JP6452281B2 - Shaft member support structure - Google Patents
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Description
本発明は、軸部材の支持構造に関する。 The present invention relates to a shaft member support structure.
特許文献1に、減速機の出力軸の支持に当たって、該出力軸に外嵌された軸受と、出力軸に設けられた止め輪溝に配置された止め輪と、を備えた支持構造が開示されている。止め輪は、軸受の内輪の軸方向移動を規制している。 Patent Document 1 discloses a support structure including a bearing that is externally fitted to the output shaft and a retaining ring that is disposed in a retaining ring groove provided on the output shaft when supporting the output shaft of the reduction gear. ing. The retaining ring restricts the axial movement of the inner ring of the bearing.
このような止め輪を用いて軸受の軸方向移動を規制する構造は、特に、出力軸にアキシャル荷重が掛かるような用途において、該出力軸をより確実に支持することができるというメリットがある。 The structure that restricts the axial movement of the bearing using such a retaining ring has an advantage that the output shaft can be more reliably supported particularly in an application in which an axial load is applied to the output shaft.
この支持構造では、出力軸上における止め輪の反軸受側に、オイルシールが配置され、軸受および止め輪の存在する空間を、減速機の外部に対して封止している。 In this support structure, an oil seal is disposed on the output shaft on the side opposite to the retaining ring, and the space where the bearing and retaining ring are present is sealed from the outside of the speed reducer.
しかしながら、上記止め輪は、単に出力軸に設けられた止め輪溝に係止されたものであったため、軸部材に強いアキシャル荷重が掛かった場合には、まれに、止め輪が抜け落ちることがあるという問題があった。 However, since the retaining ring is simply locked in a retaining ring groove provided on the output shaft, the retaining ring may come off in rare cases when a strong axial load is applied to the shaft member. There was a problem.
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、軸部材をより確実に支持することのできる軸部材の支持構造を提供することをその課題としている。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a support structure for a shaft member that can support the shaft member more reliably.
本発明は、軸部材と、該軸部材に外嵌された軸受と、前記軸部材に設けられた止め輪溝に配置され、前記軸受の内輪の軸方向移動を規制する止め輪と、前記軸部材に外嵌され、前記止め輪が前記止め輪溝から外れるのを防止する抜け止め部材と、を有し、該抜け止め部材の外周にオイルシールが配置され、前記軸部材は、大径部と小径部とを有し、前記止め輪は、前記大径部に配置され、前記抜け止め部材は、前記小径部に嵌合される内周部と、内周部より径方向外側に位置する外周部と、径方向から見て前記内周部と前記外周部の間に設けられるセンター部と、を有し、前記外周部は、前記大径部と径方向に対向するように延在された延在部を有し、前記外周部の外周に前記オイルシールが配置され、前記延在部は、前記止め輪と径方向に対向し、前記オイルシールは、前記大径部と径方向から見て重なり、前記センター部の軸方向幅は、前記内周部の軸方向幅よりも大きく、かつ前記外周部の軸方向幅よりも小さく、前記センター部は、前記止め輪と軸方向に対向する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。 The present invention includes a shaft member, a bearing externally fitted to the shaft member, a retaining ring that is disposed in a retaining ring groove provided in the shaft member and restricts axial movement of an inner ring of the bearing, and the shaft A retaining member that is externally fitted to the member and prevents the retaining ring from being removed from the retaining ring groove, and an oil seal is disposed on an outer periphery of the retaining member, and the shaft member has a large-diameter portion. The retaining ring is disposed in the large diameter portion, and the retaining member is positioned on the radially outer side of the inner peripheral portion and the inner peripheral portion that are fitted in the small diameter portion. An outer peripheral portion, and a center portion provided between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion as viewed from the radial direction, and the outer peripheral portion extends so as to face the large diameter portion in the radial direction. The oil seal is disposed on an outer periphery of the outer peripheral portion, and the extended portion is in a radial direction with the retaining ring. The oil seal overlaps with the large diameter portion when viewed from the radial direction, and the axial width of the center portion is larger than the axial width of the inner peripheral portion and is larger than the axial width of the outer peripheral portion. The center portion is configured to face the retaining ring in the axial direction, thereby solving the above-described problem.
