JP2016156436A - Speed reduction device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a misalignment between a speed reduction device and a driven machine.SOLUTION: A speed reduction device comprises: a casing 12; an output shaft 14; a first bearing 16 that supports the output shaft 14 on the load side; a second bearing 22 that supports the output shaft on the anti-load side; and biasing means 24 that biases the output shaft 14 in a thrust direction. The speed reduction device also comprises a thrust bearing 18 arranged between the first bearing 16 and the second bearing 22. An outer ring 18a of the thrust bearing 18 is installed in the casing 12 with a clearance fit, and the biasing means 24 biases the outer ring 18a of the thrust bearing 18 toward the load side.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、減速装置に関する。   The present invention relates to a reduction gear.

従来より、モータと被駆動機械との間に設置される減速装置が知られている。例えば特許文献１には、減速機構を収納するケーシングと、被駆動機械の入力軸に連結される出力軸と、負荷側において出力軸を支持する第１軸受と、反負荷側において出力軸を支持する第２軸受と、を備える減速装置が開示されている。   Conventionally, a reduction gear installed between a motor and a driven machine is known. For example, Patent Literature 1 discloses a casing that houses a speed reduction mechanism, an output shaft that is coupled to an input shaft of a driven machine, a first bearing that supports the output shaft on the load side, and an output shaft that is supported on the anti-load side. A speed reducer comprising a second bearing is disclosed.

特開２０１４−１６９７６０号公報JP 2014-169760 A

上記のような減速装置では、例えば第２軸受として自動調心軸受が採用された場合、自動調心軸受はその構造上、ラジアル方向に内部隙間が存在する。そのため、第２軸受で支持されている出力軸が、被駆動機械の入力軸の中心軸に対して、内部隙間の分だけ傾いてしまうことがある。この場合、被駆動機械の入力軸と出力軸との間に芯ずれが生じ、減速装置の振動や騒音の原因となるおそれがある。   In the speed reducer as described above, for example, when a self-aligning bearing is employed as the second bearing, the self-aligning bearing has an internal gap in the radial direction due to its structure. For this reason, the output shaft supported by the second bearing may be inclined with respect to the central axis of the input shaft of the driven machine by the amount of the internal gap. In this case, misalignment occurs between the input shaft and the output shaft of the driven machine, which may cause vibration and noise of the reduction gear.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、減速装置と被駆動機械との間の芯ずれを抑制する技術を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the technique which suppresses the misalignment between a reduction gear and a driven machine.

本発明のある態様は、ケーシングと、出力軸と、負荷側において出力軸を支持する第１軸受と、反負荷側において出力軸を支持する第２軸受と、を備える減速装置であって、出力軸をスラスト方向に付勢する付勢手段をさらに備えている。   An aspect of the present invention is a reduction gear including a casing, an output shaft, a first bearing that supports the output shaft on the load side, and a second bearing that supports the output shaft on the non-load side, Further provided is an urging means for urging the shaft in the thrust direction.

この態様によると、付勢手段により出力軸をスラスト方向に付勢することで、第２軸受のラジアル方向の内部隙間の影響を受けにくくなり、被駆動機械に対する芯ずれを抑制することができる。   According to this aspect, by urging the output shaft in the thrust direction by the urging means, it becomes difficult to be affected by the internal clearance in the radial direction of the second bearing, and misalignment with respect to the driven machine can be suppressed.

なお、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   In addition, what replaced the component and expression of this invention between methods, apparatuses, systems, etc. is also effective as an aspect of this invention.

本発明によれば、減速装置と被駆動機械との間の芯ずれを抑制することができる。   According to the present invention, misalignment between the speed reducer and the driven machine can be suppressed.

本発明の一実施形態に係る減速装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the reduction gear device which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の出力軸の周辺の構造の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a structure around an output shaft in FIG. 1.

図１は、本発明の一実施形態に係る減速装置１００の概略断面図である。減速装置１００は、主に溶融材料を押出成型する押出機用の減速装置である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a reduction gear device 100 according to an embodiment of the present invention. The speed reducer 100 is a speed reducer for an extruder that mainly extrudes molten material.

