JP2006170403A - スラストカラー用バックアップリング - Google Patents

Abstract

【課題】スラストカラーをピニオン軸から抜けにくくする。
【解決手段】ケーシング内に、はす歯ギヤ及びはす歯ギヤに噛合する複数のはす歯ピニオンを収容し、ピニオン軸によって軸支されたはす歯ピニオンの両側に、その内側側面が、軸支されたはす歯ピニオンの側面に当接し、はす歯ギヤの側面に摺接するスラストカラーを配置した増速機のスラストカラーの外側側面に、バックアップリングを当接配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スラストカラー用バックアップリングに係り、特にスラストカラーが用いられる高速用増速機のスラストカラー用バックアップリングに関する。

特許文献１に開示されているコンプレッサー用の、はす歯ギヤに噛み合って高速度で回転されるはす歯ピニオンを備えた増速機においては、はす歯ピニオンの両側にスラストカラーが配置されており、このスラストカラーの内側側面が、はす歯ピニオンの側面に当接するとともに、はす歯ギヤの側面に摺接して、はす歯ピニオンの軸方向への移動を抑制している。

特開平５−９９２８２号公報

しかしながら、はす歯ギヤとはす歯ピニオンとの噛み合い回転によって、はす歯ギヤ及びはす歯ピニオンに作用する軸方向のスラスト荷重や、はす歯ピニオンの高速度の回転に起因する遠心力が、スラストカラーに負荷されているため、スラストカラーがピニオン軸から抜けてしまうという問題がある。

本発明の目的は、スラストカラーをピニオン軸から抜けにくくするスラストカラー用バックアップリングを提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明のスラストカラー用バックアップリングは、ケーシング内に収容されたはす歯ギヤ及び該はす歯ギヤに噛合する複数のはす歯ピニオンと、前記はす歯ギヤを軸支するギヤ軸と、前記複数のはす歯ピニオンの各々を軸支する複数のピニオン軸と、前記複数のピニオン軸の各々に嵌め込まれて、軸支されたはす歯ピニオンの両側に配置され、その内側側面が、前記軸支されたはす歯ピニオンの側面に当接し、前記はす歯ギヤの側面に摺接するスラストカラーと、前記ケーシングに設けられて、前記ギヤ軸及び前記複数のピニオン軸の各々を支承する複数の軸受と、を備えた増速機の前記複数のピニオン軸の各々に嵌め込まれて、前記スラストカラーの外側側面に当接配置されたバックアップリングを備える。

本発明によると、はす歯歯車の噛み合い回転によるスラスト荷重や、はす歯ピニオンの高速度の回転に起因する遠心力が負荷されるスラストカラーの両側に当接配置されたバックアップリングが、スラストカラーをピニオン軸の軸方向外方から支持するため、スラストカラーがピニオン軸から抜けにくくなる。

本発明においては、前記バックアップリングが、前記スラストカラーの双方に当接配置されていてよい。これによると、互いに異なる軸方向のスラスト荷重が負荷される２つのスラストカラーを夫々支持することで、２つのスラストカラーの各々はピニオン軸から抜けにくくなる。

本発明においては、前記バックアップリングが、焼嵌めにより前記ピニオン軸に嵌め込まれていてよい。これによると、バックアップリングとピニオン軸との嵌合を強固なものにできる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るスラストカラー用バックアップリングの実施の形態について説明する。

まず、本発明の実施の形態の主要部である増速機の構成を図１に基づいて説明し、併せて本発明の実施の形態に係るスラストカラー用バックアップリングについて図２に基づいて説明する。図１は増速機の断面図である。図２は図１の要部Ａの拡大図である。

増速機２０のケーシング１内中央には、はす歯ギヤ６が配置され、このはす歯ギヤ６に噛み合う複数のはす歯ピニオン８がケーシング１内に収容されて、はす歯ギヤ６の周方向に等間隔に配置されている（図１においては２つのはす歯ピニオン８が図示されているが、２つ以上であってよい。）。はす歯ピニオン８の歯幅は、はす歯ギヤ６の歯幅と同じ幅にされている。

