JP4425469B2 - 歯車用スラスト軸受装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の歯車用軸受装置に関する。
【０００２】
はすば歯車付き変速機において、はすばによってひき起こされる軸方向力によって、歯車が荷重される。特に荷重分配用に多数の副軸を備えた変速機の場合、その軸方向力のために、種々の運転状態において、入力軸およびこの入力軸に支持された主軸との間の範囲に配置された第２常時かみ合い歯車において、この歯車の軸受が変形される、という問題が生ずる。
【０００３】
荷重分配のために同一形状の多数の副軸を備えた変速機において、入力軸あるいは主軸に僅かな半径方向隙間をもって配置された歯車は、副軸上に配置された歯車に、半径方向に支持されている。しかし、これらの歯車がそれぞれの軸上における軸方向位置から移動しないようにするために、これらのを歯車を軸方向に支持する必要がある。しかし、はすばからの軸方向力は、歯車の位置を、軸方向に移動しようとする。
【０００４】
主に次の３つの運転状態に区別される。
【０００５】
まず、第１の危険のない運転状態において、トルクが、変速機の入力軸から、第１常時かみあい歯車を介して、副軸に伝達される。そのスラスト軸受は、比較的一様に、荷重される。
【０００６】
しかし、他の２つの運転状態において、軸方向力が、特に不利に作用する。まずその１つの運転状態は、トルクが、変速機の入力軸から、第２常時かみ合い歯車を介して、副軸に伝達されるような運転状態である。トルクはそこから、主軸に結合される任意の歯車に伝達される。もう１つの問題ある運転状態は、変速段を形成するために、入力軸が、第１および第２の常時かみ合い歯車を介して主軸に結合され、両方の常時かみ合い歯車を介してトルクが流れるときに、生ずる。
【０００７】
その前者の運転状態において生ずる軸方向力は、第２常時かみ合い歯車を、入力軸から軸方向に離れる方へ動かすように、作用する。後者の運転状態で生ずる軸方向力は、第２常時かみ合い歯車を、入力軸の方へ軸方向に移動するように、作用する。そのいずれの場合も、軸方向力は、第２常時かみ合い歯車のスラスト軸受を傾斜させる。
【０００８】
ＤＥ１９６３３２８１号明細書において、第２常時かみ合い歯車に対するスラスト軸受が知られている。そこで利用されているディスクは、両側がそれぞれ、ころ軸受によって包囲されている。軸方向力は、ディスクを傾斜させ、周辺ホルダの形をしたころ軸受を損傷し、その結果、軸受の寿命をかなり縮める。
【０００９】
本発明の課題は、ころ軸受が傾くという問題を除去した軸受装置を提供することにある。
【００１０】
この課題は特許請求の範囲の請求項１に記載の手段によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明に基づいて、第１軸および第２軸が、同軸的に位置すると共に互いに異なった回転数で回転でき、第１および第２の両軸の回転中心線の方向における軸方向力をバランスするために歯車が配置され、この歯車が、第１スラスト軸受と第２スラスト軸受との間に設けられている手段上、特にディスク上に配置されているような歯車式変速機における、第１軸と第２軸との間の範囲にある歯車に対する軸受装置において、第１軸と第１スラスト軸受との間および第２スラスト軸受と第２軸との間に、それぞれディスクが設けられ、これらのディスクは、それぞれの軸と線で接触するようになっており、前記ディスクは、基本状態においては前記回転中心軸に対して垂直な姿勢を取る一方で、当該垂直な姿勢を中心として一方側傾斜姿勢と他方側傾斜姿勢との間で揺動（sway）するように構成されている、ことによって解決される。