減速装置１００は、ヘリカルギヤを用いた平行軸型の４段減速機からなる減速機構９０を備えている。減速機構９０は、入力軸５２と、第１〜第３中間軸６２、７２、８２と、出力軸１４と、を有している。減速機構９０のうち入力軸５２と３本の中間軸６２、７２、８２は、減速機ケーシング２０内に収納されている。出力軸１４は、減速機ケーシング２０と、減速機ケーシング２０の一側に取り付けられる軸受ケーシング１２と、の両方に収納されている。減速機ケーシング２０および軸受ケーシング１２によって画成される内部空間は、潤滑油によって満たされている。   The speed reduction device 100 includes a speed reduction mechanism 90 including a parallel shaft type four-stage speed reducer using a helical gear. The speed reduction mechanism 90 includes an input shaft 52, first to third intermediate shafts 62, 72, and 82, and an output shaft 14. Of the speed reduction mechanism 90, the input shaft 52 and the three intermediate shafts 62, 72, and 82 are housed in the speed reducer casing 20. The output shaft 14 is accommodated in both the speed reducer casing 20 and the bearing casing 12 attached to one side of the speed reducer casing 20. The internal space defined by the reduction gear casing 20 and the bearing casing 12 is filled with lubricating oil.

入力軸５２は、その一端が減速機ケーシング２０から突出している。入力軸５２は、一対の円錐ころ軸受５４、５６によって回転自在に支持されている。入力軸５２は、駆動用モータ（図示せず）の出力軸にキーやカップリング等を使用して連結される。   One end of the input shaft 52 projects from the speed reducer casing 20. The input shaft 52 is rotatably supported by a pair of tapered roller bearings 54 and 56. The input shaft 52 is connected to the output shaft of a drive motor (not shown) using a key, a coupling, or the like.

第１中間軸６２は一対の円錐ころ軸受６４、６６によって、第２中間軸７２は一対の円錐ころ軸受７４、７６によって、第３中間軸８２は一対の円錐ころ軸受８４、８６によって、それぞれ回転自在に支持されている。円錐ころ軸受６４、６６、７４、７６、８４、８６は、減速機ケーシング２０の内壁に嵌合されている。   The first intermediate shaft 62 is rotated by a pair of tapered roller bearings 64 and 66, the second intermediate shaft 72 is rotated by a pair of tapered roller bearings 74 and 76, and the third intermediate shaft 82 is rotated by a pair of tapered roller bearings 84 and 86, respectively. It is supported freely. The tapered roller bearings 64, 66, 74, 76, 84, 86 are fitted to the inner wall of the speed reducer casing 20.

入力軸５２には、ヘリカルピニオン５８が装着されている。ヘリカルピニオン５８は、第１中間軸６２に装着されているヘリカルギヤ６８と噛合する。同様に、第１中間軸６２に装着されたヘリカルピニオン６３は、第２中間軸７２に装着されたヘリカルギヤ７８と噛合する。第２中間軸７２に装着されたヘリカルピニオン７３は、第３中間軸８２に装着されたヘリカルギヤ８８と噛合する。第３中間軸８２に装着されたヘリカルピニオン８３は、出力軸１４に装着されたヘリカルギヤ４０と噛合する。なお、各ヘリカルピニオンおよびヘリカルギヤは、入力軸５２、中間軸６２、７２、８２、または出力軸１４と一体化されていてもよいし、一体形成されていてもよい。   A helical pinion 58 is attached to the input shaft 52. The helical pinion 58 meshes with a helical gear 68 attached to the first intermediate shaft 62. Similarly, the helical pinion 63 attached to the first intermediate shaft 62 meshes with the helical gear 78 attached to the second intermediate shaft 72. The helical pinion 73 attached to the second intermediate shaft 72 meshes with the helical gear 88 attached to the third intermediate shaft 82. The helical pinion 83 attached to the third intermediate shaft 82 meshes with the helical gear 40 attached to the output shaft 14. Each helical pinion and helical gear may be integrated with the input shaft 52, the intermediate shafts 62, 72, 82, or the output shaft 14, or may be integrally formed.

