JP4694899B2 - 減速機の軸受予圧機構 - Google Patents

Description

本発明は、減速機に用いられ、固定ケーシングに対して回転ケーシングを回転自在に支持する軸受に予圧を付与する減速機の軸受予圧機構に関する。

従来、減速機に用いられて、固定ケーシングに対して回転ケーシングを回転自在に支持する軸受に予圧を付与する減速機の軸受予圧機構（以下、単に「軸受予圧機構」ともいう）が知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１に記載された軸受予圧機構は、固定ケーシングの側面に軸受押え板がボルトで固着されているものであり、これにより軸受に対して予荷重（予圧）を付与するようになっている。しかし、この特許文献１に記載の軸受予圧機構では、複数の軸受押え板やボルトを用いて軸受に予圧を付与するものであるため、部品点数の増大を招いてしまうという問題がある。一方、特許文献２においては、リング状の部材を２つに分割した半円弧状部材を溝に挿入するとともに、その外周にさらにリングを装着して保持する機構が開示されている。

実用新案登録第２５８４７０９号公報 特開平９−２４０５２５号公報

しかしながら、軸受には耐久性を安定させるために予圧を付与する必要があり、特許文献２に開示された機構の場合、軸受をプレス等で変形させた上でリングを装着する必要があり、組立工程が増えてしまうという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、部品点数削減のためにリングを用いる場合においても、簡易な手段によって軸受に予圧を付与することができる減速機の軸受予圧機構を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び効果

本発明に係る減速機の軸受予圧機構は、減速機に用いられ、固定ケーシングに対して回転ケーシングを回転自在に支持する軸受に予圧を付与する減速機の軸受予圧機構に関する。
そして、本発明に係る減速機の軸受予圧機構は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。即ち、本発明の減速機の軸受予圧機構は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係る減速機の軸受予圧機構における第１の特徴は、外周に段部が形成されている前記固定ケーシングと、一対の軸受として形成されるとともに、前記段部に一端側が係合する軸受ユニットと、前記固定ケーシングの外周であって、前記軸受ユニットの他端側が対向する位置に形成されている溝と、前記溝に嵌合することで、予圧を与えた状態で前記軸受ユニットの他端側の位置を規定するリングと、前記一対の軸受の間に挟持され、前記固定ケーシングに対して当該一対の軸受を介して回転自在に支持された前記回転ケーシングと、を備え、前記溝における前記軸受ユニット側の端面は、前記段部からの距離が前記軸受ユニットの幅よりも短くなる位置に形成され、前記リングは、前記溝に挿入される側に厚みが薄くなるように形成されている導入部が設けられるとともに、その両側面が前記軸受ユニットから加わる荷重の方向に対して垂直な平面となるように形成され、前記リングが前記導入部から前記溝に挿入された状態で、当該リングの前記両側面が前記溝の両側の端面とそれぞれ対向するとともに、当該リングの前記両側面が前記軸受ユニットからの荷重を受けて前記一対の軸受を予圧状態で保持することである。

ここで、軸受ユニットの一端側が段部に係合する構成としては、軸受ユニットの一端側においてシム等の部材を介して段部に係合する構成（軸受ユニットにシム等の部材が備えられている構成）と、シム等の部材を介さずに係合する構成（軸受ユニットにシム等の部材が備えられていない構成）とのいずれもが含まれるものである。
本発明の構成によると、段部から溝の軸受ユニット側端面までの距離が軸受ユニットの幅よりも短くなるように形成されており、この溝にリングをその薄く形成された導入部から挿入していくことで、軸受を付与する予圧を徐々に発生させながら最終的な予圧状態まで容易に移行させることができる。したがって、部品点数削減のためにリングを用いる場合においても、簡易な手段によって軸受に予圧を付与することができる。このため、組立工程の簡略化を図ることができる。

また、本発明に係る減速機の軸受予圧機構における第２の特徴は、前記導入部は、前記リングの内周部の全周にわたって設けられるとともにテーパ状の面として形成されていることである。

