JP2006170413A

JP2006170413A - はすば遊星減速機の軸受装置

Info

Publication number: JP2006170413A
Application number: JP2004367693A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Higuchi; 真行樋口
Original assignee: SEISA Gear Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Gearbox Co Ltd
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】はすば歯車同士が噛み合うことで生じるスラスト荷重に起因して、はすば遊星歯車に作用する回転モーメントにより軸受が受ける負荷を低減させる。
【解決手段】ケーシング７に設けたはすば内歯車５とケーシング７に回転自在に設けたはすば太陽歯車１との間に介在してこれらに噛み合う１個以上のはすば遊星歯車２の各々を軸支する遊星歯車軸３の両端部３ａ，３ｂと、遊星歯車軸３の両端部３ａ，３ｂを支持するキャリヤ４との間に軸受１２ａ，１２ｂを配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、はすば遊星減速機の軸受装置に係り、特にスラスト荷重によって回転モーメントが作用するはすば遊星歯車を備えたはすば遊星減速機の軸受装置に関する。

ポンプ、撹拌機、石炭ミル、圧縮機、航空機、風車等に用いられる動力伝達用の遊星減速機においては、振動及び騒音が大きいといった問題点があり、遊星減速機の低振動・低騒音化を図るために特許文献１には、太陽歯車、太陽歯車と噛み合う複数個の遊星歯車及び遊星歯車と噛み合う内歯車の各々をはすば歯車で構成したはすば遊星装置が開示されている。これによれば、歯車の噛み合い時に発生する衝撃振動を低減できて、装置全体の振動・騒音を低減することができる。

特開平９−５３６９０号公報

しかしながら、このようなはすば遊星減速機においては、はすば太陽歯車とはすば遊星歯車との間、及び、はすば遊星歯車とはすば内歯車との間に軸方向のスラスト荷重が発生することが知られている。これらスラスト荷重の方向は前者と後者で逆であるため、結果としてはすば遊星歯車に回転モーメントが発生する。この回転モーメントは、はすば遊星歯車を軸支する遊星歯車軸の軸受に作用するため、軸受が受ける負荷が大きくなり、軸受の寿命が短くなるという問題がある。

本発明の目的は、はすば歯車同士が噛み合うことで生じるスラスト荷重に起因して、はすば遊星歯車に作用する回転モーメントにより軸受が受ける負荷を低減可能なはすば遊星減速機の軸受装置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

本発明のはすば遊星減速機の軸受装置は、ケーシングに設けたはすば内歯車と前記ケーシングに回転自在に設けたはすば太陽歯車との間に介在してこれらに噛み合う１個以上のはすば遊星歯車の各々を軸支する遊星歯車軸と、該遊星歯車軸の両端部を支持するキャリヤと、前記遊星歯車軸の両端部と前記キャリヤとの間に配置された軸受と、を備えていることを特徴とする。

本発明によると、遊星歯車軸の軸方向に離間した両端部に配置された軸受で遊星歯車軸を支承しているため、はすば歯車の噛み合い回転によるスラスト荷重に起因して生じる回転モーメントが、はすば遊星歯車に作用することにより軸受が受ける負荷を、低減させることができる。更に、遊星歯車軸の軸方向に離間した両端部に配置された軸受ではすば遊星歯車をラジアル方向に支えるため、はすば遊星歯車の歯幅に関わらず、軸受の幅を自由に設計することができる。従って、軸受の設計自由度が増すため、はすば遊星減速機の用途に応じてはすば遊星減速機を設計することが可能になる。

本発明においては、前記軸受は、ニードルベアリング、ボールベアリング、ジャーナル軸受、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、及び、円錐ころ軸受のうちのいずれか１つであってよい。これによると、負担の大きさや回転速度の速さといった、軸受に要求される性能に応じてはすば遊星減速機の軸受装置に採用する軸受を決定してやることにより、はすば遊星減速機の軸受装置を好適なものとすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るはすば遊星減速機の軸受装置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はすば遊星減速機の構成を図１に基づいて説明し、併せて、本発明の実施の形態に係るはすば遊星減速機の軸受装置の構成を図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態の主要部であるはすば遊星減速機の断面図であり、図２は図１の要部Ａの拡大図であって、本実施の形態に係るはすば遊星減速機の軸受装置の説明図である。