出力軸１４は、減速機ケーシング２０の負荷側（図１では左側）開口部２０ａおよび反負荷側（図１では右側）の開口部２０ｂからそれぞれ突出している。出力軸１４の負荷側開口部２０ａから突出した部分は、軸受ケーシング１２内に収納されている。   The output shaft 14 protrudes from a load side (left side in FIG. 1) opening 20a and an anti-load side (right side in FIG. 1) opening 20b of the reduction gear casing 20, respectively. A portion protruding from the load side opening 20 a of the output shaft 14 is accommodated in the bearing casing 12.

軸受ケーシング１２は筒状の部材であり、その一端が減速機ケーシング２０の負荷側開口部２０ａに対して取り付けられている。軸受ケーシング１２のもう一端には、キャップ部材３４が取り付けられている。   The bearing casing 12 is a cylindrical member, and one end thereof is attached to the load side opening 20 a of the reduction gear casing 20. A cap member 34 is attached to the other end of the bearing casing 12.

出力軸１４の負荷側端部には、有底穴１５が形成されている。被駆動機械、例えば押出機（図示せず）のスクリュー（被駆動軸）の端部がこの有底穴１５内に挿入されて、キー溝１７を使用してキー連結される。なお、カップリング等の他の連結方法を使用してスクリューと出力軸１４とを連結してもよい。   A bottomed hole 15 is formed at the load side end of the output shaft 14. An end of a screw (driven shaft) of a driven machine, for example, an extruder (not shown) is inserted into the bottomed hole 15 and is key-connected using a key groove 17. In addition, you may connect the screw and the output shaft 14 using other connection methods, such as a coupling.

図２は、減速装置１００のうち出力軸１４の周辺をさらに詳細に示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the periphery of the output shaft 14 in the reduction gear 100 in more detail.

出力軸１４は、外径が異なる複数の部分を有しており、特に負荷側には径方向外側に延びる肩部１４ｂが形成されている。出力軸１４は、金属材料の切削加工により一体的に成形される。   The output shaft 14 has a plurality of portions having different outer diameters, and a shoulder portion 14b extending outward in the radial direction is formed particularly on the load side. The output shaft 14 is integrally formed by cutting a metal material.

出力軸１４の負荷側は、第１軸受１６によって回転自在に支持される。第１軸受１６の外輪１６ａは、キャップ部材３４の反負荷側面に形成されたフランジ３４ａに嵌合されている。第１軸受１６は例えば玉軸受であるが、ころ軸受等の他のタイプの軸受であってもよい。第１軸受１６の内輪１６ｂは、出力軸１４の肩部１４ｂの負荷側面に接触するように出力軸１４に嵌合される。したがって、第１軸受１６は、フランジ３４ａと肩部１４ｂとでその位置が規定される。   The load side of the output shaft 14 is rotatably supported by the first bearing 16. The outer ring 16 a of the first bearing 16 is fitted into a flange 34 a formed on the anti-load side surface of the cap member 34. The first bearing 16 is, for example, a ball bearing, but may be another type of bearing such as a roller bearing. The inner ring 16 b of the first bearing 16 is fitted to the output shaft 14 so as to contact the load side surface of the shoulder portion 14 b of the output shaft 14. Therefore, the position of the first bearing 16 is defined by the flange 34a and the shoulder 14b.

キャップ部材３４の負荷側面にもフランジ３４ｂが形成されており、リング部材３０が取り付けられている。リング部材３０にはオイルシール３２が組み付けられる。オイルシール３２は、出力軸１４の部分１４ａの外面に接触して、軸受ケーシング１２と出力軸１４との間を封止する。   A flange 34b is also formed on the load side surface of the cap member 34, and the ring member 30 is attached thereto. An oil seal 32 is assembled to the ring member 30. The oil seal 32 contacts the outer surface of the portion 14 a of the output shaft 14 and seals between the bearing casing 12 and the output shaft 14.

