JP5458795B2 - 歯車機構の軸受装置 - Google Patents
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Description
このような遊星歯車機構において、スラスト荷重を考慮して、キャリアの歯車支持部と歯車の端面との間にスラスト滑り軸受が配設された構造のものがある。
また、トルク損失を軽減して動力の伝達効率を向上させるために、歯車支持部と歯車の端面との間に、滑り軸受に換えてスラストころ軸受が配設された構造の軸受装置が知られている(例えば特許文献1を参照)。
また、遊星歯車機構以外の歯車機構において、中心軸の外周にラジアルころ軸受をによって歯車が回転可能に支持され、この歯車の端面と相手側部材(中心軸と一体のフランジ)との間にスラストころ軸受が配設された構造の歯車機構の軸受装置が知られている(例えば特許文献2を参照)。
このため、スラストころ軸受を採用した場合にはスラスト滑り軸受と比較して軸方向の長さが長くなる。
また、特許文献2においても同様である。
そこで、歯車の端面を軌道面として一方の軌道輪部材を廃止することによって、スラストころ軸受の軸方向の長さを一方の軌道輪部材の板厚に相当する分だけ短くすることが考えられる。
しかしながら、一方の軌道輪部材を廃止して歯車の端面を軌道面とすると、ラジアルころ軸受の保持器と、スラストころ軸受の保持器とが相互に干渉して損傷されることが想定される。
前記スラストころ軸受は、前記歯車支持部側に配設された軌道輪部材と、
前記歯車の端面を軌道面とし、この軌道面と、これに対向する前記軌道輪部材の軌道面との間に転動可能に配設された複数のころと、
前記複数のころを保持する保持器とを備え、
前記軌道輪部材の内径側部分には、前記スラストころ軸受の保持器と前記ラジアルころ軸受の保持器との干渉を避けるガイド体が配設され、
前記ガイド体は、前記スラストころ軸受の保持器の内径面をガイドする第1ガイド面を外周面に有し、前記ラジアルころ軸受の保持器の軸方向端面をガイドする第2ガイド面を端面に有し、
前記第1ガイド面と前記第2ガイド面との境界部分には、半径方向外方へ突出して前記スラストころ軸受の保持器の一側面に接触可能で前記保持器の軸方向への移動を規制する規制突部が形成され、
前記軌道輪部材と前記ガイド体とは、一枚の鋼板がプレス加工されることで一体連続状に形成され、
前記一枚の鋼板に複数の前記規制突部を形成するための複数の切込孔を形成した後、前記鋼板がプレス加工されることで、前記軌道輪部材が形成されると同時に、その軌道輪部材の内径縁から軸方向へ筒状に突出されかつ外周面を前記第1ガイド面とする筒状部と、この筒状部の端縁から中心側へ向けて環状に曲げられかつ一側面を前記第2ガイド面とする環状部とを有する前記ガイド体が形成されると共に、前記切込孔の部分に前記環状部と同一面をなして連続する前記規制突部が形成されることを特徴とする。
また、歯車支持部側に配設された軌道輪部材の内径側部分に配設したガイド体によって、スラストころ軸受の保持器とラジアルころ軸受の保持器との干渉を避けることで、これら両保持器の干渉による損傷を防止することができる。
すなわち、規制突部が形成されない場合、ラストころ軸受の保持器の軸方向の寸法よりも大きい隙間が発生すると、この隙間にスラストころ軸受の保持器が不測に侵入してラジアルころ軸受の保持器と干渉することが想定されるが、前記したように、スラストころ軸受の保持器の軸方向への移動を規制することことで、スラストころ軸受の保持器が前記隙間に侵入してラジアルころ軸受の保持器と干渉することを回避することができる。
図1に示すように、自動車のオートマチックトランスミッションに採用される遊星歯車機構(この発明の歯車機構に相当する)1は、周知のように、太陽歯車2、リングギヤ3、複数(図1では3つ)の遊星歯車(この発明の歯車に相当する)10、及びキャリア5を備えて構成される。
図2に示すように、キャリア5には、軸方向に所定間隔を保って歯車支持部6が形成され、これら両歯車支持部6の間に、遊星歯車10が中心軸8を中心として回転可能に組み付けられている。
