JP2010223362A - 歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用電動機の高速回転化に伴う歯車装置の軸受の焼付防止の課題に対し、軸受を弾性支持して軸受が発熱した時の膨張に対し構造的に過大荷重が発生することを防止する。
【解決手段】片端にフランジを有し内径部は突き抜け構造とした筒Ａの筒の外径部を歯車箱との間のインロー部とし、片端を円盤にて閉止した筒Ｂを筒Ａの内径部に、その円盤が前記フランジと近接するように両者の軸心を一致させて構成し、前記筒Ａのそのフランジ部と筒Ｂの円盤部を各々の外周部で結合させ、筒Ｂの内周部で軸受を支持させることにより、歯車装置の円錐ころ軸受を軸方向に弾性支持した。これにより、軸受の焼付防止構造が得られれば油量や軸受隙間を少なくすることが可能となり、ラビリンスからの油漏れ・防音対策、軸受の保持器破損対策に資することとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車装置の軸受支持装置に関するものである。

鉄道車両用歯車装置は一般に円錐ころ軸受により軸を支持し、軸受に隙間を有して組立てられる。この軸受は運転状態で温度が上昇するので、歯車箱に剛体支持される軸受が適当に回転を維持するためにはこの隙間が必要であり、経験上適当な値が決められている。

その隙間は過少であると初期潤滑時に軸受の焼付を発生させ、過多であると軸の振動を発生させて歯車装置の騒音を増大させる。

高速回転する電動機を使用する歯車装置において、初期潤滑時の軸受の発熱は多く、その時に軸受が膨張して軸受に過大荷重を作用させるので、従来の歯車装置においては軸受支持装置に弾性的な逃げ構造を有しない点が、改善すべき課題となっていた。

この改善策として、軸受の温度上昇に伴う膨張を軸受支持装置が吸収することができれば、軸受の隙間を少なくして装置を組み立てて軸の振動を抑えることができるが、その目的を達するには経済上・スペース上の余裕がなかった。

特許第２７１３７４０号公報

解決しようとする課題は軸受が発熱した際に軸受の膨張を吸収して、軸受の支持剛性に起因する過大な荷重が軸受に作用しないように僅かの部品構成で狭小のスペースに堅牢に軸受支持装置を構成することである。

請求項１の発明によれば、車両用歯車装置において、小歯車１は軸受２１、２２および蓋３、５を介して歯車箱４に構成され、蓋５は、軸受２１を直接支える片端が閉止された蓋５の円筒部５１と、蓋５をボルト６により歯車箱４に取付ける蓋５のフランジ部５２と、蓋５のフランジ部５２に平面部を近接させて配し外周部を蓋５のフランジ部５２の外周部と連結した蓋５の円盤部５３より構成され、ここで蓋５の円筒部５１は、蓋５の円筒部５１を片端で閉止する部材と蓋５の円盤部５３との間でインロー部を構成して嵌着され両部品は一体化され、Ｏリング７は蓋５の円筒部５１の外周部に切られた円周溝内に収容され、相対する蓋５のフランジ部５２と一体化されたインロー内周部に接し、軸受２１は蓋５の円盤部５３による軸方向の弾性を利用して蓋５のフランジ部５２を介して歯車箱４に支持されることを特徴とする歯車装置の軸受支持装置である。

本発明は、軸受押え蓋の取付部を折り返し構造として軸受を弾性支持するものである。僅かの部品で狭小のスペースに堅牢に軸受を弾性的に支持する装置を構成することを最も主要な特徴とする。

本発明は、簡単・堅牢な構造で従来のスペース内に軸受の弾性支持装置を設計することを可能とした。
本発明の軸受支持装置は、軸受の発熱・膨張を軸受支持装置が有する弾性構造により吸収して、軸受に過大な荷重が作用して発熱・焼損することを防止することができるので、軸受の設定隙間を少なくして軸の振動を低減することができる。また、油を多く入れて油漏れを起こす心配もなくなる。

本発明の実施例１に係る歯車装置の軸受支持装置図である。

軸受を常に適当な隙間と荷重の下で回転させる目的を、最小の部品点数で、従来と同様のスペース内に実現した。

図１は本発明による軸受支持装置を示す説明図であり、歯車装置を小歯車の中心で切った断面図である。大歯車等の部品は省略した。

小歯車１は軸受２１、２２および蓋３、５を介して歯車箱４に構成される。

蓋５は下記３部材により構成される。
α）軸受２１を直接支える片端が閉止された蓋５の円筒部５１
β）蓋５をボルト６により歯車箱４に取付ける蓋５のフランジ部５２
γ）フランジ５２に平面部を近接させて配し、外周部を蓋５のフランジ部５２の外周部と連結した蓋５の円盤部５３
ここで蓋５の円筒部５１は、蓋５の円筒部５１を片端で閉止する部材と蓋５の円盤部５３との間でインロー部を構成して嵌着され両部品は一体化される。

