(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車で変速された回転を出力するアウトプットギヤと、
前記アウトプットギヤのボス部外周に配置されたテーパーローラベアリングと、
内側円環状部でテーパーローラベアリングを支持する非回転部材と前記アウトプットギヤのボス部内周に配置され、内部に潤滑油路を有する回転軸とを備えた自動変速機において、
前記非回転部材とアウトプットギヤのボス部との間であり、かつ前記テーパローラベアリングを介して前記アウトプットギヤの反対側に、高さを少なくともテーパーローラ端面の一部と重なるように堰を形成し、該堰とテーパーローラベアリングとの間に、前記潤滑油路から前記回転軸の径方向油路と前記アウトプットギヤの油孔とを介して前記テーパーローラベアリングに供給される油を溜める油溜まりを形成し、
前記堰は、前記非回転部材の端面に設けられた軸受部材のレース部材の内径側を突出することにより形成されていることを特徴とするテーパーローラベアリング潤滑構造。
【請求項２】
請求項１に記載のテーパーローラベアリング潤滑構造において、
前記堰の高さを、テーパーローラ端面全てと重なるように形成したことを特徴とするテーパーローラベアリング潤滑構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のテーパーローラベアリング構造において、
前記テーパーローラベアリングと前記堰の間であり、かつ前記非回転部材の内側円環状部に凹部を形成することを特徴とするテーパーローラベアリング潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の自動変速機において、特にアウトプットギヤを支持するテーパーローラベアリングの潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機の潤滑構造としては、例えば、特開平２−８９８７１号公報に記載の装置が知られている。
【０００３】
この従来公報には、図７に示すように、テーパーローラベアリング３６により、遊星歯車で変速された大きなトルクのかかるアウトプットギヤ３１を隔壁４５に回転可能に支持している。これにより、回転軸に対してラジアル方向に掛かる力は、テーパーローラ３２，３３の転動面３２ａ，３３ａにより支持することで、ボールベアリングのような点ではなく線で支持することができる。また、回転軸に対してスラスト方向に掛かる力は、インナレース３９と２つのテーパーローラ３２，３３の端面とインナレース３９との接触面である転動面３２ａ，３３ａ及び端面３２ｂ，３３ｂにより支持する事が出来る。
【０００４】
上述の構成を取ることにより、当然テーパーローラの接触面には大きなトルクがかかることになる。よって、接触抵抗を低減し、かつ温度上昇を抑制するために、テーパーローラ３２，３３を潤滑する事ができるよう、油路３０が設けられている。この油路３０から供給される油によって強制潤滑を行い、接触抵抗を低減し、かつ温度上昇を抑制することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動変速機の強制潤滑構造にあっては、ケースの隔壁４５にテーパーローラベアリング用の専用油路４６を設け、十分な潤滑油を必要とするテーパーローラベアリングに潤滑油を供給しているため、加工工数が増加していた。そこで、テーパーローラベアリングの内径側、すなわちインプットシャフト３７に設けられた一般潤滑油路３７ａから潤滑油を供給することも考えられるが、テーパーローラベアリングは上記一般潤滑油路の末端側に位置するため十分な潤滑油を供給できない上、アウトプットギヤ３１側のローラ３２には、アウトプットギヤ３１やカウンタギヤ４７等が掻き上げる油によっても潤滑可能であるが、アウトプットギヤ３１から遠い側のローラ３３には潤滑油が十分に供給されず、特に負荷のかかるテーパーローラ端面３３ｂに潤滑油不足が生じることが判明した。