このラジアルころ軸受20は、遊星歯車10の中心孔11の内周面を外輪軌道面とし、中心軸8の外周面を内輪軌道として、これら両者間の環状の隙間に組み込まれた複数のころ(針状ころも含む)21と、これら複数のころ21を転動可能に保持する保持器22とを備えている。
また、保持器22は、軸方向に所定間隔を隔てる両環状部23と、これら両環状部23を連結すると共に、複数のころ21をそれぞれ個別に収納する複数のポケットを区画形成する複数の柱部26とを一体に備えている。
そして、遊星歯車10は、太陽歯車2とリングギヤ3との相互に噛み合った状態で、中心軸8回りに自転しながら太陽歯車2回りに公転するようになっている。
また、保持器22の両径方向折曲部24が遊星歯車10の両端面からはみ出すことがないように、保持器22の軸方向の長さ寸法が、遊星歯車10の軸方向の軸方向の長さ寸法よりも適宜に小さく設定されている。
スラストころ軸受30の保持器32は、径方向に所定間隔を隔てる内径側環状部33及び外径側環状部34と、これら内・外径の環状部33、34を連結すると共に、複数のころ(針状ころも含む)31をそれぞれ個別に収納する複数のポケットを区画形成する複数の柱部36とを一体に備えている。
すなわち、プレス加工によって一枚の鋼板から軌道輪部材40が形成されると同時に、軌道輪部材40の内径縁から軸方向へ筒状に突出されかつ外周面を第1ガイド面55とする外径側筒状部51と、この外径側筒状部51の端縁から中心側へ向けて環状に曲げられかつ一側面を第2ガイド面56とする環状部53と、この環状部53の内径端から軸方向に折返し状をなして円筒状に曲げ形成され、かつ中心軸8の外周面に嵌挿される内径側筒状部52とを有するガイド体50が形成される。
この実施例1において、図4に示すように、規制突部57は、周方向に所定角度を隔てた複数箇所(図4では4箇所)にそれぞれ形成されている。これら複数の規制突部57は、例えば、ガイド体50の第1ガイド面55と第2ガイド面56との境界部分をかしめポンチによるかしめ加工によって半径方向外方へ突出させることによって容易に形成される。
したがって、スラストころ軸受30において、二枚の軌道輪部材を配設する場合と比較して遊星歯車10の端面を軌道面12として一方の軌道輪部材を廃止することによって、廃止した軌道輪部材の板厚に相当する分だけ軸方向の長さを短くすることができる。
また、キャリア5の歯車支持部6側に配設された軌道輪部材40の内径側部分に配設したガイド体50によって、スラストころ軸受30の保持器32とラジアルころ軸受20の保持器22との相互の干渉を避けることができるため、これら両保持器22、32の干渉による損傷を防止することができる。
すなわち、規制突部57が形成されない場合、遊星歯車10の端面の軌道面12とガイド体50の第2ガイド面56との間に、スラストころ軸受30の保持器32の軸方向の寸法よりも大きい隙間が発生すると、この隙間に保持器32が不測に侵入してラジアルころ軸受20の保持器22と干渉することが想定されるが、前記したように、スラストころ軸受30の保持器32の軸方向への移動を規制することことで、スラストころ軸受30の保持器32が前記隙間に侵入してラジアルころ軸受20の保持器22と干渉することを回避することができる。
さらに、一枚の鋼板をプレス加工することで軌道輪部材40とガイド体50とを一体連続状に形成することによって、部品点数や組付工数を削減してコスト低減を図ることができる。
この実施例2においても、実施例1と同様にして、プレス加工によって一枚の鋼板から軌道輪部材140が形成されると同時に、第1ガイド面155とする外径側筒状部151と、一側面を第2ガイド面156とする環状部153と、内径側筒状部152とを有するガイド体150が形成される。
特に、この実施例2においては、ガイド体150の第1ガイド面155と第2ガイド面156との境界部分の周方向の複数箇所(図6では4箇所)に、規制突部157をそれぞれ形成するための切込孔158が形成され、この切込孔158の部分において、半径方向外方へ折返し状に曲げ加工されることで、複数の規制突部157が形成される。
また、切込孔158は軌道輪部材140とガイド体150とをプレス加工する前に形成してもよい。
また、軌道輪部材140とガイド体150とをプレス加工した後、切込孔158を形成して規制突部157を曲げ加工することも可能である。