なお、補正前の表現では、第１軸および第２軸が、同軸的に位置すると共に互いに異なった回転数で回転でき、第１および第２の両軸の回転中心線の方向における軸方向力をバランスするために歯車が配置され、この歯車が、第１スラスト軸受と第２スラスト軸受との間に設けられている手段上、特にディスク上に配置されているような歯車式変速機における、第１軸と第２軸との間の範囲にある歯車に対する軸受装置において、第１軸と第１スラスト軸受との間および第２スラスト軸受と第２軸との間に、それぞれディスクが設けられ、これらのディスクが、それぞれの軸と線で接触し、その接触線を中心として円錐変形運動をするように構成する、ことによって解決される。ここで円錐変形運動とは、平らなディスクが、軸方向力の作用のもとで、円錐状の環状板の形に変形することを意味し、これは、平らなディスクを皿ばねとほぼ同じ輪郭に変形することを意味する。
【００１２】
本発明の有利な実施態様において、第１軸および第２軸に、半径Ｒのラジアル面をした接触部位が形成され、これらの接触部位が、ディスクと第１、第２軸との間の線接触を可能にしている。その接触部位は、軸に直接形成されるか、あるいは有利には少なくとも部分的に、軸に結合された構造部品に設けられる。
【００１３】
接触部位の半径Ｒおよびディスクの厚さが、発生する軸方向力に適合される、ことが有利である。
【００１４】
本発明に基づく軸受装置によれば、軸方向力から生じ、特に歯車のはすばから生ずる傾斜姿勢が吸収され、軸間のスラスト軸受特にころ軸受から遠ざけられる。
【００１５】
以下図を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１６】
第１軸２０は、ここでは一部しか示されていないシフトスリーブ２２を支持している。このシフトスリーブ２２は、中立位置から、紙面において「右側」に、第１軸２０と歯車２４との間でトルクを伝達する位置へ切り換えられる。その歯車２４は、変速機の第２常時かみ合い歯車である。第１軸２０は、回転中心線１２を中心として回転できる。歯車２４は、第１軸２０上に、ディスク２６によって、半径方向および軸方向に保持されている。ディスク２６は、軸方向の両側がそれぞれころ軸受２８、３０で包囲されている。これによって、ディスク２６は、従って歯車２４は、第１軸２０に対して自由に回転できる。ディスク２６は、軸方向において一方にころ軸受２８を介してまずディスク１０に接触支持されている。このディスク１０は、第１軸２０の段部（ラジアル面）３２に接している。
【００１７】
ディスク２６は、軸方向の反対側において、ころ軸受３０を介してまずディスク１４に接触支持されている。このディスク１４は、リング３４に接している。このリング３４は外周溝３６を有し、この外周溝３６に止め輪３８がはめ込まれ、この止め輪３８は、その周溝内を案内されている。リング３４は、軸方向でころ軸受３０と反対の側において、もう１つのころ軸受４０およびこれに隣接するディスク４２によって、保持されている。このディスク４２は、第１軸２０上に止め輪４４によって、固定されている。
【００１８】
リング３４は、その軸方向距離の一部にわたって、第２軸４６の内周面側に位置している。この第２軸４６も同様に、回転中心線１２を中心として回転できる。止め輪３８は、第２軸４６にある内周溝５０内に位置している。この内周溝５０の寸法は外周溝３６の寸法に相当している。第２軸４６はかみ合いクラッチ５４を支持し、このかみ合いクラッチ５４は、第２軸４６に固く（相対回転不能に）結合されている。
【００１９】
かみ合いクラッチ５４は、第１軸２０と第２軸４６との直接的なトルク伝達を可能にする位置に示されている。その場合、トルクは、第１軸２０から、この第１軸２０に固く結合されたシフトスリーブ２２および歯車２４を介して、まずかみ合いクラッチ５４に伝達され、そこから第２軸４６に伝達される。第２軸４６と（ここに一部しか示されていない）歯車５６とを結合するために、かみ合いクラッチ５４は、中立位置から、紙面において「右側」に移動させられる。
【００２０】