本発明では、止め輪が止め輪溝から外れるのを防止する抜け止め部材を軸部材に外嵌している。この構成により、止め輪が外れるのを防止し、軸部材をより確実に支持することができるようになる。 In the present invention, a retaining member for preventing the retaining ring from coming off the retaining ring groove is externally fitted to the shaft member. With this configuration, the retaining ring can be prevented from coming off, and the shaft member can be supported more reliably.
本発明によれば、軸部材をより確実に支持することのできる軸部材の支持構造を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the support structure of the shaft member which can support a shaft member more reliably can be obtained.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は、本発明の実施形態の一例に係る軸部材の支持構造を示す断面図、図2は、図1の要部拡大断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a shaft member support structure according to an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
この実施形態では、減速機(全体は図示略)12の出力軸(軸部材)14の支持に、本発明が適用されている。 In this embodiment, the present invention is applied to support of an output shaft (shaft member) 14 of a speed reducer (not shown) 12.
すなわち、この出力軸14の支持構造は、支持されるべき軸部材である出力軸14と、該出力軸14に外嵌された第1、第2軸受16、18と、第1軸受16の内輪16Bの軸方向移動を規制する止め輪20と、出力軸14に外嵌され、止め輪20が止め輪溝22から外れるのを防止するカラー(抜け止め部材)24と、を有している。止め輪20は、出力軸14に設けられた止め輪溝22に配置されており、カラー24の外周80にオイルシール26が配置されている。
That is, the
以下、より具体的な構造について、詳細に説明する。 Hereinafter, a more specific structure will be described in detail.
出力軸14は、減速機12の減速機構12Aによって減速された回転を取り出すキャリヤフランジ部30、第2軸受18が配置される第2軸受配置部32、第1軸受16が配置される第1軸受配置部34、前記止め輪溝22、前記カラー24が配置されるカラー配置部36、および相手機械(被駆動部材)38が配置される連結部40を、軸方向にこの順で備えている。
The
キャリヤフランジ部30の外径は、d30、第2軸受配置部32の外径は、d32、第1軸受配置部34の外径は、d34、止め輪溝22は、第1軸受配置部34に配置されているため、その周辺の外径d22は、第1軸受配置部34と同一(d34=d22)、カラー配置部36の外径は、d36、連結部40の外径は、d40であり、この順に小さくなっている(d30>d32>d34=d22>d36>d40)。
The outer diameter of the
出力軸14の外側には、空間P1を挟んで減速機12のケーシング44が対向している。前記第1、第2軸受16、18は、この空間P1に配置され、出力軸14を該ケーシング44によって支持している。
The
なお、出力軸14上の符号50は、第1軸受配置部34を加工するときの工具の逃げ溝、符号52は、第2軸受配置部32を加工するときの工具の逃げ溝である。また、出力軸14の連結部40には、キー溝40Aおよびタップ孔40B(図1)が形成されており、出力軸14は、該キー溝40Aまたはタップ孔40Bを介して相手機械38と連結される構成とされている。
第1軸受16は、テーパローラ軸受であり、転動体16Aとして、円錐ローラが組み込まれている。第2軸受18は、テーパローラ軸受であり、転動体18Aとして円錐ローラが組み込まれている。
The first bearing 16 is a tapered roller bearing, and a conical roller is incorporated as the