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、自動変速機に使用されるテーパーローラベアリングの潤滑構造において、加工工数を増加することなく、アウトプットギヤから遠い側のテーパーローラにも十分な潤滑油を供給可能なテーパーローラベアリング潤滑構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、遊星歯車で変速された回転を出力するアウトプットギヤと、前記アウトプットギヤのボス部外周に配置されたテーパーローラベアリングと、内側円環状部でテーパーローラベアリングを支持する非回転部材と前記アウトプットギヤのボス部内周に配置され、内部に潤滑油路を有する回転軸とを備えた自動変速機において、前記非回転部材とアウトプットギヤのボス部との間であり、かつ前記テーパローラベアリングを介して前記アウトプットギヤの反対側に、高さを少なくともテーパーローラ端面の一部と重なるように堰を形成し、該堰とテーパーローラベアリングとの間に、前記潤滑油路から前記回転軸の径方向油路と前記アウトプットギヤの油孔とを介して前記テーパーローラベアリングに供給される油を溜める油溜まりを形成し、前記堰は、前記非回転部材の端面に設けられた軸受部材のレース部材の内径側を突出することにより形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載のテーパーローラベアリング潤滑構造において、
前記堰の高さを、テーパーローラ端面全てと重なるように形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２に記載のテーパーローラベアリング潤滑構造において、前記テーパーローラベアリングと前記堰の間であり、かつ前記非回転部材の内側円環状部に凹部を形成することを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
請求項１に記載の発明では、自動変速機において、遊星歯車で変速された回転がアウトプットギヤにより出力される。また、テーパーローラベアリングが前記アウトプットギヤのボス部外周に配置され、非回転部材の内側円環状部において、テーパーローラベアリングが支持される。また、前記アウトプットギヤのボス部内周に配置された回転軸は、内部に潤滑油路が備えられている。
【００１２】
このとき、前記非回転部材とアウトプットギヤのボス部との間であり、かつ前記テーパーローラベアリングを介して前記アウトプットギヤの反対側に、高さを少なくともテーパーローラ端面の一部と重なるように堰が形成され、該堰とテーパーローラベアリングとの間に前記潤滑油路からの油を溜める油だまりが形成される。
【００１３】
よって、回転軸に対してラジアル方向に負荷のかかるテーパーローラベアリングを効率よく潤滑する事が出来る。また、テーパーローラベアリングは回転軸に対してスラスト方向への動きを規制する働きをするため、テーパーローラの端面とレースの接触面の潤滑が必要とされる。特に、アウトプットギヤから離れた位置に存在するテーパーローラベアリング端面とレースとの接触面は、アウトプットギヤによる油の掻き上げによる潤滑が期待できないため、ここに油溜まりを設けたことにより、特に有効に作用することができる。
【００１４】
また、潤滑が十分に実行されることで、接触面等の温度上昇を抑制することが可能となり、これにより、焼き付き防止や耐久性の向上を図ることができる。
また、請求項１記載の発明では、前記堰を、前記非回転部材の端面に設けられた軸受部材のレース部材の内径側が突出されることにより形成する。よって、特別な構成の変更を加えることなく、簡単に堰を形成することができ、十分な潤滑をすることができる。また、テーパーローラベアリングの組みつけも何ら阻害されることがない。
【００１５】
請求項２記載の発明では、前記堰の高さが、テーパーローラ端面全てと重なるように形成されている。
【００１６】
つまり、テーパーローラベアリングを潤滑する際、油は遠心力により回転軸外方へとばされる傾向にある。よって、アウターレースとテーパーローラとの間の潤滑は比較的実行されやすいが、インナレースとテーパーローラとの間の潤滑は比較的実行されにくい。
【００１７】
よって、テーパーローラ端面全てが油につかることができるように、堰の高さをテーパーローラ端面全てと重なるように形成することで、確実に潤滑する事が可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明では、前記テーパーローラベアリングと前記堰の間であり、かつ前記非回転部材の内側円環状部に凹部が形成される。