はす歯ギヤ６は、ギヤ軸５に焼嵌めによって固定されている。このギヤ軸５は、ケーシング１に設けられたスラスト軸受３とジャーナル軸受４ａにより支承され、その一端に図示しない駆動装置が接続されている。ギヤ軸５は、スラスト軸受３により、軸方向の移動が抑制されている。

複数のはす歯ピニオン８の各々は、ピニオン軸７により軸支されている。複数のピニオン軸７の各々は、ケーシング１に設けられた一対のメタル軸受４ｂにより支承されている。これらピニオン軸７の駆動装置側とは反対側の端部には、遠心圧縮機２の羽根車１０が接続されている。

スラストカラー９は、複数のピニオン軸７の各々に嵌め込まれて、はす歯ピニオン８の両側に配置されている。スラストカラー９は、ピン及び焼嵌めによってピニオン軸７に固定され、その内側側面は、はす歯ピニオン８の側面に当接するとともに、はす歯ギヤ６の側面に摺接している。

バックアップリング１１は、複数のピニオン軸７の各々に嵌め込まれて、２つのスラストカラー９の各々の外側側面に当接配置され、焼嵌めによってピニオン軸７に固定されている。焼嵌めを行うことにより、バックアップリング１１とピニオン軸７との嵌合は強固なものになっている。バックアップリング１１は、その外径・幅がスラストカラー９の外形・幅よりも小さく、スラストカラー９よりも軽量である。なお、このバックアップリング１１を形成する金属の材質は、スラストカラー９を形成する金属の材質と同じであっても、異なっていても良い。

はす歯ピニオン８、ピニオン軸７、スラストカラー９、バックアップリング１１の構成を、図２を用いて詳しく説明する。

２つのスラストカラー９の各々は、焼嵌め面９ａでピニオン軸７に嵌っており、その内側側面９ｂは、はす歯ピニオン８の側面８ａに当接しているとともに、はす歯ギヤ６の側面６ａに摺接している。スラストカラー９の内側側面９ｂには、浸炭焼入れによる表面処理が施されており、これによって内側側面９ｂの耐摩耗性が向上されている。

また、図面両側のスラストカラー９，９のどちらか一方は、はす歯ギヤ６とはす歯ピニオン８との噛み合いにより、または、羽根車１０の回転により、スラスト荷重を受けている。即ち、はす歯ピニオン８に矢印Ｂ方向のスラスト荷重がかかっている場合には、スラストカラー９，９と共に矢印Ｂ方向にスライドしようとするはす歯ピニオン８によって、はす歯ギヤ６に摺接する図面右方のスラストカラー９が、スラスト荷重を受けており、はす歯ピニオン８に矢印Ｃ方向のスラスト荷重がかかっている場合には、スラストカラー９，９と共に矢印Ｃ方向にスライドしようとするはす歯ピニオン８によって、はす歯ギヤ６に摺接する図面左方のスラストカラー９が、スラスト荷重を受けている。

２つのバックアップリング１１の各々は、焼嵌め面１１ａでピニオン軸７に嵌っており、その内側側面１１ｂは、スラストカラー９の外側側面９ｃに当接している。本実施の形態に係るスラストカラー用バックアップリングは、このような２つのバックアップリング１１からなる。

このように、スラストカラー９の内側側面９ｂが、はす歯ギヤ６の側面６ａに摺接し、はす歯ピニオン８の側面８ａに当接しているため、はす歯ギヤ６と、はす歯ピニオン８との噛み合いにより、矢印Ｂ方向のスラスト荷重が右方のスラストカラー９に、或いは、矢印Ｃ方向のスラスト荷重が左方のスラストカラー９に、負荷されても、バックアップリング１１が、スラストカラー９の外側側面９ｃに当接配置されていることにより、これらスラスト荷重は、スラストカラー９の焼嵌め面９ａ及びバックアップリング１１の焼嵌め面１１ａによるピニオン軸７への嵌合力（摩擦力）によって、抑止される。よって、スラストカラー９は、ピニオン軸７から容易に抜けることはなく、はす歯ピニオン８の軸方向への移動は抑制される。