一方ではディスク１０と第１軸２０における段部（ラジアル面）３２との間の接触部位５８、および他方ではディスク１４とリング３４との間の接触部位６０は、半径Ｒで形成されている。その半径Ｒを、段部３２が一側に有し、リング３４が他側に、それぞれ有している。この半径Ｒによって、ディスク１０、１４との線接触が得られる。これらの接触線１６、１８は、それぞれ回転中心線１２を中心とする円となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく歯車用軸受装置付きの変速機の一部断面図。
【符号の説明】
１０ ディスク
１２ 回転中心線
１４ ディスク
１６ 接触線
１８ 接触線
２０ 第１軸
２２ シフトスリーブ
２４ 歯車
２６ ディスク
２８ ころ軸受
３０ ころ軸受
３２ 段部（ラジアル面）
３４ リング
３６ 外周溝
３８ 止め輪
４０ ころ軸受
４２ ディスク
４４ 止め輪
４６ 第２軸
５０ 内周溝
５４ かみ合いクラッチ
５６ 歯車
５８ 接触部位
６０ 接触部位
Ｒ 半径
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の歯車用軸受装置に関する。
【０００２】
はすば歯車付き変速機において、はすばによってひき起こされる軸方向力によって、歯車が荷重される。特に荷重分配用に多数の副軸を備えた変速機の場合、その軸方向力のために、種々の運転状態において、入力軸およびこの入力軸に支持された主軸との間の範囲に配置された第２常時かみ合い歯車において、この歯車の軸受が変形される、という問題が生ずる。
【０００３】
荷重分配のために同一形状の多数の副軸を備えた変速機において、入力軸あるいは主軸に僅かな半径方向隙間をもって配置された歯車は、副軸上に配置された歯車に、半径方向に支持されている。しかし、これらの歯車がそれぞれの軸上における軸方向位置から移動しないようにするために、これらのを歯車を軸方向に支持する必要がある。しかし、はすばからの軸方向力は、歯車の位置を、軸方向に移動しようとする。
【０００４】
主に次の３つの運転状態に区別される。
【０００５】
まず、第１の危険のない運転状態において、トルクが、変速機の入力軸から、第１常時かみあい歯車を介して、副軸に伝達される。そのスラスト軸受は、比較的一様に、荷重される。
【０００６】
しかし、他の２つの運転状態において、軸方向力が、特に不利に作用する。まずその１つの運転状態は、トルクが、変速機の入力軸から、第２常時かみ合い歯車を介して、副軸に伝達されるような運転状態である。トルクはそこから、主軸に結合される任意の歯車に伝達される。もう１つの問題ある運転状態は、変速段を形成するために、入力軸が、第１および第２の常時かみ合い歯車を介して主軸に結合され、両方の常時かみ合い歯車を介してトルクが流れるときに、生ずる。
【０００７】
その前者の運転状態において生ずる軸方向力は、第２常時かみ合い歯車を、入力軸から軸方向に離れる方へ動かすように、作用する。後者の運転状態で生ずる軸方向力は、第２常時かみ合い歯車を、入力軸の方へ軸方向に移動するように、作用する。そのいずれの場合も、軸方向力は、第２常時かみ合い歯車のスラスト軸受を傾斜させる。
【０００８】
ＤＥ１９６３３２８１号明細書において、第２常時かみ合い歯車に対するスラスト軸受が知られている。そこで利用されているディスクは、両側がそれぞれ、ころ軸受によって包囲されている。軸方向力は、ディスクを傾斜させ、周辺ホルダの形をしたころ軸受を損傷し、その結果、軸受の寿命をかなり縮める。
【０００９】
本発明の課題は、ころ軸受が傾くという問題を除去した軸受装置を提供することにある。
【００１０】
この課題は特許請求の範囲の請求項１に記載の手段によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明に基づいて、第１軸および第２軸が、同軸的に位置すると共に互いに異なった回転数で回転でき、第１および第２の両軸の回転中心線の方向における軸方向力をバランスするために歯車が配置され、この歯車が、第１スラスト軸受と第２スラスト軸受との間に設けられている手段上、特にディスク上に配置されているような歯車式変速機における、第１軸と第２軸との間の範囲にある歯車に対する軸受装置において、第１軸と第１スラスト軸受との間および第２スラスト軸受と第２軸との間に、それぞれディスクが設けられ、これらのディスクは、それぞれの軸と線で接触するようになっており、前記ディスクは、基本状態においては前記回転中心軸に対して垂直な姿勢を取る一方で、当該垂直な姿勢を中心として一方側傾斜姿勢と他方側傾斜姿勢との間で揺動（sway）するように構成されている、ことによって解決される。
