JP2009162311A - 軸受部材の分割構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のシャフトの軸間距離を短くして装置全体の小型化を図るとともに、動力伝達機構の組立スペースを最小限とすることが可能な軸受部材の分割構造を提供する。
【解決手段】ケージ２２の分割構造２０は、シャフト１３，１４やギア１３ａ等を含むトランスミッション１０を内包するケース部１１の一部に取り付けられたケージ２２が分割される構造であって、ギア１３ａに対して近接配置される凹部となる円筒部２２ｃａを含む第１部２２ｃと、第１部２２ｃに対して軸方向において分割可能な状態で取り付けられる第２部２２ｂと、を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、トランスミッション等の動力伝達機構を内包するケース部に取り付けられる軸受部材の分割構造に関する。

従来より、建設機械等の車両に搭載される変速機（トランスミッション）は、入力軸から出力軸に対して回転駆動力を伝達する歯車や軸受等を潤滑するためのオイルが貯留されたケース内に収容されている。

例えば、特許文献１には、ギアの咬み合いによって動力を伝達する多数の伝導軸をケース壁間に軸架したミッションケースの軸受構造について開示されている。
ここでは、ミッションケースに対して着脱可能な延長軸受において伝導軸の端部を軸支し、この延長軸受の凹入部において隣接する別の伝導軸のギアを配置している。これにより、各伝導軸の軸間距離を短縮してミッションケースの小型化を図っている。
特開平２−２６１９５４号公報（平成２年１０月２４日公開）

しかしながら、上記従来のミッションケースの軸受構造では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたミッションケースの軸受構造では、軸受部材の凹部にギアが入り込むように組み立てる必要がある。このため、組み立て時の各部材の組立順によっては、シャフトとギアに対してシャフトの軸方向に交差する方向において軸受部材を移動させる等によって、組立スペースが拡大してしまうおそれがある。

本発明の課題は、複数のシャフトの軸間距離を短くして装置全体の小型化を図るとともに、動力伝達機構の組立スペースを最小限とすることが可能な軸受部材の分割構造を提供することにある。

第１の発明に係る軸受部材の分割構造は、複数のシャフトやギアを含む動力伝達機構を内包するケース部に取り付けられており、前記複数のシャフトに含まれる第１シャフトの端部を支持する軸受部材の分割構造であって、第１部と、第２部とを備えている。第１部は、第１シャフトに対して略平行に隣接配置された第２シャフトと一体化して回転するギアに近接する部分に凹部を有し、第１シャフトの端部を支持する。第２部は、第１シャフトの軸方向において分割可能な状態で第１部に対して固定される。

ここでは、トランスミッション等の動力伝達機構を内包するケース部に取り付けられ、動力伝達機構に含まれる複数のシャフトの中の１本（第１シャフト）を支持する軸受部材を、第１シャフトの軸方向において分割可能な構成としている。そして、軸受部材の第１部には、第１シャフトに対して略平行に隣接配置された第２シャフトに固定されたギアが入り込む凹部が設けられている。

ここで、上記動力伝達機構は、互いに略平行に配置された複数のシャフトを含むように構成されており、それぞれのシャフトには一体化して回転するギアが取り付けられている。また、軸受部材は、近接配置されたギアの形状に沿って凹部が近接するように、つまり凹部内にギアが入り込むように配置される。

これにより、動力伝達機構として所定の減速比を持つギアを構成する場合には、軸受部材の凹部にギアが入り込むように組立を行うことで、ケース部内において隣接配置された第１・第２シャフトの軸間距離を短くすることができる。よって、動力伝達機構を内包するケース部の大きさを縮小して、装置全体の小型化を図ることができる。また、動力伝達機構の組立工程において、第１シャフトの軸方向において軸受部材を第１部と第２部とに分割することで、軸方向に交差する方向に大きな組立スペースを確保することなく、軸方向における小さなスペースにおいて容易に組立を行うことができる。

第２の発明に係る軸受部材の分割構造は、第１の発明に係る軸受部材の分割構造であって、第２部は、第１部における凹部において第１部と離間する。
ここでは、第１部と第２部とに分割可能な軸受部材において、第１部における凹部を含む部分において分割される。

これにより、例えば、第１部の凹部にギアを近接配置させるように取り付けた後で第２部を第１部に対して固定する等することで、第１シャフトの軸方向において各部品を移動させるだけで、ギアが凹部内に配置されるように組立を行うことができる。よって、第１シャフトの軸方向において組立スペースを準備するだけでよいため、組立スペースを最小限とすることができる。