出力軸１４の反負荷側は、第２軸受２２によって回転自在に支持される。第２軸受２２の外輪２２ａは、減速機ケーシング２０の反負荷側開口部２０ｂに嵌合される。第２軸受２２は、自動調心型の軸受である。この軸受は外輪２２ａの軌道が球面穴とされているので、外輪の中で調心運動をすることで取り付け誤差や軸の撓みを許容することができる。第２軸受２２の内輪２２ｂは、出力軸１４に嵌合されたスペーサ４２と接触している。   The non-load side of the output shaft 14 is rotatably supported by the second bearing 22. The outer ring 22 a of the second bearing 22 is fitted into the anti-load side opening 20 b of the reduction gear casing 20. The second bearing 22 is a self-aligning type bearing. In this bearing, since the raceway of the outer ring 22a is a spherical hole, it is possible to allow a mounting error and a shaft deflection by performing a centering motion in the outer ring. The inner ring 22 b of the second bearing 22 is in contact with a spacer 42 fitted to the output shaft 14.

出力軸１４の反負荷側開口部２０ｂにはキャップ３６が取り付けられている。キャップ３６にはオイルシール３８が組み付けられる。オイルシール３８は、出力軸１４の部分１４ｄの外面に接触して、減速機ケーシング２０と出力軸１４との間を封止する。   A cap 36 is attached to the non-load side opening 20 b of the output shaft 14. An oil seal 38 is assembled to the cap 36. The oil seal 38 contacts the outer surface of the portion 14 d of the output shaft 14 and seals between the speed reducer casing 20 and the output shaft 14.

通常、押出機を作動させるとスクリューから出力軸１４に大きなスラスト荷重がかかる。このスラスト荷重を受け止めるため、第１軸受１６と第２軸受２２の間にはスラスト軸受１８が配置されている。   Normally, when the extruder is operated, a large thrust load is applied to the output shaft 14 from the screw. A thrust bearing 18 is disposed between the first bearing 16 and the second bearing 22 to receive this thrust load.

スラスト軸受１８は、軸受ケーシング１２の内面から径方向内側に向けて延び出して形成されたに形成されたフランジ１２ａに嵌合される。フランジ１２ａの内径は、スラスト軸受１８の外輪１８ａの外径よりもわずかに大きく、そのためスラスト軸受１８はフランジ１２ａに隙間嵌めされている。スラスト軸受１８の内輪１８ｂは、出力軸１４の肩部１４ｂの反負荷側面に接触するように出力軸１４に嵌合される。したがって、スラスト軸受１８は、フランジ１２ａと肩部１４ｂとでその位置が規定される。   The thrust bearing 18 is fitted into a flange 12a formed so as to extend radially inward from the inner surface of the bearing casing 12. The inner diameter of the flange 12a is slightly larger than the outer diameter of the outer ring 18a of the thrust bearing 18, so that the thrust bearing 18 is fitted in the flange 12a with a gap. The inner ring 18b of the thrust bearing 18 is fitted to the output shaft 14 so as to be in contact with the anti-load side surface of the shoulder portion 14b of the output shaft 14. Therefore, the position of the thrust bearing 18 is defined by the flange 12a and the shoulder 14b.

続いて減速装置１００の動作について説明する。図示しないモータのモータ軸が回転すると、キーを介してモータ軸と連結されている入力軸５２が回転する。入力軸５２が回転すると、ヘリカルピニオン５８とヘリカルギヤ６８の噛合を介して第１中間軸６２が回転する。同様にして、第２中間軸７２、第３中間軸８２が回転し、最後に第３中間軸８２のヘリカルピニオン８３とヘリカルギヤ４０との噛合を介して出力軸１４が回転する。この回転が、キーを介して図示しない押出機のスクリューに伝達される。このとき、すべての歯車がヘリカルギヤあるいはヘリカルピニオンとされていることから、各歯車の歯当たりが分散され、減速装置１００を小さな動作音とすることができる。同時にトルクの変動を少なくすることができる。   Next, the operation of the reduction gear 100 will be described. When a motor shaft (not shown) rotates, an input shaft 52 connected to the motor shaft via a key rotates. When the input shaft 52 rotates, the first intermediate shaft 62 rotates through the meshing of the helical pinion 58 and the helical gear 68. Similarly, the second intermediate shaft 72 and the third intermediate shaft 82 rotate, and finally, the output shaft 14 rotates through meshing of the helical pinion 83 of the third intermediate shaft 82 and the helical gear 40. This rotation is transmitted to a screw of an extruder (not shown) through a key. At this time, since all the gears are helical gears or helical pinions, the tooth contact of each gear is dispersed, and the reduction gear 100 can be made to have a small operating sound. At the same time, torque fluctuations can be reduced.