この実施例2のその他の構成は実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
したがって、この実施例2においても実施例1と同様の作用効果を奏する。
この実施例3においては、先ず、図9に示すように、一枚の鋼板240aに、ガイド体250の第1ガイド面255と第2ガイド面256との境界部分に対応する部分の周方向に所定間隔を隔てて複数の規制突部257を形成するための複数のコ字状切込孔258が形成される。
次に、図7と図8に示すように、鋼板240aがプレス加工されることで、軌道輪部材240が形成されると同時に、その軌道輪部材240の内径縁から軸方向へ筒状に突出されかつ外周面を第1ガイド面255とする外径側筒状部251と、この外径側筒状部251の端縁から中心側へ向けて環状に曲げられかつ一側面を第2ガイド面256とする環状部253と、内径側筒状部252とを有するガイド体250が形成される。これと同時に、各切込孔258の部分に環状部253と同一面をなして連続する規制突部257が形成される。
この実施例3のその他の構成は実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
特に、この実施例3においては、複数の規制突部257を形成するための複数のコ字状の切込孔258を形成した一枚の鋼板240をプレス加工することで、軌道輪部材240と、第1、第2の両ガイド面255、256を有するガイド体250と規制突部257とを同時に形成することができ、生産性やコスト低減を効率よく向上させることができる。
この実施例4においては、一つの鋼材から切削加工や鍛造加工等によって軌道輪部材340を構成する薄肉部分と、ガイド体350を構成する厚肉部分とが一体連続状に形成された1部品によって構成されている。
また、ガイド体350は、実施例1と同様にして第1ガイド面355を外周面に有し、第2ガイド面356を端面に有している。さらに、第1ガイド面355と第2ガイド面356との境界部分には、単数又は複数の規制突部357が形成されている。
図11に示すように、規制突部357は、周方向に所定角度を隔てた複数箇所(図11では4箇所)にかしめポンチによるかしめ加工によって半径方向外方へ突出させることによって容易に形成される。
また、図12に示すように、規制突部357aは、ガイド体350の第1ガイド面355と第2ガイド面356との境界部分が半径方向外方へ環状に突出されることによっても形成することができる。
この実施例4のその他の構成は実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
この実施例5において、軌道輪部材440とガイド体450は、軌道輪部材440を構成する薄肉部品と、ガイド体550を構成する厚肉部品との2部品が一体状に結合されて構成されている。
すなわち、この実施例5において、薄肉部品によって構成される軌道輪部材440の内周面に、厚肉部品によって構成されるガイド体550の外周面が圧入等によって固定されることで、軌道輪部材440とガイド体450とが一体状に結合されている。
また、ガイド体450は、実施例1と同様にして第1ガイド面455を外周面に有し、第2ガイド面456を端面に有している。さらに、第1ガイド面455と第2ガイド面456との境界部分には、実施例4と同様にして単数又は複数の規制突部457(457a)が形成されている。
この実施例5のその他の構成は実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
この実施例6においては、ガイド体550が第1ガイド面555を有する第1ガイド構成部555aと、第2ガイド面556を有する第2ガイド構成部556aとの二部品によって構成されている。
また、第1ガイド構成部555aは、軌道輪部材540の内径側部分が筒状にプレス加工されることで軌道輪部材540と一体連続状に形成されている。
また、第2ガイド構成部556aは、第1ガイド構成部555aの筒内に圧入固定されて一体化されている。
また、第1ガイド構成部555aと第2ガイド構成部556aとの一方、図14では第1ガイド構成部555aには、第1ガイド面555と第2ガイド面556との境界部に位置して半径方向外方へ突出された単数又は複数の規制突部557が形成されている。