第３の発明に係る軸受部材の分割構造は、第１または第２の発明に係る軸受部材の分割構造であって、第２部は、第１部に対してボルトによって固定されている。
ここでは、第１部と第２部とに分割可能な軸受部材について、ボルトによって第１部と第２部とが互いに接合されている。
これにより、第１部と第２部とを、簡易な方法によって相対的に回転しない状態で、互いに接合することができる。

第４の発明に係る軸受部材の分割構造は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る軸受部材の分割構造であって、第１部と第２部とを、第１シャフトの軸方向に挿入されるピンを介して接合されている。

ここでは、第１部と第２部とに分割可能な軸受部材について、回り止め用のピンを介して第１部と第２部とが互いに接合されている。
これにより、第１シャフトの回転による回転駆動力がベアリングを介して軸受部材に伝達された場合でも、第１部と第２部との間において相対的に回転してしまうことを回避することができる。

第５の発明に係る軸受部材の分割構造は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る軸受部材の分割構造であって、第２部とケース部との間の距離を調整するシム調整部をさらに備えている。

ここでは、第２部のケース部に対する固定部分の隙間にシム調整部を設けている。
これにより、シム調整を行う場合には、第１シャフトの軸方向におけるケース部に対する第２部の相対位置を調整することで、第２部に対して固定された第１部の位置まで一体的に調整することができる。この結果、ケース部に対する第１部側の軸受部の相対位置を調整することが可能になる。

本発明に係る軸受部材の分割構造によれば、複数のシャフトの軸間距離を短くして装置全体の小型化を図るとともに、動力伝達機構の組立スペースを最小限とすることができる。

本発明の一実施形態に係るケージ（軸受部材）２２の分割構造２０を採用したトランスミッション（動力伝達機構）１０について、図１〜図５（ｄ）を用いて説明すれば以下の通りである。

［トランスミッション１０の構成］
本実施形態に係るトランスミッション１０は、図１および図２に示すように、多軸式の変速機であって、動力伝達機構を収容するケース部１１と、ケース部１１内に形成された第１空間部Ｓ１および第２空間部Ｓ２と、第１空間部Ｓ１内に貯留されたオイル１２と、シャフト（第２シャフト）１３およびシャフト（第１シャフト）１４と、分割構造（軸受部材の分割構造）２０と、ケージ２１と、ケージ（軸受部材）２２と、ベアリング（軸受部）２４，２５（図３参照）と、シム調整部２６（図３参照）とを備えている。

ケース部１１は、トランスミッション１０や図示しないトルクコンバータ、クラッチ等を収容する箱型の部材であって、オイル１２やシャフト１３，１４、ギア１３ａ、ベアリング２４，２５を内包している。また、ケース部１１の内部には、シャフト１３およびベアリング２４を収容した第１空間部Ｓ１と、シャフト１４およびベアリング２５を収容した第２空間部Ｓ２とが形成されている。さらに、ケース部１１は、第１空間部Ｓ１側において、シャフト１３の軸方向における端部に開口を有している。そして、この開口部分は、後述する蓋状のケージ２１によって覆われている。

第１空間部Ｓ１は、トランスミッション１０のほぼ中央部付近に形成されており、内部に潤滑用のオイル１２を貯留している。また、第１空間部Ｓ１には、シャフト１３やベアリング２４等が収容されている。さらに、第１空間部Ｓ１は、シャフト１３の軸方向端部に形成されたケース部１１の開口を覆う蓋状（略円筒状）のケージ２１によって外気から遮断されている。

第２空間部Ｓ２は、トランスミッション１０の外周側であって、第１空間部Ｓ１に対してシャフト１３を中心とする円の径方向外側に隣接配置されている。また、第２空間部Ｓ２には、シャフト１４やベアリング２５等が収容されている。さらに、第２空間部Ｓ２は、シャフト１４の軸方向端部に形成されたケース部１１の開口を覆う蓋状（略円筒状）のケージ２２によって軸方向側を封止されている。

オイル１２は、ケース部１１内に収容されたギアやベアリング等を潤滑するために、第１空間部Ｓ１内に貯留されている。また、オイル１２は、シャフト１３，１４やギア１３ａ等の回転に伴ってケース部１１内に飛散して、ケース部１１内における隅々にまで移動し、各部品を潤滑する。

シャフト１３は、図３に示すように、第１空間部Ｓ１内に配置されたベアリング２４によって端部を支持されており、ギア１３ａと一体化して回転する。
シャフト１４は、第２空間部Ｓ２内に配置されたベアリング２５によって端部を支持されており、図示しないトルクコンバータから入力された動力によって回転する。また、シャフト１４は、シャフト１３に対して隣接する位置に、互いに略平行になるように配置されている。そして、これらのシャフト１３，１４は、軸間距離Ｄになるように配置されている。なお、この軸間距離Ｄは、トランスミッション１０のギア比を設定する際の指標となる。