上述のように、第２軸受２２は自動調心軸受であり、構造上ラジアル方向の隙間が存在している。そのため、出力軸１４が、押出機のスクリューの中心軸に対して、内部隙間の分だけ傾いてしまうことがある。この場合、スクリューと出力軸１４との間に芯ずれが生じ、減速装置１００の振動や騒音の原因となるおそれがある。   As described above, the second bearing 22 is a self-aligning bearing, and there is a radial gap in structure. For this reason, the output shaft 14 may be inclined by an amount corresponding to the internal gap with respect to the central axis of the screw of the extruder. In this case, misalignment occurs between the screw and the output shaft 14, which may cause vibration and noise of the reduction gear 100.

そこで、本実施形態では、軸受ケーシング１２のフランジ１２ａに付勢手段２４が設けられている。付勢手段２４は、フランジ１２ａの負荷側面に形成された凹部２４ａと、凹部２４ａ内に配置されたコイルばね２４ｂと、で構成される。コイルばね２４ｂは、スラスト軸受１８がフランジ１２ａに隙間嵌めされたときに押し縮められた状態になるようにその長さが選択される。   Therefore, in this embodiment, the urging means 24 is provided on the flange 12 a of the bearing casing 12. The biasing means 24 includes a recess 24a formed on the load side surface of the flange 12a and a coil spring 24b disposed in the recess 24a. The length of the coil spring 24b is selected so that the thrust bearing 18 is compressed when the gap is fitted into the flange 12a.

付勢手段２４は、コイルばね２４ｂの弾性力により、スラスト軸受１８の外輪１８ａを負荷側に向けてスラスト方向に付勢する。この付勢力は、スラスト軸受１８、肩部１４ｂを介して出力軸１４を負荷側に向けてスラスト方向に付勢する。こうすると、出力軸１４のラジアル方向の位置決めが、ラジアル方向の隙間が殆ど存在しない第１軸受１６によってなされるようになる。したがって、第２軸受２２のラジアル方向の内部隙間の影響を受けにくくなり、押出機のスクリューに対する出力軸１４の芯ずれを抑制することができる。   The urging means 24 urges the outer ring 18a of the thrust bearing 18 toward the load side in the thrust direction by the elastic force of the coil spring 24b. This biasing force biases the output shaft 14 toward the load side in the thrust direction via the thrust bearing 18 and the shoulder 14b. In this way, the radial positioning of the output shaft 14 is performed by the first bearing 16 having almost no radial gap. Therefore, it becomes difficult to be affected by the radial internal gap of the second bearing 22, and the misalignment of the output shaft 14 with respect to the screw of the extruder can be suppressed.

なお、付勢手段２４は、スラスト軸受１８の外輪１８ａに周方向で均等に付勢力を与えるために、フランジ１２ａの負荷側面に等間隔で複数（例えば４つ）配置されることが好ましい。   Note that a plurality of (for example, four) biasing means 24 are preferably arranged at equal intervals on the load side surface of the flange 12a in order to uniformly apply a biasing force to the outer ring 18a of the thrust bearing 18 in the circumferential direction.

以上、本発明の実施の形態について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The embodiment of the present invention has been described above. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective components, and such modifications are within the scope of the present invention.