この構成によると、テーパ状の面としての導入部がリングの内周部の全周にわたって形成されているため、軸受を予圧状態で保持するためにリングを溝に装着することを非常に容易に実現することができる。

また、本発明に係る減速機の軸受予圧機構における第３の特徴は、前記リングは、分割された状態の２つの半割部分により形成されており、前記導入部は、前記２つの半割部分のそれぞれにおいて、分割位置に対応する両端部に形成されている薄肉状の部分であることである。

この構成によると、半割部分の両端部に形成された薄肉状の部分として導入部が形成されているため、十分な長さの導入部を確保した上で、軸受ユニットから加わる荷重の方向に垂直な平面となるように形成された導入部以外の部分の長さを長くすることができる。このため、リングを溝に装着した場合にガタが発生することを抑制することができる。

また、本発明に係る減速機の軸受予圧機構における第４の特徴は、前記固定ケーシングの端部には、遊星歯車を保持するキャリアの端部が挿入されて保持されており、前記キャリアの前記固定ケーシングに挿入される側の端部には、前記リングの外周に係合する凸部が形成されていることである。

この構成によると、キャリアを固定ケーシングの端部に挿入した際に、キャリアの凸部がリングの外周と係合するため、キャリアがリングの抜け止め機構として機能することになる。このため、別途リングの抜け止め機構を設ける必要もなく部品点数の減少を図ることができるとともに、組立工程の簡略化も図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明は、減速機に用いられて、固定ケーシングに対して回転ケーシングを回転自在に支持する軸受に予圧を付与する減速機の軸受予圧機構に関して、広く適用することができる。例えば、建設機械に備えられる走行用装置における減速機に対してその軸受予圧機構として用いることができるが、その用途に限らず、より広範な用途に対して適用でき、多くの異なる環境および各種の目的に応じて適用することができる。なお、以下の説明においては、第１および第２実施形態に分けて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る減速機の軸受予圧機構１（以下、単に「軸受予圧機構１」という）が備えられている減速機１０の断面図である。図１に示す減速機１０は、図示しない建設機械に備えられており、この建設機械を走行させるための油圧モータ（図示せず）が内部に配設された固定ケーシング１１、固定ケーシング１１に対して軸受を介して回転自在に支持される回転ケーシング１２、回転ケーシング１２の内部に配設される遊星歯車機構１３等を備えて構成されている。なお、図１においては、固定ケーシング１１の内部については斜線を付して省略している。

減速機１０では、駆動源である油圧モータで発生する回転駆動力がモータ出力軸１４とカップリング１６を介して連結された入力軸１５に伝達され、更に遊星歯車機構１３で減速して伝達される。そして、最終的に回転ケーシング１２が回転駆動されることで、回転ケーシング１２に設けられたフランジ部２４に取り付けられた図示しないスプロケットを介して図示しない被駆動部が駆動されるようになっている。なお、遊星歯車機構１３では、まず、入力軸１５の回転が、第１キャリアに回転自在に支持されるとともに第１太陽歯車１７と噛合する第１遊星歯車１９に伝達され、第１遊星歯車１９が回転ケーシング１２の内歯２３と噛合しながら公転する。そして、第１遊星歯車１９の公転とともに第１キャリア１８が回転してこれにスプライン結合された第２太陽歯車２０が回転し、これにより、第２キャリア２１に回転自在に支持されるとともに第２太陽歯車２０に噛合する第２遊星歯車２２が回転する。第２キャリア２１の端部２６は固定ケーシング１１の端部２５に挿入されて保持されており、第２遊星歯車２２が回転することでこれに内歯２３が噛合する回転ケーシング１２が回転駆動されるようになっている。

次に、第１実施形態に係る軸受予圧機構１について説明する。軸受予圧機構１は、前述のように、減速機１０に用いられ、固定ケーシング１１に対して回転ケーシング１２を回転自在に支持する軸受に予圧を付与する機構として構成されており、固定ケーシング１１と、回転ケーシング１２と、軸受ユニット２７と、溝２８と、リング２９と、第２キャリア２１とを備えて構成されている。

