(57)【要約】  本発明は、主として、円環状の端面（３，４）を備えた、回転する２つのキャリア構成部分（１，２）と、該両キャリア構成部分（１，２）の間に配置されたスラスト転がり軸受（５）とから成るスラスト軸受装置に関する。スラスト転がり軸受（５）は、第１のキャリア構成部分（１）の端面（３）に接触した、薄い鋼薄板から成る第１の環状のアングルディスク（６）と、第２のキャリア構成部分（２）の端面（４）に接触した、薄い鋼薄板から成る第２の環状のアングルディスク（７）と、前記両アングルディスク（６，７）の軸方向内側の内面（８，９）の間を転動する、相並んで配置されかつ軸受ケージ（１１）によって互いに対して均一な間隔を置いて保持された多数の軸受ニードル（１２）により形成されたニードルクラウン（１０）とを有していて、中央で前記スラスト転がり軸受（５）を貫いて貫通案内されたシャフトからの潤滑剤流（１３）によって潤滑され、かつ冷却される。本発明によれば、第１のキャリア構成部分（１）と第１のアングルディスク（６）との間に、ばね弾性的に形成された円環状のランプディスク（１４）が配置されており、該ランプディスク（１４）によって、無負荷の状態においてスラスト転がり軸受（５）の軸方向遊びから生じる、第１のキャリア構成部分（１）と第１のアングルディスク（６）との間の半径方向環状ギャップ（１５）が、潤滑剤流（１３）の誤案内を防止するようにシール可能であり、それと同時に潤滑剤流（１３）が、両アングルディスク（６，７）の間の軸受内室（１６）内へ的確に導入可能である。
2016501354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として、円環状の端面（３，４）を備えた、回転する２つのキャリア構成部分（１，２）と、該両キャリア構成部分（１，２）の間に配置されたスラスト転がり軸受（５）とから成るスラスト軸受装置であって、前記スラスト転がり軸受（５）が、第１のキャリア構成部分（１）の端面（３）に接触した、薄い鋼薄板から成る第１の環状のアングルディスク（６）と、第２のキャリア構成部分（２）の端面（４）に接触した、薄い鋼薄板から成る第２の環状のアングルディスク（７）と、前記両アングルディスク（６，７）の軸方向内側の内面（８，９）の間を転動する、相並んで配置されかつ軸受ケージ（１１）によって互いに対して均一な間隔を置いて保持された多数の軸受ニードル（１２）により形成されたニードルクラウン（１０）とを有しており、前記スラスト転がり軸受（５）が、中央で前記スラスト転がり軸受（５）を貫いて貫通案内されたシャフトからの潤滑剤流（１３）によって潤滑され、かつ冷却される、スラスト軸受装置において、
前記第１のキャリア構成部分（１）と前記第１のアングルディスク（６）との間に、ばね弾性的に形成された円環状のランプディスク（１４）が配置されており、該ランプディスク（１４）によって、無負荷の状態において前記スラスト転がり軸受（５）の軸方向遊びから生じる、前記第１のキャリア構成部分（１）と前記第１のアングルディスク（６）との間の半径方向環状ギャップ（１５）が、前記潤滑剤流（１３）の誤案内を防止するようにシール可能であり、それと同時に前記潤滑剤流（１３）が、前記両アングルディスク（６，７）の間の軸受内室（１６）内へ的確に導入可能であることを特徴とする、スラスト軸受装置。
【請求項２】
前記円環状のランプディスク（１４）が、鉛直な外側区分（１７）と、少なくともほぼ水平なセンタ区分（１８）と、該センタ区分（１８）から前記第１のキャリア構成部分（１）に向かって斜めに延びる内側区分（１９）とを備えたプロファイル横断面を有する、請求項１記載のスラスト軸受装置。
【請求項３】
前記ランプディスク（１４）の前記鉛直な外側区分（１７）が、付加的なスペーサリングディスク（２０）と共に、前記第１のキャリア構成部分（１）と前記第１のアングルディスク（６）との間に配置されていて、前記第１のアングルディスク（６）の内径部（２１）の下方にまで延びている、請求項２記載のスラスト軸受装置。
【請求項４】