【００１９】
よって、前記油溜まりに溜まる油量を十分に確保することが可能となり、潤滑能力及び冷却能力を向上することができる。また、テーパーローラベアリングの組み付けも何ら阻害されることがない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、請求項１、２又は３に記載された発明に相当するテーパーローラベアリング潤滑構造である。
【００２５】
［構成の説明］
図１には、本発明の実施の形態１におけるテーパーローラベアリング部分を拡大した構成図を示す。インプットシャフト７から入力された回転は、図外の複数の遊星歯車機構を介してアウトプットギヤ１に伝達される。このアウトプットギヤ１は、リダクションギヤ２０に噛み合うと共にテーパーローラベアリング６に回転可能に支持されている。
【００２６】
テーパーローラベアリング６は、アウトプットギヤ１側にある第１テーパーローラ２と、アウトプットギヤ１から遠い側にある第２テーパーローラ３により、アウタレース１０とインナレース９の相対回転を可能にしている。前記２つの第１及び第２テーパーローラ２，３は、テーパーローラベアリング６の円周上に複数のテーパーローラを備えており、これら複数のテーパーローラは保持器５によりテーパーローラ間の位置を保持している。
【００２７】
このテーパーローラベアリング６のアウターレース１０は、ドラムサポート１１及びケース１２により構成される非回転部材に支持されている。また、スナップリング４によりスラスト方向の動きが規制された状態でドラムサポート１１に固定されている。また、テーパーローラベアリング６のインナレース９は、アウトプットギヤ１のボス部にナット１４により固定されている。
【００２８】
ドラムサポート１１には、リングギヤの回転メンバ２１との相対回転を可能にするために、スラストベアリング１９が備えられている。このスラストベアリング１９は、ローラ１７と、保持器１８と、レース１５により構成され、このレース１５は内径側が突出した形で形成され、油溜まり１６を構成可能としている。
【００２９】
この時、レース１５により形成される堰は、全周にわたって形成する方が望ましい。なぜなら、全周にわたって内径側がドラムサポート１１から突出していることで、組み付け方向が規制されないため組付けが容易であり、かつ、飛散する油を捕まえることができるので、油溜まり１６にすぐに油を溜めることができるからである。
【００３０】
また、前記ドラムサポート１１の内側円環状部であり、かつテーパーローラベアリング６とスラストベアリング１９の間には、凹部が設けられており、これにより、油溜まり１６の容積を十分に確保するよう構成されている。
【００３１】
［組み付け順序］
次に、上記構成の組み付け順序を説明する。
【００３２】
▲１▼ドラムサポート１１にアウタレース１０をスナップリング４で組み付ける。
【００３３】
▲２▼アウトプットギヤ１のボス部に、保持器５に保持された第１テーパーローラ２及びそのインナレース９ａを仮置きした状態で、ドラムサポート１１の円筒部に挿入する。
【００３４】
▲３▼保持器５に保持された第２テーパーローラ３及びインナレース９ｂをアウトプットギヤ１の反対側から挿入し、ワッシャを介して治具でナット１４を締め付ける。
【００３５】
▲４▼ボルトでドラムサポート１１をケース隔壁１２に固定する。
【００３６】
したがって堰を形成するスラストベアリング１９のレース１５は、上記ナットを締め付けた後に組み付けられるので、テーパーローラ端面の一部が最下部において油につかるよう堰を形成しても、ナットの組付けや取り外しが阻害されることはない。
【００３７】
［潤滑行程］
次に、各テーパーローラベアリング潤滑行程について説明する。
【００３８】
第１テーパーローラ２は、インプットシャフト７の軸方向油路７ｂ→インプットシャフト７の径方向油路７ｃ→アウトプットギヤ１のボス部の油孔１ａ→インナレース９ａ，９ｂの合わせ面→第１テーパーローラ２といった経路により油が供給される。また、アウトプットギヤ１やリダクションギヤ２０が掻き上げる油が隙間５０や穴１ｂを通って第１テーパーローラ２に供給される。