なお、補正前の表現では、第１軸および第２軸が、同軸的に位置すると共に互いに異なった回転数で回転でき、第１および第２の両軸の回転中心線の方向における軸方向力をバランスするために歯車が配置され、この歯車が、第１スラスト軸受と第２スラスト軸受との間に設けられている手段上、特にディスク上に配置されているような歯車式変速機における、第１軸と第２軸との間の範囲にある歯車に対する軸受装置において、第１軸と第１スラスト軸受との間および第２スラスト軸受と第２軸との間に、それぞれディスクが設けられ、これらのディスクが、それぞれの軸と線で接触し、その接触線を中心として円錐変形運動をするように構成する、ことによって解決される。ここで円錐変形運動とは、平らなディスクが、軸方向力の作用のもとで、円錐状の環状板の形に変形することを意味し、これは、平らなディスクを皿ばねとほぼ同じ輪郭に変形することを意味する。
【００１２】
本発明の有利な実施態様において、第１軸および第２軸に、半径Ｒのラジアル面をした接触部位が形成され、これらの接触部位が、ディスクと第１、第２軸との間の線接触を可能にしている。その接触部位は、軸に直接形成されるか、あるいは有利には少なくとも部分的に、軸に結合された構造部品に設けられる。
【００１３】
接触部位の半径Ｒおよびディスクの厚さが、発生する軸方向力に適合される、ことが有利である。
【００１４】
本発明に基づく軸受装置によれば、軸方向力から生じ、特に歯車のはすばから生ずる傾斜姿勢が吸収され、軸間のスラスト軸受特にころ軸受から遠ざけられる。
【００１５】
以下図を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１６】
第１軸２０は、ここでは一部しか示されていないシフトスリーブ２２を支持している。このシフトスリーブ２２は、中立位置から、紙面において「右側」に、第１軸２０と歯車２４との間でトルクを伝達する位置へ切り換えられる。その歯車２４は、変速機の第２常時かみ合い歯車である。第１軸２０は、回転中心線１２を中心として回転できる。歯車２４は、第１軸２０上に、ディスク２６によって、半径方向および軸方向に保持されている。ディスク２６は、軸方向の両側がそれぞれころ軸受２８、３０で包囲されている。これによって、ディスク２６は、従って歯車２４は、第１軸２０に対して自由に回転できる。ディスク２６は、軸方向において一方にころ軸受２８を介してまずディスク１０に接触支持されている。このディスク１０は、第１軸２０の段部（ラジアル面）３２に接している。
【００１７】
ディスク２６は、軸方向の反対側において、ころ軸受３０を介してまずディスク１４に接触支持されている。このディスク１４は、リング３４に接している。このリング３４は外周溝３６を有し、この外周溝３６に止め輪３８がはめ込まれ、この止め輪３８は、その周溝内を案内されている。リング３４は、軸方向でころ軸受３０と反対の側において、もう１つのころ軸受４０およびこれに隣接するディスク４２によって、保持されている。このディスク４２は、第１軸２０上に止め輪４４によって、固定されている。
【００１８】
リング３４は、その軸方向距離の一部にわたって、第２軸４６の内周面側に位置している。この第２軸４６も同様に、回転中心線１２を中心として回転できる。止め輪３８は、第２軸４６にある内周溝５０内に位置している。この内周溝５０の寸法は外周溝３６の寸法に相当している。第２軸４６はかみ合いクラッチ５４を支持し、このかみ合いクラッチ５４は、第２軸４６に固く（相対回転不能に）結合されている。