具体的には、第1軸受16は、その内輪16Bが出力軸14の第1軸受配置部34に圧入されている。第1軸受16の内輪16Bは、スペーサ17を介して止め輪20によって、軸方向反減速機構側に移動するのが規制されている。第1軸受16の外輪16Cは、ケーシング44のケース段差部54に当接することによって、軸方向減速機構側に移動するのが規制されている。
Specifically, the
なお、スペーサ17は、軸方向幅の広いメインスペーサ17Aと、軸方向幅の狭いサブスペーサ17Bとで構成されている。サブスペーサ17Bは、軸方向幅が僅かに異なる複数の部材が用意されており、第1、第2軸受16、18の与圧を調整するためのシムとして機能している。軸方向幅の広いメインスペーサ17Aと軸方向幅の狭いサブスペーサ17Bを組み合わせて用い、かつメインスペーサ17Aを止め輪20側に配置することにより、複数用意する部材コストを低減すると共に、組付け時にサブスペーサ17Bが止め輪溝22内に落ち込んでしまう不具合が発生するのを防止できる。
The spacer 17 includes a
一方、第2軸受18は、その内輪18Bが出力軸14の第2軸受配置部32に圧入されると共に、キャリヤフランジ部30と第2軸受配置部32との径差によって形成されている出力軸段差部56によって、軸方向減速機構側に移動するのが規制されている。第2軸受18の外輪18Cは、ケーシング44のケース段差部58に当接することによって、軸方向反減速機構側に移動するのが規制されている。
On the other hand, the second bearing 18 has an
第1、第2軸受16、18は、このような構成を有して、背面合わせで出力軸14に組み込まれており、該出力軸14に掛かるラジアル荷重およびアキシャル荷重の双方を支持している。
The first and
第1軸受16の軸方向移動を規制している止め輪20は、出力軸14に設けられた前記止め輪溝22に配置され、第1軸受16の内輪16Bの軸方向反減速機構側への移動を規制している。この実施形態では、止め輪20が止め輪溝22から外れるのを防止するために、カラー(抜け止め部材)24が、出力軸14のカラー配置部36に外嵌されている。カラー24は、止め輪20と軸方向に対向している。
A
具体的には、カラー24は、全体がリング状に形成されている。カラー24の出力軸14の軸心O1を通る断面は、その最内周部60が出力軸14のカラー配置部36の軸方向幅L36と同一の軸方向幅を有している。ただし、異なる軸方向幅としてもよい。そして、当該断面の減速機構側が、面取り部62を経て3段のステップ状に軸方向に突出している。すなわち、カラー24の軸方向幅は、径方向内側の内周部66では、L66であり、径方向中央のセンター部68では、L66よりも大きなL68であり、径方向外側の外周部70では、L68よりもさらに大きなL70に形成されている。そして、このうちのセンター部68の軸方向側面68Aが、止め輪20の反減速機構側の側面21と軸方向に対向している。
Specifically, the
この構成により、カラー24は、止め輪20がスラスト力を受けたときに、そのセンター部68が変形した止め輪20に当接し、該止め輪20に当該スラスト力に対する反力を付与可能である。
With this configuration, when the
なお、この実施形態では、センター部68の軸方向側面68Aと止め輪20の反減速機構側の側面21との間には、組付け時において極めて僅かな隙間が確保されている。つまり、カラー24は、止め輪20にスラスト力が掛かっていない状態では、該止め輪20とは当接しておらず、止め輪20にスラスト力が掛かることによって初めて当接するような軸方向位置で出力軸14に外嵌(具体的には圧入)されている。これは、組付け時にカラー24を(止め輪20に圧力を与えることなく)、確実に出力軸段差部55に当接するまで押し込めるようにすることを担保するためである。しかし、カラー24は、初めから止め輪20に当接するような態様で出力軸14に外嵌されていてもよい。
In this embodiment, an extremely small gap is secured between the
また、カラー24は、止め輪20と(軸方向だけでなく)径方向にも対向している。すなわち、カラー24は、出力軸14の小径部に相当するカラー配置部36に嵌合されると共に、その外周部70が、大径部に相当する第1軸受配置部34と径方向に対向するように延在された「延在部」を構成している。より具体的には、このカラー24の外周部70は、止め輪20の径方向外側にまで延在されており、該外周部70の内周71(の一部)が止め輪20の外周23(の一部)と対向している。
The
そして、本実施形態では、カラー24の外周80が、オイルシール26の配置面とされている。既に説明したように、この実施形態におけるカラー24は、特に外周部70の軸方向幅が広いL70に設定されている。外周部70の軸方向幅L70は、オイルシール26の軸方向幅L26よりも大きく(L70>L26)、十分に余裕を持ってオイルシール26の配置面とすることができている。
In the present embodiment, the