図２は、図１において点線IIで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図１および図２に示すように、固定ケーシング１１は、その端部２５が回転ケーシング１２の中空円筒状の開口に挿入された状態で配置されており、その外周において全周にわたって延びるように形成されている段部３０が設けられている。また、固定ケーシング１１の端部２５には、第２遊星歯車２０を保持する第２キャリア２１の端部２６がスプライン結合により連結されている。なお、この第２キャリア２１が、端部２６が固定ケーシング１１の端部２５に挿入保持される本実施形態のキャリアに該当する。そして、この第２キャリア２１の固定ケーシング１１に挿入される側の端部２６には、凸部３６が形成されている。この凸部３６は、第２キャリア２１が固定ケーシング１１に挿入保持された際に、後述するリング２９の外周に係合するようになっている。

軸受ユニット２７は、図１および図２に示すように、一対の軸受（３１ａ、３１ｂ）として形成されている。そして、この軸受ユニット２７は、固定ケーシング１１の段部３０に一端側３７が係合するように、すなわち、一方の軸受３１ａのインナーレース３２ａの側面が段部３０にシム３５を介して係合するように構成されている（図２参照）。なお、本実施形態においては、インナーレース３２ａと段部３０との間における空間調整用のシム３５は軸受ユニット２７に含まれる要素として構成されているが、シム３５は配設されていないものとして構成されていてもよい。すなわち、シム３５が備えられていない軸受ユニット２７の一端側３７（この場合、インナーレース３２ａの側面が一端側３７を構成することになる）と段部３０とが係合するものであってもよい。

また、図１および図２に示すように、溝２８は、固定ケーシング１１の外周であって、軸受ユニット２７の他端側３８が対向する位置に設けられており、固定ケーシング１１の全周にわたって延びるように形成されている。なお、溝２８における軸受ユニット２７側の端面３９ａは、固定ケーシング１１の段部３０からの距離が軸受ユニット２７の幅（リング２９が溝２８に挿入されていない状態における一端側３７と他端側３８との間の距離）よりも短くなる位置に形成されている。

回転ケーシング１２は、図１および図２に示すように、軸受ユニット２７の一対の軸受３１ａ及び３１ｂの間に挟持されており、これにより、固定ケーシング１１に対してこの一対の軸受（３１ａ、３１ｂ）を介して回転自在に支持されるようになっている。すなわち、回転ケーシング１２の内周には、一対の軸受３１ａおよび３１ｂに挟持される部分として、周方向にわたって延びるように形成されている突部３４が設けられている。この突部３４は、軸受３１ａのアウターレース３３ａと軸受３１ｂのアウターレース３３ｂとの間で挟持されるようになっている。

リング２９は、図１および図２に示すように、溝２８に嵌合することで、予圧を与えた状態で軸受ユニット２７の他端側３８の位置を規定するように構成されている。このリング２９は、分割された状態の２つの半割部分４０により形成されている。図３は、リング２９における１つの半割部分４０についての平面図（図３（ａ））とそのｂ線矢視方向から見た側面図（図３（ｂ））とを示したものである。この図３に示すように、リング２９には、溝２８に挿入される側（リング２９の内周側）に厚みが薄くなるように形成されている導入部４１が設けられている。この導入部４１は、リング２９の内周部の全周にわたって（各半割部分４０についてはそれぞれその半周全てにわたって）設けられるとともにテーパ状の面として形成されている。

また、リング２９は、図１乃至図３に示すように、その両側面（４２ａ、４２ｂ）が軸受ユニット２７から加わる荷重の方向（減速機１０の入力軸１５と平行な方向）に対して垂直な面となるように形成されている。そして、リング２９を構成する２つの半割部分４０がそれぞれ溝２８に挿入された状態では、図２によく示すように、リング２９の各半割部分４０の両側面（４２ａ、４２ｂ）が溝２８の両側の端面（３９ａ、３９ｂ）とそれぞれ対向するように配設されることになる。そして、このようにリング２９が溝２８に挿入されることで、このリング２９が軸受ユニット２７からの荷重を受けて一対の軸受（３１ａ、３１ｂ）を予圧状態で保持するようになっている。