分割構造２０は、軸受部材であるケージ２２を軸方向において分割するための構造であって、図３に示すように、３つの部品（蓋部２２ａ、第２部２２ｂ、第１部２２ｃ）によって構成されている。なお、このケージ２２の分割構造２０の詳細な構成については、後段にて詳述する。

ケージ２１は、図３に示すように、第１空間部Ｓ１におけるシャフト１３の軸方向端部に形成された開口部分を覆う略円筒状の蓋部材であって、シャフト１３を回転可能な状態で支持するベアリング２４を内周面において支持している。また、ケージ２１は、ケース部１１の外壁面に対して固定ボルト３２ａによって固定されている。

ケージ２２は、図３に示すように、第２空間部Ｓ２におけるシャフト１４の軸方向端部に形成された開口部分を覆う略円筒状の蓋部材であって、後述するシム調整部２６においてケース部１１に対して軸方向における位置調整が行われるとともに、後述する分割構造２０が適用されている。また、ケージ２２は、シャフト１４を回転可能な状態で支持するベアリング２５を内周面側において支持している。さらに、ケージ２２は、ケージ２１と同様に、ケース部１１の外壁面に対して固定ボルト３２ｂによって固定されている。なお、このケージ２２の構成については、後段にて詳述する。

ベアリング２４は、図３に示すように、第１空間部Ｓ１内においてギア１３ａの回転軸となるシャフト１３の端部を支持する部材であって、略円筒状のケージ２１やケース部１１の内周面側に保持されている。

ベアリング２５は、図３に示すように、第２空間部Ｓ２内においてシャフト１４の端部を支持する部材であって、略円筒状のケージ２２（第１部２２ｃ）の内周面側において保持されている。

シム調整部２６は、ケース部１１に対するシャフト１４の軸方向相対位置を調整するために、ケージ２２の第２部２２ｂとケース部１１との接合部分に設けられた機構である。具体的には、シム調整部２６では、第２部２２ｂとケース部１１との接合部分に、所望の厚みのシムを挿入することで、ケース部１１に対するシャフト１４の相対位置を軸方向において調整することができる。

［ケージ２２の分割構造２０］
本実施形態のケージ２２は、図３および図４に示すように、シャフト１４の軸方向において互いに離間するように配置された蓋部２２ａ、第２部２２ｂ、第１部２２ｃという３つの部品によって分割構造２０を構成している。

第１部２２ｃは、シャフト１４の端部を支持するベアリング２５を略円筒形状の内周面側において支持しており、ケージ２２を構成する部品の中でケース部１１内の最も深部に配置される。また、第１部２２ｃは、図４に示すように、径の異なる２つの円筒部（凹部）２２ｃａと、円筒部２２ｃｂと、これらの間をつなぐ連結部２２ｃｃとを有している。円筒部２２ｃａは、第１部２２ｃの中で最も径が小さい略円筒状の部材であって、ケージ２２における軸方向ほぼ中央部に形成される。そして、円筒部２２ｃａは、隣接する第１空間部Ｓ１内に収容されたシャフト１３のギア１３ａの径方向端部が近接配置される。円筒部２２ｃｂは、小径の円筒部２２ｃａとこれよりも径が大きい円筒部２２ｃｂとをつなぐための傾斜面を有している。円筒部２２ｃｂは、内周面側においてベアリング２５を支持している。

第２部２２ｂは、第１部２２ｃ（円筒部２２ｃａ）に対して、ピン３１を介して連結された略円筒状の部材である。ピン３１は、第１部２２ｃ側、第２部２２ｂ側における互いに対向する面に形成された挿入孔に対して挿入され、第１部２２ｃと第２部２２ｂとが相対回転することを禁止する。また、第２部２２ｂは、第１部２２ｃ側に傾斜部２２ｂａを有している。これにより、第１部２２ｃ側の円筒部２２ｃａおよび連結部２２ｃｃと、第２部２２ｂ側の傾斜部２２ｂａとによって、第１部２２ｃ側の円筒部２２ｃａを底部分とする凹部が形成される。さらに、第２部２２ｂは、ケース部１１に対してケージ２２全体を固定するための固定ボルト３２ｂが挿入されるボルト穴２２ｂｂを有している。
蓋部２２ａは、第２部２２ｂにおける軸方向端部に形成された開口部を覆うように取り付けられている。