なお、カラー24の軸方向反減速機構側は、面取り部74の径方向外側のほぼ全部が、出力軸14と直角の側面76とされている。この実施形態では、この側面76に相手機械38の一部が当接しており、カラー24によって該相手機械38から入力されてくるアキシャル荷重が受け止められるように構成されている。
Note that, on the side of the
本実施形態の第1軸受16、止め輪20、カラー24、およびオイルシール26近傍の構成を纏めるならば、出力軸14は、大径部に相当する第1軸受配置部34と小径部に相当するカラー配置部36とを有し、止め輪20は、(大径部に相当する)第1軸受配置部34に配置され、カラー24は、(小径部に相当する)カラー配置部36に嵌合されると共に、第1軸受配置部34と径方向に対向するように延在された(延在部としての)外周部70を有し、かつ、オイルシール26は、(大径部に相当する)第1軸受配置部34と径方向から見て重なっている、という構成を有していることになる。
If the configuration in the vicinity of the
次に、この出力軸の支持構造の作用を説明する。 Next, the operation of the output shaft support structure will be described.
本実施形態のように、第1軸受16に対して該第1軸受16の内輪16Bの軸方向移動を規制する止め輪20を配置すると、第1軸受16の内輪16Bに係るアキシャル荷重に対して、出力軸14と第1軸受16の内輪16Bとの間の圧入によって発生し得る応力よりも大きな応力を確保することができる。しかしながら、[発明が解決しようとする課題]の欄で既に説明したように、例えば、止め輪20を有しただけの構成では、該止め輪20に大きなアキシャル荷重が掛かったような場合には、該止め輪20が止め輪溝22から抜け出てしまうことがあり得る。
When the retaining
特に、本実施形態のように、背面合わせで配置している一対の軸受のうちの一方である第1軸受16を止め輪20によって、軸方向の移動を規制する場合、該止め輪20は、(外輪16Cではなく)内輪16Bの軸方向の移動を規制することになる。そのため、止め輪20は、ケーシング44に内嵌するのではなく、軸部材である出力軸14に外嵌する必要があるため、止め輪20と止め輪溝22との掛かり面積が小さく、止め輪20の抜け落ちの問題がより生じ易いという事情がある。
In particular, when the axial movement of the
本実施形態では、止め輪20が止め輪溝22から外れるのを防止するカラー(抜け止め部材)24を出力軸14に外嵌するようにしているため、止め輪20が止め輪溝22から抜け出てしまうのを確実に防止することができる。
In this embodiment, since the collar (prevention member) 24 that prevents the retaining
また、カラー24を止め輪20と軸方向に対向させ、止め輪20にスラスト力が掛かったときに、カラー24と当接するようにした場合、カラー24の組み込みが行われることにより、仮に、止め輪20が止め輪溝22に完全に嵌り込んでいない場合には、カラー24を出力軸段差部55に当接する位置にまで押し込むことができない、という事態が発生する。したがって、実利的な効果として、これにより、止め輪20の嵌め込みミスを見逃すことなく、必ず発見できるようになるという検証効果も得られるようになる。
In addition, when the
ここで、このようにカラー24を止め輪20に隣接して配置するように構成すると、出力軸14とケーシング44との間を封止しているオイルシール26は、もし、従来の構造を踏襲するならば、必然的にこのカラー24のさらに軸方向反減速機構側に配置することになる。その結果、出力軸14の連結部40において外部荷重が掛かるポイント(荷重重心ポイント)Lpから第1軸受16の作用点までの軸方向長さLp16がそれだけ長くなり、特に、出力軸14に相手機械38側からラジアル荷重が掛かったときの第1軸受16の負担が大きくなるという問題が発生する。同様に、出力軸14の荷重重心ポイントLpから止め輪溝22までの軸方向長さLp22もそれだけ長くなるため、止め輪溝22の周辺において出力軸14に発生する応力集中が大きくなるという問題も発生する。
Here, when the
しかし、本実施形態では、出力軸14とケーシング44との間を封止するオイルシール26を、出力軸14にではなく、カラー24の外周80に配置するようにしている。そのため、カラー24を配置したにも拘わらず、第1軸受16の作用点あるいは止め輪20から荷重重心ポイントLpまでの軸方向長さLp16、Lp22が増大するのを抑えた設計をすることができる(たとえ、ぎりぎりまで短く抑えない場合でも、軸方向において、スペース的により余裕のある設計が可能となる)。
However, in this embodiment, the