【００３９】
上記の経路を通った潤滑油が第１テーパーローラ２の転動面２ａや端面２ｂを潤滑する。
【００４０】
第２テーパーローラ３は、インプットシャフト７の軸方向油路７ｂ→インプットシャフト７の径方向油路７ｃ→アウトプットギヤボス部の油孔１ａ→インナレースの合わせ面９ａ，９ｂ→第２テーパーローラ３という経路により油が供給される。この時、この経路を通ってきた油は、油溜まり１６に溜まる。これにより第２テーパーローラ３とインナレース９との接触面である転動面や端面が常に油に浸かった状態となることで、十分に潤滑される。このとき、第２テーパーローラ３はインプットシャフト７の軸線に対して公転すると共にテーパーローラ自身の軸線に対して自転しているため、第２テーパーローラ３が公転して最下部を通過する際に必ず端面が油に浸かり、テーパーローラが自転することにより、全体が潤滑される。図２には図１のボルト１４がない状態のＡ断面における油溜まり１６に油が溜まった様子を示す。
【００４１】
図３には、前記油溜まり１６の堰（油面）の高さについて示す。図３(イ)には最低条件として、最下部を通るテーパーローラ端面３ｂの一部が油に浸かる場合を示す。しかし、より十分な潤滑を考えると、図３(ロ)に示すように最下部を通るテーパーローラの端面３ｂの下側が全て油に浸かることが好ましい。このような条件でも十分な効果が得られるが、更に十分な条件として、図３(ハ)に示すように、インナレース９ｂと第２テーパーローラ３との接触面である端面３ｂが全て油に浸かることが最も好ましい。これは以下の理由による。
【００４２】
すなわち、第２テーパーローラ３の端面３ｂとインナレース９ｂとの接触面は、スラスト方向に力が掛かるのはもちろん、ラジアル方向の動きに対しても動きを規制するため、大きなトルクがかかる。よって十分な潤滑が必要とされるが、この接触端面への油の供給を考えると、油は遠心力により回転軸外方へ飛ばされる傾向にあり、十分な油量が供給されにくい為である。
【００４３】
また、スラストベアリング１９の潤滑については、従来の通り、キャリアに設けられた油孔から油が供給されると共に油溜まり１６からあふれ出た油も供給されるため、基本的な潤滑量は変わらない。
【００４４】
［実施の形態１の作用及び効果］
以上説明したように、本実施の形態１においては、インナレース９と第２テーパーローラ３との接触面である端面が全て油に浸かることが最も好ましい（請求項２に相当）。これは以下の理由による。
【００４５】
すなわち、第２テーパーローラ３の端面とインナレース９との接触面は、スラスト方向に力が掛かるのはもちろん、ラジアル方向の動きに対しても動きを規制するため、大きなトルクがかかる。よって十分な潤滑が必要とされるが、この接触端面への油の供給を考えると、油は遠心力により回転軸外方へ飛ばされる傾向にあり、十分な油量が供給されにくい為である。
【００４６】
また、前記ドラムサポート１１の内側円環状部であり、かつテーパーローラベアリング６とスラストベアリング１９の間に、凹部を設けることにより、油溜まり１６の容積を十分に確保でき、油溜まり１６内の油温の上昇を防止することができる（請求項３に相当）。
【００４７】
また、スラストベアリング１９のレース１５を内径方向に延長することによって堰を形成した（請求項１に相当）。よって、特別な構成の変更を加えることなく簡単に堰を形成することができ、これにより油溜まり１６を構成することが可能となる。これにより、回転軸に対してスラスト方向及びラジアル方向の両方に負荷のかかるテーパーローラベアリングを効率よく潤滑する事が出来る。特に、アウトプットギヤ１から離れた位置に存在する第２テーパーローラ３の端面とインナレース９及びアウタレース１０との接触面は、アウトプットギヤ１やリダクションギヤ２０による油の掻き上げによる潤滑が期待できないため、特に有効に作用することができる。
【００４８】
また、潤滑が十分に実行されることで、接触面等の温度上昇を抑制することが可能となり、これにより焼き付き防止や耐久性の向上を図ることができる。また、この潤滑による具体的効果を測温実験により示す。図４には、実施の形態１の拡大図を示す。この実施の形態１は図３(ロ)に相当するもので、最下部を通るローラの端面の下側が全て油に浸かっているものである。また、図５には、図４に示す▲１▼及び▲２▼の位置での測温実験結果を示す。実線は堰を形成する前の温度、点線は堰を形成後の温度である。尚、実験条件は入力回転数が６０００ｒｐｍであり、ライン圧最大時とする。