実施の形態では、付勢手段を軸受ケーシングに設けてスラスト軸受の外輪に付勢力を及ぼすことを述べた。しかしながら、本発明では、出力軸をスラスト方向に付勢できれば、付勢手段の構造および位置は限られない。例えば、スラスト軸受の外輪ではなく、スラスト軸受の内輪に付勢力を与えるようにしてもよい。この場合、例えば出力軸１４の肩部１４ｂの反負荷側面に、上述した凹部２４ｂと同様の凹部を形成し、凹部内にコイルばねを配置してもよい。あるいは、第２軸受２２にスラスト方向の付勢力を与えるようにしてもよい。   In the embodiment, it has been described that the biasing means is provided in the bearing casing to exert a biasing force on the outer ring of the thrust bearing. However, in the present invention, as long as the output shaft can be urged in the thrust direction, the structure and position of the urging means are not limited. For example, an urging force may be applied not to the outer ring of the thrust bearing but to the inner ring of the thrust bearing. In this case, for example, a concave portion similar to the concave portion 24b described above may be formed on the anti-load side surface of the shoulder portion 14b of the output shaft 14, and a coil spring may be disposed in the concave portion. Alternatively, a thrust force in the thrust direction may be applied to the second bearing 22.

また、付勢手段についても、凹部内にコイルばねを配置する構造に限定されず、例えばフランジ１２ａの負荷側面または出力軸１４の肩部１４ｂの反負荷側面に皿ばねを配置して、スラスト方向に付勢力を与えてもよい。   Further, the urging means is not limited to the structure in which the coil spring is disposed in the recess. For example, a disc spring is disposed on the load side surface of the flange 12a or the shoulder 14b of the output shaft 14 and the thrust direction. An energizing force may be given to.

実施の形態においては、第２軸受２２が自動調心型の軸受とされていたが、これに限定されず、内部隙間を有する軸受であれば、本発明の効果を得ることができる。   In the embodiment, the second bearing 22 is a self-aligning bearing. However, the present invention is not limited to this, and the effect of the present invention can be obtained as long as the bearing has an internal gap.

１２ 軸受ケーシング、 １４ 出力軸、 １６ 第１軸受、 １８ スラスト軸受、 １８ａ 外輪、 ２２ 第２軸受、 ２４ 付勢手段、 ２４ａ 凹部、 ２４ｂ コイルばね、 ９０ 減速機構、 １００ 減速装置。   12 bearing casing, 14 output shaft, 16 first bearing, 18 thrust bearing, 18a outer ring, 22 second bearing, 24 biasing means, 24a recess, 24b coil spring, 90 speed reduction mechanism, 100 speed reduction device.

Claims (3)

ケーシングと、
出力軸と、
負荷側において前記出力軸を支持する第１軸受と、
反負荷側において前記出力軸を支持する第２軸受と、
を備える減速装置であって、
前記出力軸をスラスト方向に付勢する付勢手段をさらに備えることを特徴とする減速装置。 A casing,
An output shaft;
A first bearing supporting the output shaft on the load side;
A second bearing for supporting the output shaft on the non-load side;
A speed reducer comprising:
A speed reducer, further comprising biasing means for biasing the output shaft in a thrust direction. 前記第１軸受と前記第２軸受との間に配置されるスラスト軸受をさらに備え、
前記スラスト軸受の外輪は前記ケーシングに隙間嵌めで組み込まれており、
前記付勢手段は前記スラスト軸受の外輪を負荷側へ向けて付勢することを特徴とする請求項１に記載の減速装置。 A thrust bearing disposed between the first bearing and the second bearing;
The outer ring of the thrust bearing is incorporated in the casing with a clearance fit,
2. The reduction gear according to claim 1, wherein the biasing means biases the outer ring of the thrust bearing toward the load side. 前記付勢手段は、前記ケーシングまたは前記出力軸に設けられた凹部と、該凹部内に配置されたばねと、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の減速装置。   The speed reducing device according to claim 1, wherein the biasing unit includes a recess provided in the casing or the output shaft, and a spring disposed in the recess.
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