図１において、はすば遊星減速機１０の円筒形のケーシング７の中心には、はすば太陽歯車１が回転自在に設けられている。また、ケーシング７には、はすば内歯車５がボルト等で固定されている。このようなケーシング７はボルト９によって図示しない相手装置に固定される。

はすば太陽歯車１は、入力軸６と一体となっており、複数個（３〜１０個）のはすば遊星歯車２（図では１個のみ図示）と噛み合っている。入力軸６は、ボールベアリング等からなる入力軸受８により軸支され、その一端にはカップリング等（図示せず）を介し電動機等の原動機（図示せず）が連結されている。なお、はすば太陽歯車１と入力軸６とは、別体となっていても良い。

複数個の遊星歯車２の各々は、遊星歯車軸３によって軸支されており、遊星歯車軸３のまわりを自転する。複数本の遊星歯車軸３は、周方向に等間隔で配置され、夫々がキャリヤ４によって支持されている。また、複数個のはすば遊星歯車２の各々は、はすば内歯車５と噛み合っており、はすば内歯車５とはすば太陽歯車１のまわりを公転する。

キャリヤ４は、中心に入力軸６が貫通する開口部を有する第１円板体４ａと、中心に出力軸１１がスプライン結合された第２円板体４ｂと、３本の遊星歯車軸３が配置されない位置で第１円板体４ａと第２円板体４ｂとを接続する橋体４ｃとで構成されており、遊星歯車軸３の端部３ａを第１円板体４ａが、遊星歯車軸３の他端部３ｂを第２円板体４ｂが、夫々支持している。なお、キャリヤ４は第１円板体４ａと第２円板体４ｂと橋体４ｃとが一体に形成されていてもよい。また、キャリヤ４の第２円板体４ｂと出力軸１１との結合はスプライン結合に限定されず、カップリング等であってもよい。

出力軸１１はカップリング等（図示せず）を介して相手装置の入力軸に接続している。なお、出力軸１１は相手装置の入力軸であってもよい。

図２において、遊星歯車軸３の端部３ａとキャリヤ４の第１円板体４ａとの間、及び、遊星歯車軸３の他端部３ｂとキャリヤ４の第２円板体４ｂとの間には、ニードルベアリングからなる軸受１２ａ，１２ｂが夫々設けられている。本実施の形態に係るはすば遊星減速機の軸受装置２０は、キャリヤ４、複数本の遊星歯車軸３、複数組の軸受１２ａ，１２ｂによって構成されている。

このように、軸受１２ａ，１２ｂが遊星歯車軸３の軸方向に離間した端部３ａと他端部３ｂに夫々配置されて、遊星歯車軸３を支承しているため、はすば歯車の噛み合い回転によるスラスト荷重に起因してはすば遊星歯車２に作用する回転モーメントは、低減される。従って、軸受１２ａ，１２ｂが受ける負荷を低減させることができる。

更に、遊星歯車軸の軸方向に離間した両端部に配置された軸受ではすば遊星歯車２をラジアル方向に支えるため、はすば遊星歯車２の歯幅に関わらず、軸受１２ａ，１２ｂの幅を自由に設計することができる。従って、軸受１２ａ，１２ｂの設計自由度が増すため、はすば遊星減速機１０の用途に応じてはすば遊星減速機１０を設計することが可能になる。

即ち、軸受１２ａ，１２ｂの幅を従来と同等に設計すれば、軸受１２ａ，１２ｂへの負担が低減している分、軸受１２ａ，１２ｂを長寿命化することができる。また、軸受１２ａ，１２ｂの寿命を従来と同等に設計すれば、軸受１２ａ，１２ｂを小型化することができてコストダウンを図ることができる。加えて、軸受１２ａ，１２ｂへの負担を従来と同等にすれば、はすばのねじれ角を大きく設計することができるため、はすば遊星歯車２とはすば内歯車５及びはすば太陽歯車１との噛み合い率を上昇させることができて、低騒音化を図ることができる。

なお、軸受１２ａ，１２ｂはニードルベアリングに限定されず、ボールベアリング、ジャーナル軸受、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等であってもよく、負荷の大きさや回転速度の速さといった、軸受１２ａ，１２ｂに要求される性能に応じてはすば遊星減速機１０の軸受装置２０に採用する軸受１２ａ，１２ｂを決定してやればよい。