また、第1軸受16からオイルシール26の反減速機構側の面27までの距離L(16−27)を短く抑えることができることから、ケーシング44の外形が大きくなって、重量増大、コスト増大の要因となるのを回避する設計をすることもできる。
Further, since the distance L (16-27) from the
本実施形態では、さらに、カラー24は、止め輪20と軸方向に対向し、該止め輪20がスラスト力を受けたときに、(変形した)止め輪20に当接し、該止め輪20に当該スラスト力に対する反力を付与できるように構成してあるため、単に止め輪20が抜け落ちるのを防止するだけでなく、止め輪20による第1軸受16の移動の規制効果をより高めることができる。
In the present embodiment, the
また、カラー24は、止め輪20と(軸方向に対向しているだけでなく)径方向にも対向しているため、止め輪20は、径方向に対しても動きが拘束されている。そのため、止め輪20が止め輪溝22から抜け出るのが、一層効果的に防止されている。さらには、カラー24の軸方向反減速機構側の側面76の軸方向位置が、反減速機構側へシフトする距離を抑えながら(場合によってはむしろ減速機構側にシフトさせながら)、オイルシール26の配置面として、カラー24の外周部70の軸方向長さL70(外周80の軸方向長さ)を大きく確保することができている。
Further, since the
要するならば、本実施形態では、出力軸14は、(大径部に相当する)大径の第1軸受配置部34と(小径部に相当する)小径のカラー配置部36とを有し、止め輪20は、大径の第1軸受配置部34に配置され、カラー24は、小径のカラー配置部36に嵌合されている。そして、カラー24は、第1軸受配置部34と径方向に対向するように延在された(延在部としての)外周部70を有し、かつ、(該外周部70の外周80上に配置された)オイルシール26は、第1軸受配置部34と径方向から見て重なっている。
In short, in this embodiment, the
そのため、カラー24が追加で配置されているにも関わらず、オイルシール26の配置面となるカラー24の外周部70(の外周80)の軸方向幅L70を十分大きく確保しつつ、第1軸受16の作用点や止め輪溝22から荷重重心ポイントLpまでの距離Lp16、Lp22を小さく維持することができ、第1軸受16の荷重負担や、止め輪溝22周辺の応力集中をより小さく抑制することができているものである。また、第1軸受16からオイルシール26の反減速機構側の面27までの距離L(16−27)を短く抑えることができることから、ケーシング44の外形が大きくなって、重量増大、コスト増大の要因となるのを回避する設計を可能としているものである。
Therefore, although the
なお、上記実施形態においては、カラー24に対し、止め輪20の抜け防止機能のほかに、止め輪20がスラスト力を受けたときに、該止め輪20に当該スラスト力に対する反力を付与する機能をも持たせるようにしていた。しかし、本発明においては、カラー24は、最低限、止め輪20の抜け防止機能を有していれば足りる。つまり、カラー24が止め輪20に対し、スラスト力に対する反力を付与する機能は、必ずしも要求されない。
In the above embodiment, in addition to the function of preventing the retaining
したがって、上記実施形態ベースで例示するならば、例えば、カラー(24)が、止め輪20と径方向に対向していることによって、止め輪20の抜け防止を図ることができているならば、該カラー(24)は、必ずしも止め輪20と軸方向に対向している必要はなく、また、止め輪20がスラスト力を受けた場合であっても、必ずしも止め輪20と当接して該止め輪20に当該スラスト力に対する反力を付与するような構成とされていなくてもよい。
Therefore, if illustrated on the basis of the above embodiment, for example, if the collar (24) is opposed to the retaining
逆に言うならば、カラーは、要するに、何らかの構成で止め輪が止め輪溝から外れるのを防止する形状あるいは機能を有していれば足り、必ずしも止め輪と軸方向や径方向に対向している必要はない。 To put it the other way around, the collar need only have a shape or function that prevents the retaining ring from coming off the retaining ring groove in any configuration, and is not necessarily opposed to the retaining ring in the axial or radial direction. There is no need to be.