上述した構成を備える軸受予圧機構１は、固定ケーシング１１の段部３０から溝２８の軸受ユニット側端面３９ａまでの距離が軸受ユニット２７の幅よりも短くなるように形成されている。このため、溝２８にリング２９を構成する２つの半割部分４０をその薄く形成された導入部４１から挿入していくことで、一対の軸受（３１ａ、３１ｂ）を付与する予圧を徐々に発生させながら最終的な予圧状態まで容易に移行させることができるようになっている。

また、この軸受予圧機構１では、リング２９が溝２８に挿入されて軸受（３１ａ、３１ｂ）に予圧が付与される状態になった後に、第２キャリア２１が固定ケーシング１１の端部２５に挿入保持されることになる。これにともなって、第２キャリア２１の端部２６に設けられた凸部３６とリング２９の外周とが係合するようになっている。

以上説明したように、第１実施形態に係る軸受予圧機構１によると、部品点数削減のためにリング２９を用いる場合においても、簡易な手段によって軸受（３１ａ、３１ｂ）に予圧を付与することができる。このため、組立工程の簡略化を図ることができる。

また、軸受予圧機構１によると、テーパ状の面としての導入部４１がリング２９の内周部の全周にわたって形成されているため、軸受（３１ａ、３１ｂ）を予圧状態で保持するためにリング２９を溝２８に装着することを非常に容易に実現することができる。

また、軸受予圧機構１によると、リング２９の両側面（４２ａ、４２ｂ）が軸受ユニット２７から加わる荷重の方向に対して垂直な平面となるように形成されているため、より大きな荷重も受けることができるようになっている。

また、軸受予圧機構１によると、第２キャリア２１を固定ケーシング１１の端部２５に挿入した際に、第２キャリア２１の凸部３６がリング２９の外周と係合するため、第２キャリア２１がリング２９の抜け止め機構として機能することになる。このため、別途リング２９の抜け止め機構を設ける必要もなく部品点数の減少を図ることができるとともに、組立工程の簡略化も図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る減速機の軸受予圧機構について説明する。第２実施形態に係る軸受予圧機構は、第１実施形態に係る軸受予圧機構１と同様に図１に示す減速機１０において用いられ、軸受予圧機構１と同様の構成を備えている。但し、溝２８に挿入されるリングにおける導入部の形状が、軸受予圧機構１とは異なっている。

図４は、第２実施形態の軸受予圧機構におけるリング４３を説明する図であって、第１実施形態の図３に対応する図である。リング４３は、第１実施形態のリング２９と同様に、分割された状態の２つの半割部分４４により形成されている。この各半割部分４４には、溝２８に挿入される側（内周側）に厚みが薄くなるように形成されている導入部４５が設けられている。そして、この導入部４５は、２つの半割部分４４のそれぞれにおいて、分割位置に対応する両端部に設けられている薄肉状の部分として形成されている。なお、導入部４５以外の部分（分割位置に対応する両端部以外の部分）には、第１実施形態のリング２９と同様に、軸受ユニット２７から加わる荷重の方向に対して垂直な平面となるように形成された両側面（４２ａ、４２ｂ）が設けられている。

図５は、図４（ａ）のV−V線矢視位置に対応する断面図を示したものである。図５に示すように、リング４３の導入部４５を構成する薄肉状の部分は、分割位置に対応する両端部においてその先端側にかけて傾斜したテーパ状の面を備える部分として形成されている。