前記ランプディスク（１４）の前記水平なセンタ区分（１８）が、前記第１のアングルディスク（６）の内面（８）の平面よりも少しだけ上方にまで延びていて、斜めの前記内側区分（１９）への丸められた移行部を有しており、該移行部が、前記潤滑剤流（１３）のための剥離縁（２２）として形成されている、請求項３記載のスラスト軸受装置。
【請求項５】
前記ランプディスク（１４）の斜めの前記内側区分（１９）は、角度付けおよび長さの点で、前記内側区分（１９）が前記ランプディスク（１４）の内径部（２３）のところで前記第１のキャリア構成部分（１）に当接して、前記ランプディスク（１４）の取付け状態において永続的なプリロード（予荷重）をかけられるように構成されている、請求項４記載のスラスト軸受装置。
【請求項６】
前記ランプディスク（１４）が、０.２ｍｍ〜０.４ｍｍの一様な材料厚さを有していて、好適には、たとえばＣ７５ＳＨ＋Ａのような前焼入れされたばね帯鋼または、たとえばＤＣ０３のような、普通鋼から成る帯鋼薄板から成っている、請求項１記載のスラスト軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、請求項１の前提部に記載のスラスト軸受装置に関する。このスラスト軸受装置は、特に有利には乗用車のオートマチックトランスミッションにおける第１のプラネタリギヤ機構のサンギヤキャリアを第２のプラネタリギヤ機構のリングギヤポットに対して軸方向支承するために適している。
【０００２】
発明の背景
乗用車オートマチックトランスミッションの極めて頻繁に使用される構成は、いわゆるコンバータ式トランスミッションである。コンバータ式トランスミッションは、慣用のマニュアルトランスミッションや、自動化されたオートメーティドマニュアルトランスミッションとは、とりわけ駆動力切れなしのシフト動作の点で異なっている。このような乗用車オートマチックトランスミッションは、たいてい始動クラッチとしてハイドロリック式のトルクコンバータを有していて、主として複数の多板クラッチと、複数のフリーホイールとプラネタリギヤ機構（遊星歯車伝動装置）との組合せとから構成されている。全てのシフト動作およびクラッチ動作は、多板クラッチを介して行われ、これらの多板クラッチは、個々のプラネタリギヤ機構段と、オートマチックトランスミッションの入力軸および出力軸との摩擦接続的な結合を形成する。
【０００３】
個々のシフト動作の間、プラネタリギヤ機構の、たいてい斜歯列を備えたプラネタリギヤによって各伝動装置構成部分の間に著しい軸方向力も作用するので、最近のオートマチックトランスミッションでは、摩擦損失および効率損失を回避するために、個々のクラッチキャリアおよびプラネタリキャリアが多数のスラストニードル軸受によって互いに対して支持されている。特別な事例では、１つのプラネタリギヤ機構の、一方の方向に回転する個々のプラネタリキャリアが、隣接した別のプラネタリギヤ機構の、他方の方向に回転する個々のプラネタリキャリアに対して、軸方向で支承されなければならない。乗用車オートマチックトランスミッションにおける第１のプラネタリギヤ機構のサンギヤキャリアと、第２のプラネタリギヤ機構の隣接したリングギヤポットとの間の自体公知のこのような支承装置は、添付図面の図１に例示的に図示されている。この公知の支承装置は、主として、回転する両キャリア構成部分１，２を有し、両キャリア構成部分１，２は、互いに向かい合わされた円環状の端面３，４を備えている。両端面３，４の間には、スラスト転がり軸受５が配置されている。このスラスト転がり軸受５は、第１のキャリア構成部分１の端面３に接触した、薄い鋼薄板から成る第１の環状のアングルディスク６と、第２のキャリア構成部分２の端面４に接触した、薄い鋼薄板から成る第２の環状のアングルディスク７と、両アングルディスク６，７の軸方向内側の内面８，９の間を転動しかつ、相並んで配置されかつ軸受ケージ１１によって互いに対して均一な間隔を置いて保持された多数の軸受ニードル１２により形成されたニードルクラウン１０とを有する。スラスト転がり軸受５は、中央部でスラスト転がり軸受５を貫いて貫通案内されたシャフトからの潤滑剤流１３によって潤滑されかつ冷却される。