次に、上記の構成におけるはすば遊星減速機の作動について図１を用いて説明する。

電動機によりカップリング等を介してはすば太陽歯車１を回転駆動すると、はすば太陽歯車１が複数のはすば遊星歯車２と噛み合い、はすば遊星歯車２の各々が、はすば太陽歯車１の歯数とはすば遊星歯車２の歯数により設定される減速比で回転駆動される。これにより、はすば遊星歯車２の各々がはすば内歯車５と噛み合うが、はすば内歯車５は固定されているので、はすば遊星歯車２の各々は、はすば太陽歯車１のまわりを公転する。その結果、キャリヤ４に結合する出力軸１１が減速回転し、相手装置が駆動される。

以上のように、本実施の形態のはすば遊星減速機の軸受装置は、遊星歯車軸の軸方向に離間した両端部に配置された軸受で遊星歯車軸を支承する構成にされている。これにより、はすば歯車の噛み合い回転によるスラスト荷重に起因して生じる回転モーメントが、はすば遊星歯車に作用することにより軸受が受ける負荷を、低減させることができる。更に、遊星歯車軸の軸方向に離間した両端部に配置された軸受ではすば遊星歯車をラジアル方向に支えるため、はすば遊星歯車の歯幅に関わらず、軸受の幅を自由に設計することができる。従って、軸受の設計自由度が増すため、はすば遊星減速機の用途に応じてはすば遊星減速機を設計することが可能になる。

また、負荷の大きさや回転速度の速さといった、軸受に要求される性能に応じてはすば遊星減速機の軸受装置に採用する軸受をニードルベアリング、ボールベアリング、ジャーナル軸受、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等の中から選択・決定してやることにより、はすば遊星減速機の軸受装置を好適なものとすることができる。

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、本実施の形態で説明したはすば遊星減速機１０においては、はすば内歯車５はその回転が固定されており、はすば太陽歯車１を入力側として、はすば遊星歯車２の公転、すなわちキャリヤ４の回転を出力側としていたが、その逆にキャリヤ４を入力側として、はすば太陽歯車１を出力側とする増速機として使用する構成であっても良い。

また、キャリヤ４を固定、すなわち遊星歯車２は自転のみ行ない公転を行なわない構成として、はすば太陽歯車１を入力側とし、これに噛み合うはすば遊星歯車２を自転させて、はすば内歯車５をはすば太陽歯車１とは反対方向に回転する出力側とする減速機としても、逆にはすば内歯車５を入力側として、はすば太陽歯車１をはすば内歯車５とは反対方向に回転させる増速機としてもよい。

はすば歯車同士の噛み合い回転により双方向のスラスト荷重が発生して、回転モーメントが作用しているはすば歯車の軸を支承することが不可欠な用途にも適用できる。

本実施の形態の主要部であるはすば遊星減速機の断面図である。図１の要部Ａの拡大図であって、本実施の形態に係るはすば遊星減速機の軸受装置の説明図である。

符号の説明

１はすば太陽歯車
２はすば遊星歯車
３遊星歯車軸
３ａ端部
３ｂ他端部
４キャリヤ
４ａ第１円板体
４ｂ第２円板体
４ｃ橋体
５はすば内歯車
６入力軸
７ケーシング
８入力軸受
９ボルト
１０はすば遊星減速機
１１出力軸
１２ａ，１２ｂ軸受
２０はすば遊星減速機の軸受装置

Claims

ケーシングに設けたはすば内歯車と前記ケーシングに回転自在に設けたはすば太陽歯車との間に介在してこれらに噛み合う１個以上のはすば遊星歯車の各々を軸支する遊星歯車軸と、
該遊星歯車軸の両端部を支持するキャリヤと、
前記遊星歯車軸の両端部と前記キャリヤとの間に配置された軸受と、
を備えていることを特徴とするはすば遊星減速機の軸受装置。
前記軸受は、ニードルベアリング、ボールベアリング、ジャーナル軸受、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、及び、円錐ころ軸受のうちのいずれか１つである請求項１に記載のはすば遊星減速機の軸受装置。