第２実施形態の軸受予圧機構によると、第１実施形態と同様に、リング４３を用いても、リング４３に導入部４５が形成されているため、簡易な手段によって軸受（３１ａ、３１ｂ）に予圧を付与することができる。このため、組立工程の簡略化を図ることができる。そして、この軸受予圧機構によると、リング４３における各半割部分４４の両端部に形成された薄肉状の部分として導入部４５が形成されているため、十分な長さの導入部４５を確保した上で、軸受ユニット２７から加わる荷重の方向に垂直な平面（４２ａ、４２ｂ）となるように形成された導入部４５以外の部分の長さを長くすることができる。このため、リング４３を溝２８に装着した場合にガタが発生することを抑制することができる。

なお、図６は、リング４３の変形例を示したものであって、図５に相当する図である。図６に示す変形例に係るリング４６では、分割位置に対応する両端部の薄肉状の部分として形成された導入部４７は、段状に薄くなった部分として形成されている。このリング４６を溝２８に挿入するときは、最初にリング４６を溝２８の深さ方向に対して少し傾けた状態で挿入していくことで、挿入し易くすることができる。このような導入部４７が設けられたリング４６においても、リング４３と同様の作用効果を奏することができる。

以上、第１および第２実施形態を例にとって本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

本発明の第１実施形態に係る軸受予圧機構が備えられている減速機の断面図である。 図１において点線IIで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。 図１に示す軸受予圧機構のリングにおける１つの半割部分を示す図である。 本発明の第２実施形態の軸受予圧機構におけるリングを説明する図である。 図４（ａ）のV−V線矢視位置に対応する断面図を示したものである。 図５に示すリングの変形例を示す図である。

符号の説明

１ 減速機の軸受予圧機構
１０ 減速機
１１ 固定ケーシング
１２ 回転ケーシング
２７ 軸受ユニット
２８ 溝
２９ リング
３０ 段部
３１ａ、３１ｂ 一対の軸受
３７ 軸受ユニットの一端側
３８ 軸受ユニットの他端側
３９ａ、３９ｂ 溝の端面
４１ 導入部
４２ａ、４２ｂ リングの側面

Claims (4)

1. 減速機に用いられ、固定ケーシングに対して回転ケーシングを回転自在に支持する軸受に予圧を付与する減速機の軸受予圧機構であって、
   外周に段部が形成されている前記固定ケーシングと、
   一対の軸受として形成されるとともに、前記段部に一端側が係合する軸受ユニットと、
   前記固定ケーシングの外周であって、前記軸受ユニットの他端側が対向する位置に形成されている溝と、
   前記溝に嵌合することで、予圧を与えた状態で前記軸受ユニットの他端側の位置を規定するリングと、
   前記一対の軸受の間に挟持され、前記固定ケーシングに対して当該一対の軸受を介して回転自在に支持された前記回転ケーシングと、
   を備え、
   前記溝における前記軸受ユニット側の端面は、前記段部からの距離が前記軸受ユニットの幅よりも短くなる位置に形成され、
   前記リングは、前記溝に挿入される側に厚みが薄くなるように形成されている導入部が設けられるとともに、その両側面が前記軸受ユニットから加わる荷重の方向に対して垂直な平面となるように形成され、
   前記リングが前記導入部から前記溝に挿入された状態で、当該リングの前記両側面が前記溝の両側の端面とそれぞれ対向するとともに、当該リングの前記両側面が前記軸受ユニットからの荷重を受けて前記一対の軸受を予圧状態で保持することを特徴とする減速機の軸受予圧機構。
2. 前記導入部は、前記リングの内周部の全周にわたって設けられるとともにテーパ状の面として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減速機の軸受予圧機構。
3. 前記リングは、分割された状態の２つの半割部分により形成されており、
   前記導入部は、前記２つの半割部分のそれぞれにおいて、分割位置に対応する両端部に形成されている薄肉状の部分であることを特徴とする請求項１に記載の減速機の軸受予圧機構。
4. 前記固定ケーシングの端部には、遊星歯車を保持するキャリアの端部が挿入されて保持されており、
   前記キャリアの前記固定ケーシングに挿入される側の端部には、前記リングの外周に係合する凸部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の減速機の軸受予圧機構。

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