【０００４】
このように配置されたスラスト転がり軸受５の特別な点は、このスラスト転がり軸受５が、無負荷の状態においても、隣接し合ったプラネタリキャリア１，２の互いに異なる回転方向から生じる高い差回転数を有し、それゆえに無負荷の状態においても常に十分に潤滑されかつ冷却されなければならないことである。しかし、実際の使用においては、このような無負荷の状態においては、第１のキャリア構成部分１と第１のアングルディスク６との間に、スラスト転がり軸受５の軸方向遊びに基づいた半径方向環状ギャップ１５が生じることが判った。そこで、この半径方向環状ギャップ１５を通じて、中央部でスラスト転がり軸受５を貫いて貫通案内されたシャフトからの潤滑剤流１３の大部分が漏れるので、スラスト転がり軸受５はもはや十分に潤滑・冷却されなくなる。その結果、不足潤滑により、過剰加熱や軸受損傷が生じ、このような過剰加熱や軸受損傷は、オートマチックトランスミッション全体の故障の原因となり得る。
【０００５】
発明の課題
それゆえに、本発明の根底を成す課題は、公知先行技術の上記欠点を認識した上で、冒頭で述べた形式のスラスト軸受装置を改良して、無負荷の状態においてもスラスト転がり軸受が十分に潤滑されかつ冷却されることが確保されているようなスラスト軸受装置を提供することである。
【０００６】
発明の説明
この課題は、本発明によれば、請求項１の前提部に記載のスラスト軸受装置において、前記第１のキャリア構成部分と前記第１のアングルディスクとの間に、ばね弾性的に形成された円環状のランプディスク（傾斜面付きディスク）が配置されており、該ランプディスクによって、無負荷の状態において前記スラスト転がり軸受の軸方向遊びから生じる、前記第１のキャリア構成部分と前記第１のアングルディスクとの間の半径方向環状ギャップが、前記潤滑剤流の誤案内を防止するようにシール可能であり、それと同時に前記潤滑剤流が、前記両アングルディスクの間の軸受内室内へ的確に導入可能であることにより解決される。
【０００７】
本発明によるスラスト軸受装置の好適な実施態様および有利な改良形は、従属項の形の各請求項に記載されている。
【０００８】
請求項２に記載の構成により形成されたスラスト軸受装置では、前記円環状のランプディスクが、鉛直な外側区分と、少なくともほぼ水平なセンタ区分と、該センタ区分から前記第１のキャリア構成部分に向かって斜めに延びる内側区分とを備えたプロファイル横断面を有する。
【０００９】
請求項３に記載の構成では、前記ランプディスクの前記鉛直な外側区分が、付加的なスペーサリングディスクと共に、前記第１のキャリア構成部分と前記第１のアングルディスクとの間に配置されていて、前記第１のアングルディスクの内径部の下方にまで延びている。付加的なスペーサディスクは公知の形式で、軸方向遊び補償エレメントの機能を有し、この場合、このスペーサディスクは、軸方向でスラスト転がり軸受に後続して配置された全ての構成部分の公差チェーン（公差鎖）に相当する厚さで形成される。スペーサディスクの厚さはその場合、ランプディスクの厚さ分だけ簡単に減少され得るので、本発明におけるランプディスクは、周辺構造の変更を必要としない。しかし、このようなスペーサディスクが必要とならないようなスラスト軸受装置も、本発明の枠内にある。
【００１０】
請求項４に記載の構成では、その場合、ランプディスクの、鉛直な外側区分に曲率半径を介して続いている水平なセンタ区分は、前記第１のアングルディスクの内側もしくは内面の平面よりも少しだけ上方にまで延びていて、斜めの前記内側区分への別の丸められた移行部を有しており、この移行部は、スラスト転がり軸受に向けられた潤滑剤流のための剥離縁として形成されている。したがって、ランプディスクの水平なセンタ区分と斜めの内側区分とは、一緒になってランプ（傾斜面）を形成しており、このランプは潤滑剤流を、まずスラスト転がり軸受の第１のアングルディスクの内径縁部を介して案内する。次いで、ランプの端部に位置する剥離縁において、潤滑剤流は遠心力に基づいてランプから剥離し、スラスト転がり軸受の両アングルディスクの間の軸受内室にスムーズに導入される。
