１４  ストップリング
１５、１５ａ  外輪軌道
１６  内輪
１７  １７ａ  内輪軌道
１８  内輪素子
１９  切り欠き
２０、２０ａ  転動体
２１  給油孔
２２  分岐孔
２３  環状空間
２４、２４ａ  保持器
２５、２５ａ  凹溝
２６  保油環
【図１】
0004003247.tif 000002
【図２】
0004003247.tif 000003
【図３】
0004003247.tif 000004
【図４】
0004003247.tif 000005
【図５】
0004003247.tif 000006
【図６】
0004003247.tif 000007