Ｏリング７は蓋５の円筒部５１の外周部に切られた円周溝内に収容され、相対する蓋５のフランジ部５２と一体化されたインロー内周部に接する。

ここで軸受２１は蓋５の円盤部５３による軸方向の弾性を利用して蓋５のフランジ部５２を介して歯車箱４に支持される。

この蓋５の円盤部５３による軸方向剛性は歯車装置回転中に軸受に作用するスラスト力により０．０３mm程度の変位量をとなるが、軸受発熱時に２〜３倍の過大荷重が作用した時には０．１mm程度の変位量が得られる。この値は軸受の設定隙間に相当する。

Ｏリング７は円筒５１と相対するインロー内周部において漏油を防止する。

すなわち、本発明は歯車箱との間にインローを構成して軸受を支持する蓋を取付ける構造の歯車装置において、その蓋を次のように一般的に構成し、軸受を軸方向に弾性支持させたことを特徴とする軸受支持装置を有する歯車装置である。
ア）軸受を支持する蓋は、歯車箱との間にインローが構成され、その蓋のインロー部の片端の外径側にフランジを構成し、このフランジに設けられた数個の軸方向の穴にボルトを貫通させて、このフランジに相対する部分に構成された歯車箱のボス部を利用して歯車箱に取付けられる。
イ）その蓋の内径部に僅かの隙間を保持して円筒Ａを構成する。
ウ）その円筒Ａは片端を前記蓋のフランジと同一外形をなす円盤Ｂにより閉止される。
エ）円盤Ｂは前記ボルトの頭部と干渉する部分に軸方向に穴を明けられ前記蓋のフランジに近接して配置される。
オ）円盤Ｂと前記蓋のフランジは各々の外周部どうしを連結して結合され、円筒Ａは円盤Ｂを介して前記の蓋と一体化される。
カ）軸受の外輪は円筒Ａの内径部に円盤Ｂに胴付く位置に挿入される。
キ）円筒Ａのインロー外形部に歯車箱のインロー部との間に円周溝を形成し、摺動用Ｏリングをこの溝内に構成する。

このように軸受支持装置に弾性要素を持たせたので、軸受の発熱・膨張に対しても一定以上の荷重を軸受に与えないように軸受を回転させることができるようになり、軸受の焼損を防止し、軸の振動を抑える効果がある。

本発明は、車両用電動機の高速回転化に伴う歯車装置の軸受の焼付防止の課題に対し、軸受を弾性支持して軸受が発熱した時の膨張に対し構造的に過大荷重が発生することを防止するものである。
軸受が発熱した際、軸受支持装置が軸受の膨張を吸収可能とするには、一般にばねおよびその支持装置等の多くの部品を必要とし狭小のスペースに堅牢に構成することは困難であったが、本発明は簡単な構造でこれを可能とした。
すなわち、片端にフランジを有し内径部は突き抜け構造とした筒Ａの筒の外径部を歯車箱との間のインロー部とし、片端を円盤にて閉止した筒Ｂを筒Ａの内径部に、その円盤が前記フランジと近接するように両者の軸心を一致させて構成し、前記筒Ａのそのフランジ部と筒Ｂの円盤部を各々の外周部で結合させ、筒Ｂの内周部で軸受を支持させることにより、歯車装置の円錐ころ軸受を軸方向に弾性支持した。
これにより、軸受の焼付防止構造が得られれば油量や軸受隙間を少なくすることが可能となり、ラビリンスからの油漏れ・防音対策、軸受の保持器破損対策に資することとなる。

１ 小歯車
２１ 軸受
２２ 軸受
３ 蓋
４ 歯車箱
５ 蓋
５１ 蓋５の円筒部
５２ 蓋５のフランジ部
５３ 蓋５の円盤部
６ ボルト
７ Ｏリング

Claims (1)

1. 車両用歯車装置において、小歯車（１）は軸受（２１）、（２２）および蓋（３）、（５）を介して歯車箱（４）に構成され、蓋（５）は、軸受（２１）を直接支える片端が閉止された蓋（５）の円筒部（５１）と、蓋（５）をボルト（６）により歯車箱（４）に取付ける蓋（５）のフランジ部（５２）と、蓋５のフランジ部（５２）に平面部を近接させて配し外周部を蓋（５）のフランジ部（５２）の外周部と連結した蓋（５）の円盤部（５３）より構成され、ここで蓋（５）の円筒部（５１）は、蓋（５）の円筒部（５１）を片端で閉止する部材と蓋（５）の円盤部（５３）との間でインロー部を構成して嵌着され両部品は一体化され、Ｏリング（７）は蓋（５）の円筒部（５１）の外周部に切られた円周溝内に収容され、相対する蓋（５）のフランジ部（５２）と一体化されたインロー内周部に接し、軸受（２１）は蓋（５）の円盤部（５３）による軸方向の弾性を利用して蓋（５）のフランジ部（５２）を介して歯車箱（４）に支持されることを特徴とする歯車装置の軸受支持装置。

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