＜トランスミッション１０の組立工程＞
本実施形態では、上述した構成のトランスミッション１０を、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すような順序で各部品を組み立てていく。

具体的には、図５（ａ）に示すように、トランスミッション１０の外郭を構成するケース部１１内における所定の位置にギア１３ａが配置される。
次に、図５（ｂ）に示すように、ケース部１１内に設置されたギア１３ａの回転中心となるシャフト１３が、軸方向に移動して圧入によってギア１３ａに接合される。

次に、図５（ｃ）に示すように、シャフト１４とベアリング２５と接合されたケージ２２の第１部２２ｃが、軸方向において移動され、ケース部１１内における所定の位置にセットされる。このとき、すでにケース部１１内にあるギア１３ａの径方向端部と、第１部２２ｃの凹部（円筒部２２ｃａ）とが互いに近接配置された状態となる。

次に、図５（ｄ）に示すように、シャフト１３側の端部開口を覆うケージ２１が、軸方向に移動して固定ボルト３２ａによって取り付けられる。これと同時に、シャフト１４側の端部開口を覆うケージ２２の第２部２２ｂが、軸方向に移動して固定ボルト３２ｂによって取り付けられる。そして、最後に、ケージ２２の蓋部２２ａが、軸方向に移動して第２部２２ｂの端部に固定される。

［本ケージ２２の分割構造２０の特徴］
（１）
本実施形態のケージ２２の分割構造２０は、図１に示すように、シャフト１３，１４やギア１３ａ等を含むトランスミッション１０を内包するケース部１１の一部に取り付けられたケージ２２が分割される構造であって、図４に示すように、ギア１３ａに対して近接配置される凹部となる円筒部２２ｃａを含む第１部２２ｃと、第１部２２ｃに対して軸方向において分割可能な状態で取り付けられる第２部２２ｂと、を備えている。

これにより、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、トランスミッション１０を組み立てる工程において、シャフト１３，１４、ギア１３ａ、ケージ２１，２２およびベアリング２４，２５等を含む各部品をケース部１１内に設置する場合でも、各部品をシャフト１３，１４の軸方向において移動させるだけで、容易に組み立てを実施することができる。

特に、ケージ２２側の第２空間部Ｓ２からみて隣接する第１空間部Ｓ１内に設置されたシャフト１３のギア１３ａをできる限り近接配置して互いの軸間距離Ｄを小さくするために、ケージ２２の一部に凹部（第１部２２ｃ）を形成した場合には、通常、軸方向における移動のみでは凹部内にギア１３ａを設置することは難しい。しかし、本実施形態に係るケージ２２は、軸方向において分割可能な第１部２２ｃと第２部２２ｂとによって構成されている。よって、上述したトランスミッション１０の組立工程においては、各部品を軸方向においてのみ移動させるだけで省スペースで容易に組み立てを行うことができる。

この結果、軸間距離Ｄが小さく装置全体を小型化することができるとともに、組立工程における組立スペースの拡大を回避して省スペースで効率よくトランスミッション１０を組み立てることができる。

（２）
本実施形態のケージ２２の分割構造２０では、図４に示すように、ケージ２２に形成される凹部に相当する小径の円筒部２２ｃａの端部において、第１部２２ｃと第２部２２ｂとが離間するように構成されている。

これにより、上述したトランスミッション１０の組立工程においては、軸方向において各部品を移動させるだけで、ケージ２２の凹部内にギア１３ａを近接配置させることができる。

（３）
本実施形態のケージ２２の分割構造２０では、図４に示すように、ケージ２２を構成する第１部２２ｃと第２部２２ｂとを、ピン３１を介して固定している。
これにより、シャフト１４を支持するケージ２２を分割構造とした場合でも、第１部２２ｃと第２部２２ｂとの間において相対回転することを防止することができる。

（４）
本実施形態のケージ２２の分割構造２０では、図３に示すように、ケース部１１に対するケージ２２の軸方向位置を、シム調整部２６において調整する。

これにより、上述したような分割構造２０を採用したケージ２２であっても、第１部２２ｃと第２部２２ｂとを連結することで、シム調整部２６によって軸方向における相対位置の調整を行うことができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、ケージ２２の分割構造２０を構成する第１部２２ｃと第２部２２ｂとを、互いに対向する面に形成された挿入穴に装填されるピン３１を介して連結した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図６に示すように、第１部１２２ｃと第２部１２２ｂとを、連結ボルト３３を介して接合したケージ（軸受部材）１２２の分割構造１２０であってもよい。この場合には、第１部１２２ｃと第２部１２２ｂとの相対回転を禁止するとともに、互いに強固に連結することができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、ケージ２２を構成する略円筒状の第１部２２ｃの内周面側において支持されるベアリング２５として、前後調整のみを行うタイプを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、略円筒状の第１部２２ｃの内周面側において、外側までサポートしているベアリング１２５を支持するような構成であってもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、分割構造２０が採用されたケージ２２を構成する第１部２２ｃと第２部２２ｂとを、ピン３１や連結ボルト３３等によって接合する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、分割された第１部と第２部とを接合する方法としては、ピンやボルトに頼らず、他の方法によって接合されていてもよい。