【００１９】
かみ合いクラッチ５４は、第１軸２０と第２軸４６との直接的なトルク伝達を可能にする位置に示されている。その場合、トルクは、第１軸２０から、この第１軸２０に固く結合されたシフトスリーブ２２および歯車２４を介して、まずかみ合いクラッチ５４に伝達され、そこから第２軸４６に伝達される。第２軸４６と（ここに一部しか示されていない）歯車５６とを結合するために、かみ合いクラッチ５４は、中立位置から、紙面において「右側」に移動させられる。
【００２０】
一方ではディスク１０と第１軸２０における段部（ラジアル面）３２との間の接触部位５８、および他方ではディスク１４とリング３４との間の接触部位６０は、半径Ｒで形成されている。その半径Ｒを、段部３２が一側に有し、リング３４が他側に、それぞれ有している。この半径Ｒによって、ディスク１０、１４との線接触が得られる。これらの接触線１６、１８は、それぞれ回転中心線１２を中心とする円となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく歯車用軸受装置付きの変速機の一部断面図。
【符号の説明】
１０ ディスク
１２ 回転中心線
１４ ディスク
１６ 接触線
１８ 接触線
２０ 第１軸
２２ シフトスリーブ
２４ 歯車
２６ ディスク
２８ ころ軸受
３０ ころ軸受
３２ 段部（ラジアル面）
３４ リング
３６ 外周溝
３８ 止め輪
４０ ころ軸受
４２ ディスク
４４ 止め輪
４６ 第２軸
５０ 内周溝
５４ かみ合いクラッチ
５６ 歯車
５８ 接触部位
６０ 接触部位
Ｒ 半径
Claims (3)
- 第１軸（２０）および第２軸（４６）が同軸的に位置すると共に互いに異なった回転数で回転でき、第１および第２の両軸（２０、４６）の回転中心線（１２）の方向における軸方向力をバランスするために歯車（２４）が配置され、この歯車（２４）が、第１スラスト軸受（２８）と第２スラスト軸受（３０）との間に設けられている手段（２６）上に配置されているような歯車式変速機における、第１軸（２０）と第２軸（４６）との間の範囲にある歯車（２４）に対する軸受装置において、
第１軸（２０）と第１スラスト軸受（２８）との間および第２スラスト軸受（３０）と第２軸（４６）との間に、それぞれディスク（１０、１４）が設けられ、これらのディスク（１０、１４）は、それぞれの軸（２０、４６）と線（１６、１８）で接触するようになっており、
前記ディスク（１０、１４）は、基本状態においては前記回転中心軸（１２）に対して垂直な姿勢を取る一方で、当該垂直な姿勢を中心として一方側傾斜姿勢と他方側傾斜姿勢との間で揺動するように構成されている
ことを特徴とする歯車式変速機の歯車用軸受装置。 - 第１軸（２０）および第２軸（４６）に、所定の曲率半径（Ｒ）の接触部位（５８、６０）が形成され、これらの接触部位（５８、６０）が、ディスク（１０、１４）と第１、第２軸（２０、４６）との間の線接触を可能にしている
ことを特徴とする請求項１記載の歯車用軸受装置。 - 接触部位（６０）が、第２軸（４６）に結合された構造部品（３４）に設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の歯車用軸受装置。
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| JP4425469B2 true JP4425469B2 (ja) | 2010-03-03 |
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| JP2000569146A Expired - Fee Related JP4425469B2 (ja) | 1998-09-09 | 1999-09-03 | 歯車用スラスト軸受装置 |
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