【００１１】
その場合、請求項５に記載されているように、ランプディスクの斜めの内側区分は、角度付けおよび長さの点で、この内側区分が前記ランプディスクの内径部のところで前記第１のキャリア構成部分に当接して、前記ランプディスクの取付け状態において永続的なプリロード（予荷重）をかけられるように構成されている。このことは、斜めの内側区分が、第１のキャリア構成部分の円環状の端面の高さに適合した長さを有し、スラスト転がり軸受の半径方向軸線に対して所定の角度で傾けられて配置されていて、ランプディスクの鉛直な外側区分がスペーサディスクに載置される前に、ランプディスクの内径部が既に第１のキャリア構成部分に当接するようなることを意味する。これにより、斜めの内側区分はランプディスクの取付け状態においてプリロード（予荷重）を受け、このプリロードによって、潤滑剤流がランプディスクの下に入り込むことが回避され、第１のキャリア構成部分と第１のアングルディスクとの間の、無負荷の状態において生じる半径方向環状ギャップが、潤滑剤流の誤案内に対してシールされる。
【００１２】
本発明により構成されたスラスト軸受装置の、請求項６に記載の有利な構成では、ランプディスクが、０.２ｍｍ〜０.４ｍｍの一様な材料厚さを有していて、好適には、前焼入れされたばね帯鋼から成っている。この場合、等級Ｃ７５ＳＨ＋Ａのばね帯鋼が、その変形可能性に基づいて最適であることが判った。しかし、ランプディスクを、合金されていない帯鋼薄板、すなわち普通鋼から成る帯鋼薄板から製造することも可能である。この場合、等級ＤＣ０３の帯鋼薄板がその高い深絞り成形品質に基づいて最適であると思われる。
【００１３】
したがって、要約すると、本発明により構成されたスラスト軸受装置は、公知先行技術に基づき公知のスラスト軸受装置に比べて次のような利点を有する。すなわち、第１のキャリア構成部分と第１のアングルディスクとの間に、ばね弾性的に形成された付加的なランプディスクを配置することにより、無負荷の状態においてスラスト転がり軸受の軸方向遊びから生じる、第１のキャリア構成部分と第１のアングルディスクとの間の半径方向環状ギャップによる潤滑剤流の誤案内が回避される。さらに、ランプディスクのランプ（傾斜面）を介して潤滑剤流が軸受内室に的確に導入されることにより、スラスト転がり軸受はいつでも十分に潤滑されかつ冷却されるので、不足潤滑や過剰加熱に基づいて生ぜしめられる軸受損傷ならびにオートマチックトランスミッション全体の故障が回避される。
【００１４】
以下に、本発明により構成されたスラスト軸受装置の有利な実施形態を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】公知先行技術による乗用車オートマチックトランスミッションにおける第１のプラネタリギヤ機構のサンギヤキャリアと、第２のプラネタリギヤ機構のリングギヤポットとの間のスラスト軸受装置の横断面図である。
【図２】乗用車オートマチックトランスミッションにおける第１のプラネタリギヤ機構のサンギヤキャリアと、第２のプラネタリギヤ機構のリングギヤポットとの間の、本発明により構成されたスラスト軸受装置の横断面図である。
【図３】図２の「Ｘ」で示した範囲の拡大図である。
【図４】図２の「Ｙ」で示した範囲の拡大図である。
【００１６】
図面の詳細な説明
図２には、乗用車オートマチックトランスミッションにおける第１のプラネタリギヤ機構（遊星歯車伝動装置）のサンギヤキャリア１と、第２のプラネタリギヤ機構のリングギヤポット２との間のスラスト軸受装置が示されている。このスラスト軸受装置は、主として、円環状の端面３，４を備えて形成された、回転する両キャリア構成部分１，２と、これら両キャリア構成部分１，２の間に配置されたスラスト転がり軸受５とから成っている。このスラスト転がり軸受５は公知の形式で、第１のキャリア構成部分１の端面３に接触した、薄い鋼薄板から成る第１の環状のアングルディスク６と、第２のキャリア構成部分２の端面４に接触した、薄い鋼薄板から成る第２の環状のアングルディスク７と、両アングルディスク６，７の軸方向内側の内面８，９の間を転動するニードルクラウン１０とを有する。このニードルクラウン１０は、相並んで配置されかつ軸受ケージ１１によって互いに対して均一な間隔を置いて保持された多数の軸受ニードル１２により形成される。さらに、図２には、方向矢印により、スラスト転がり軸受５が、中央部でスラスト転がり軸受５を貫いて貫通案内されたシャフト（図示しない）からの潤滑剤流１３によって潤滑されかつ冷却されることが示されている。