（Ｄ）
上記実施形態では、軸受部材としてのケージ２２が、３つの部品（蓋部２２ａ，第２部２２ｂ，第１部２２ｃ）によって構成されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、蓋部材を含まない第１部と第２部という２部品によって構成される軸受部材であってもよいし、４つ以上の部品によって構成される軸受部材であってもよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、ケージ２２が有する凹部を、第１部２２ｃ側の円筒部２２ｃａの端部において分割する構成を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、凹部の底面を形成する円筒部の中央部付近において軸方向に分割されるような構成の軸受部材であってもよく、組立工程において凹部内にギアを入り込ませることができる構成であれば適宜変更が可能である。

（Ｆ）
上記実施形態では、ケース部１１内に内包される動力伝達機構として、トランスミッション１０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、トランスミッション以外にも、ディフェレンシャルギア等の他の動力伝達機構をケース部内に内包した構成に対して本発明を適用することも可能である。

本発明の軸受部材の分割構造は、複数のシャフトの軸間距離を短くして装置全体の小型化を図るとともに、動力伝達機構の組立スペースを最小限とすることができるという効果を奏することから、各種回転体を収容するケース部に設けられた軸受部材に対して広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係る軸受部材の分割構造を採用したトランスミッションの構成を示す全体図。 図１のトランスミッションの正面図。 図１のＸ部分に含まれる軸受部材の分割構造の構成を示す拡大図。 図３の軸受部材の分割構造に含まれる各部品を分解した組立図。 （ａ）〜（ｄ）は、図３および図４の軸受部材の組立順序を示す工程図。 本発明の他の実施形態に係る軸受部材の分割構造の構成を示す拡大図。 本発明のさらに他の実施形態に係る軸受部材の分割構造に含まれる各部品を分解した組立図。

符号の説明

１０ トランスミッション（動力伝達機構）
１１ ケース部
１２ オイル
１３ シャフト（第２シャフト）
１３ａ ギア
１４ シャフト（第１シャフト）
２０ 分割構造（軸受部材の分割構造）
２１ ケージ
２２ ケージ（軸受部材）
２２ａ 蓋部
２２ｂ 第２部
２２ｂａ 傾斜部
２２ｂｂ ボルト穴
２２ｃ 第１部
２２ｃａ 円筒部（凹部）
２２ｃｂ 円筒部
２２ｃｃ 連結部
２４ ベアリング
２５ ベアリング（軸受部）
２６ シム調整部
３１ ピン
３２ａ，３２ｂ 固定ボルト
３３ 連結ボルト
１２０ 分割構造（軸受部材の分割構造）
１２２ ケージ（軸受部材）
１２２ｂ 第２部
１２２ｃ 第１部
１２５ ベアリング（軸受部）
Ｄ 軸間距離
Ｓ１ 第１空間部
Ｓ２ 第２空間部

Claims (5)

1. 複数のシャフトやギアを含む動力伝達機構を内包するケース部に取り付けられており、前記複数のシャフトに含まれる第１シャフトの端部を支持する軸受部材の分割構造であって、
   前記第１シャフトに対して略平行に隣接配置された第２シャフトと一体化して回転するギアに近接する部分に凹部を有し、前記第１シャフトの端部を支持する第１部と、
   前記第１シャフトの軸方向において分割可能な状態で前記第１部に対して固定される第２部と、
   を備えている軸受部材の分割構造。
2. 前記第２部は、前記第１部における前記凹部において前記第１部と離間する、
   請求項１に記載の軸受部材の分割構造。
3. 前記第２部は、前記第１部に対してボルトによって固定されている、
   請求項１または２に記載の軸受部材の分割構造。
4. 前記第１部と前記第２部とを、前記第１シャフトの軸方向に挿入されるピンを介して接合されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受部材の分割構造。
5. 前記第２部と前記ケース部との間の距離を調整するシム調整部をさらに備えている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受部材の分割構造。
   

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