また、はす歯ピニオン８の高速度の回転に起因する遠心力が、スラストカラー９及びバックアップリング１１に発生するが、スラストカラー９とバックアップリング１１とが別体であるため、発生する遠心力は個々に小さい。また、バックアップリング１１は、その外径・幅が、スラストカラー９の外径・幅よりも小さく、スラストカラー９よりも軽量であるため、遠心力による影響が少ない。よって、幅広で質量の大きなスラストカラー単体を用いるよりも、別体で、且つ、スラストカラー９よりも軽量・小型のバックアップリング１１を、スラストカラー９と併用した方が、抑止力が大きい。

次に、上記の構成における増速機の作動について図１を用いて説明する。

ギヤ軸５から動力が入力されると、はす歯ギヤ６が、その側面をスラストカラー９に摺接させながら回転駆動し、はす歯ギヤ６に噛み合う４つのはす歯ピニオン８が、はす歯ギヤ６の歯数とはす歯ピニオン８の歯数とで設定される増速比で高速回転される。

ピニオン軸７の端部に接続された、遠心圧縮機２の羽根車１０は、はす歯ピニオン８の回転による動力を受けて高速回転する。このような遠心圧縮機２は、天然ガスの冷却液化、肥料などのアンモニア合成、ガソリンなどの石油精製等の用途に使用される。

以上のように、本実施の形態のスラストカラー用バックアップリングは、内側側面９ｂが、はす歯ピニオン８の側面８ａに当接し、はす歯ギヤ６の側面６ａに摺接する２つのスラストカラー９の各々の外側側面９ｃに当接配置された、２つのバックアップリング１１から構成されている。これにより、はす歯歯車の噛み合い回転によるスラスト荷重や、はす歯ピニオン８の高速度の回転に起因する遠心力が負荷されるスラストカラー９を、バックアップリング１１がピニオン軸７の軸方向外方から支持するため、スラストカラー９はピニオン軸７から抜けにくくなる。

また、バックアップリング１１が、焼嵌めによりピニオン軸７に嵌め込まれた構成にされているため、バックアップリング１１とピニオン軸７との嵌合を強固なものにできる。

また、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。即ち、バックアップリングは、スラストカラーの双方を夫々支持するように、１本のピニオン軸に２つずつ設けられていなくともよい。この場合、２つのスラストカラーのうち、バックアップリングで支持された方は、ピニオン軸から抜けにくくなる。

また、バックアップリングは、焼嵌めによってピニオン軸に嵌め込まれていなくてもよい。即ち、別の嵌合方法により、バックアップリングとピニオン軸とを嵌合させても良い。

回転するはす歯ピニオンの軸方向への移動をスラストカラーで抑制することが不可欠な用途にも適用できる。

増速機の断面図である。 図１の要部Ａの拡大図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 遠心圧縮機
３ スラスト軸受
４ａ ジャーナル軸受
４ｂ メタル軸受
５ ギヤ軸
６ はす歯ギヤ
６ａ 側面
７ ピニオン軸
８ はす歯ピニオン
８ａ 側面
９ スラストカラー
９ａ 焼嵌め面
９ｂ 内側側面
９ｃ 外側側面
１０ 羽根車
１１ バックアップリング
１１ａ 焼嵌め面
１１ｂ 内側側面
２０ 増速機

Claims (3)

1. ケーシング内に収容されたはす歯ギヤ及び該はす歯ギヤに噛合する複数のはす歯ピニオンと、
   前記はす歯ギヤを軸支するギヤ軸と、
   前記複数のはす歯ピニオンの各々を軸支する複数のピニオン軸と、
   前記複数のピニオン軸の各々に嵌め込まれて、軸支されたはす歯ピニオンの両側に配置され、その内側側面が、前記軸支されたはす歯ピニオンの側面に当接し、前記はす歯ギヤの側面に摺接するスラストカラーと、
   前記ケーシングに設けられて、前記ギヤ軸及び前記複数のピニオン軸の各々を支承する複数の軸受と、
   を備えた増速機の前記複数のピニオン軸の各々に嵌め込まれて、前記スラストカラーの外側側面に当接配置されたバックアップリングを備えたスラストカラー用バックアップリング。
2. 前記バックアップリングが、前記スラストカラーの双方に当接配置されている請求項１に記載のスラストカラー用バックアップリング。
3. 前記バックアップリングが、焼嵌めにより前記ピニオン軸に嵌め込まれている請求項１又は２に記載のスラストカラー用バックアップリング。
   
   

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