【００１７】
さらに、図２の断面図ならびに図３および図４に示した拡大図から判るように、第１のキャリア構成部分１と第１のアングルディスク６との間には、本発明によれば、ばね弾性的に形成された円環状のランプディスク１４が配置されている。このランプディスク１４によって、無負荷の状態においてスラスト転がり軸受５の軸方向遊びから生ぜしめられる、第１のキャリア構成部分１と第１のアングルディスク６との間の半径方向環状ギャップ１５が、潤滑剤流１３の誤案内を防止するようにシール可能となり、それと同時に潤滑剤流１３は、両アングルディスク６，７の間の軸受内室１６内へ的確に導入可能となる。この円環状のランプディスク１４は、鉛直な外側区分１７と、少なくともほぼ水平なセンタ区分１８と、このセンタ区分１８から第１のキャリア構成部分１に向かって斜めに延びる、０.２ｍｍ〜０.４ｍｍの一様な材料厚さを有する内側区分１９とを備えたプロファイル横断面を有していて、好適には等級Ｃ７５ＳＨ＋Ａの前焼入れされたばね帯鋼から成っている。
【００１８】
さらに図３および図４には、ランプディスク１４の鉛直な外側区分１７が、付加的なスペーサリングディスク２０と共に、第１のキャリア構成部分１と第１のアングルディスク６との間に配置されていて、第１のアングルディスク６の内径部２１の下方にまで延びていることが示されている。それに対して、ランプディスク１４の水平なセンタ区分１８は、第１のアングルディスク６の内面８の平面の少しだけ上方にまで延びていて、斜めの内側区分１９への丸められた移行部を有している。この移行部は、やはり方向矢印によって示された潤滑剤流１３のための剥離縁２２として形成されている。ランプディスク１４の斜めの内側区分１９は、さらに角度付けおよび長さの点で、この内側区分１９がランプディスク１４の内径部２３のところで第１のキャリア構成部分１に当接して、ランプディスク１４の取付け状態において永続的なプリロード（予荷重）をかけられるように構成されている。これにより、潤滑剤流１３がランプディスク１４の下に侵入することが回避され、そして無負荷の状態において生じる、第１のキャリア構成部分１と第１のアングルディスク６との間の半径方向環状ギャップ１５は、潤滑剤流１３の誤案内を防止するようにシールされる。
【符号の説明】
【００１９】
１  キャリア構成部分
２  キャリア構成部分
３  キャリア構成部分１の端面
４  キャリア構成部分２の端面
５  スラスト転がり軸受
６  スラスト転がり軸受５の第１のアングルディスク
７  スラスト転がり軸受５の第２のアングルディスク
８  第１のアングルディスク６の内面
９  第２のアングルディスク７の内面
１０  ニードルクラウン
１１  ニードルクラウン１０の軸受ケージ
１２  ニードルクラウン１０の転動体
１３  潤滑剤流
１４  ランプディスク
１５  半径方向環状ギャップ
１６  軸受内室
１７  ランプディスク１４の外側区分
１８  ランプディスク１４のセンタ区分
１９  ランプディスク１４の内側区分
２０  スペーサリングディスク
２１  第１のアングルディスク６の内径部
２２  剥離縁
２３  ランプディスク１４の内径部
【図１】
2016501354.tif 000003
【図２】
2016501354.tif 000004
【図３】
2016501354.tif 000005
【図４】
2016501354.tif 000006
【国際調査報告】
2016501354.tif 000007
2016501354.tif 000008
2016501354.tif 000009
2016501354.tif 000010