【００４９】
図５に示すように、堰形成前に比べて堰形成後は▲１▼では約２／３、▲２▼では約３／４程度低い油温で安定している。
【００５０】
よって、堰を形成し、油溜まり１６を設けることにより、最も負荷がかかるときでも第２テーパーローラ３の接触面、すなわち転動面３ａ、端面３ｂに十分な潤滑油が供給されることが実験結果より分かる。
【００５１】
（参考例）
図６には、参考例のテーパーローラベアリング潤滑構造の構成図を示す。基本的構成は実施の形態１とほとんど同じであるため、異なる点のみについて詳述する。
【００５２】
［構成の説明］
テーパーローラベアリング３６のアウタレース４０はアクスルケース（固定部材）に形成された隔壁４５に固定支持されている。この隔壁４５のテーパーローラベアリング３６を介したアウトプットギヤ３１の反対側には、堰４１がこの隔壁４５の内周部を延長する形で構成されている。この堰４１の高さは、テーパーローラベアリング端面の下部が浸かるよう形成されている。また、このテーパーローラベアリング３６と堰４１の間には、第４油路４７が設けられ、堰４１により構成された油溜まり４８に溜まった油は、第４油路４７を通って隔壁４５の端部に配置されたワンウェイクラッチ４６の潤滑を行うよう構成されている。
【００５３】
［潤滑工程］
基本的な潤滑工程は、インプットシャフト３７の軸心油路３７ａ→インプットシャフト３７の第１油路４２→中空軸の第２油路４３→アウトプットギヤ３１ボス部の第３油路４４を通って、第１及び第２テーパーローラ３３，３５へと油が供給されることにより潤滑される。
【００５４】
この油が、油溜まり４８に溜まることにより、第２テーパーローラ３３の転動面３３ａ及び端面３３ｂを潤滑する。
【００５５】
また、油溜まり４８に溜まった油は、第４油路４７を通って、ワンウェイクラッチ４６を潤滑する。
【００５６】
［参考例の作用及び効果］
以上説明したように、参考例においては、堰が非回転部材であるアクスルケースに固定された隔壁４５の端部に配置されたワンウェイクラッチ４６のインナレースの内径側の最下部が延長されることにより形成されているため、従来の部品の一部を延長するだけで、油溜まり４８を構成することが可能となり、十分な潤滑をすることができる。また、ワンウェイクラッチ４６のインナレースには、内径側と外径側とを連通する油路が形成されているため、油溜まりに溜まった油を、ワンウェイクラッチ４６に十分に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を表す全体構成図である。
【図２】実施の形態１のＡ断面を表す図である。
【図３】堰の高さによる油面の変化を表す図である。
【図４】実施の形態１の拡大断面図である。
【図５】実施の形態１の測温実験結果を表す図である。
【図６】参考例を表す全体構成図である。
【図７】従来の技術を表す図である。
【符号の説明】
１  アウトプットギヤ
２  第１テーパーローラ
３  第２テーパーローラ
４  スナップリング
５  保持器
６  テーパーローラベアリング
７  インプットシャフト
８  ブッシュ
９  インナレース
１０  アウタレース
１１  ドラムサポート
１２  ケース
１３  クラッチドラム
１４  ナット
１５  レース（堰）
１６  油溜まり
１７  ローラ
１８  保持器
１９  スラストベアリング
２０  リダクションギヤ
３１  アウトプットギヤ
３２  第１テーパーローラ
３３  第２テーパーローラ
３５  保持器
３６  テーパーローラベアリング
３７  インプットシャフト
３９  インナーレース
４０  アウタレース
４１  堰
４２  第１油路
４３  第２油路
４４  第３油路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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