この実施例5のその他の構成は実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
この実施例7においては、軌道輪部材640の内径側部分が遊星歯車10の中心軸8の外周面近傍まで延長され、この延長部分645の内径端に中心軸8に嵌合する筒状部646がプレス加工によって一体連続状に形成されている。
そして、軌道輪部材640の筒状部646の外周面に、ガイド体650が圧入固定されて一体化されている。
このガイド体650の外周面には、第1ガイド面655が形成され、ガイド体650の端面(側面)には第2ガイド面656が形成されている。
また、ガイド体650の第1ガイド面655と第2ガイド面656との境界部分には、半径方向外方へ突出する単数又は複数の規制突部657が形成されている。
例えば、前記実施例1〜7においては、ガイド体60(160、260・・・)の第1ガイド面55(155、255・・・)と第2ガイド面56(156、265・・・)との境界部分には、半径方向外方へ突出する単数又は複数の規制突部57(157、257・・・)が形成される場合を例示したが、規制突部57(157、257・・・)は必要に応じて形成すればよく、規制突部57(157、257・・・)がない場合においてもこの発明を実施することができる。
また、ガイド体60(160、260・・・)に、第1ガイド面55(155、255・・・)と、第2ガイド面56(156、265・・・)とのうち、少なくとも一方のガイド面を形成することによって、スラストころ軸受30の保持器32とラジアルころ軸受20の保持器22との相互の干渉を避けることが可能である。
また、遊星歯車機構以外の歯車機構に対してもこの発明の軸受装置を採用することが可能である。
5 キャリア
6 歯車支持部
10 遊星歯車(歯車)
20 ラジアルころ軸受
21 ころ
22 保持器
30 スラストころ軸受
31 ころ
32 保持器
40、140、240・・・ 軌道輪部材
50、150、250・・・ ガイド体
55、155、255・・・ 第1ガイド面
56、156、256・・・ 第2ガイド面
57、157、257・・・ 規制突部
Claims (1)
- 歯車機構のキャリアに所定間隔を保って配置された両歯車支持部の間に、歯車が中心軸を中心として回転可能に組み付けられ、前記歯車の中心孔と、前記中心軸の外周面との間に、ラジアルころ軸受が配設され、前記歯車支持部と、前記歯車の端面の間に、スラストころ軸受が配設された歯車機構の軸受装置であって、
前記スラストころ軸受は、前記歯車支持部側に配設された軌道輪部材と、
前記歯車の端面を軌道面とし、この軌道面と、これに対向する前記軌道輪部材の軌道面との間に転動可能に配設された複数のころと、
前記複数のころを保持する保持器とを備え、
前記軌道輪部材の内径側部分には、前記スラストころ軸受の保持器と前記ラジアルころ軸受の保持器との干渉を避けるガイド体が配設され、
前記ガイド体は、前記スラストころ軸受の保持器の内径面をガイドする第1ガイド面を外周面に有し、前記ラジアルころ軸受の保持器の軸方向端面をガイドする第2ガイド面を端面に有し、
前記第1ガイド面と前記第2ガイド面との境界部分には、半径方向外方へ突出して前記スラストころ軸受の保持器の一側面に接触可能で前記保持器の軸方向への移動を規制する規制突部が形成され、
前記軌道輪部材と前記ガイド体とは、一枚の鋼板がプレス加工されることで一体連続状に形成され、
前記一枚の鋼板に複数の前記規制突部を形成するための複数の切込孔を形成した後、前記鋼板がプレス加工されることで、前記軌道輪部材が形成されると同時に、その軌道輪部材の内径縁から軸方向へ筒状に突出されかつ外周面を前記第1ガイド面とする筒状部と、この筒状部の端縁から中心側へ向けて環状に曲げられかつ一側面を前記第2ガイド面とする環状部とを有する前記ガイド体が形成されると共に、前記切込孔の部分に前記環状部と同一面をなして連続する前記規制突部が形成されることを特徴とする歯車機構の軸受装置。
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