また、上記実施形態においては、減速機の出力軸に本発明の軸部材の支持構造を適用した例を説明したが、これに限定されず、本発明は、例えば、減速機の出力軸以外の軸に適用してもよいし、さらには、減速機以外の装置の軸部材に適用してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which applied the support structure of the shaft member of this invention to the output shaft of the reduction gear was demonstrated, it is not limited to this, For example, this invention is other than the output shaft of a reduction gear. The present invention may be applied to the shaft, or may be applied to a shaft member of a device other than the speed reducer.
12…減速機
14…出力軸(軸部材)
16…第1軸受
18…第2軸受
20…止め輪
22…止め輪溝
24…カラー(抜け止め部材)
26…オイルシール
32…第2軸受配置部
34…第1軸受配置部(大径部)
36…カラー配置部(小径部)
38…相手機械
40…連結部
44…ケーシング
12 ...
16 ... 1st bearing 18 ...
26 ...
36 ... Collar arrangement part (small diameter part)
38 ...
Claims (2)
該軸部材に外嵌された軸受と、
前記軸部材に設けられた止め輪溝に配置され、前記軸受の内輪の軸方向移動を規制する止め輪と、
前記軸部材に外嵌され、前記止め輪が前記止め輪溝から外れるのを防止する抜け止め部材と、を有し、
前記抜け止め部材と前記軸受の内輪との間に前記止め輪が配置され、
前記抜け止め部材の外周にオイルシールが配置され、
前記軸部材は、大径部と小径部とを有し、
前記止め輪は、前記大径部に配置され、
前記抜け止め部材は、前記小径部に嵌合される内周部と、内周部より径方向外側に位置する外周部と、径方向から見て前記内周部と前記外周部の間に設けられるセンター部と、を有し、
前記外周部は、前記大径部と径方向に対向するように延在された延在部を有し、
前記外周部の外周に前記オイルシールが配置され、前記延在部は、前記止め輪と径方向に対向し、
前記オイルシールは、前記大径部と径方向から見て重なり、
前記センター部の軸方向幅は、前記内周部の軸方向幅よりも大きく、かつ前記外周部の軸方向幅よりも小さく、
前記センター部は、前記止め輪と軸方向に対向する
ことを特徴とする軸部材の支持構造。 A shaft member;
A bearing externally fitted to the shaft member;
A retaining ring that is disposed in a retaining ring groove provided in the shaft member and restricts axial movement of the inner ring of the bearing;
A retaining member that is externally fitted to the shaft member and prevents the retaining ring from coming off the retaining ring groove;
The retaining ring is disposed between the retaining member and the inner ring of the bearing;
An oil seal is disposed on the outer periphery of the retaining member ,
The shaft member has a large diameter portion and a small diameter portion,
The retaining ring is disposed on the large diameter portion,
The retaining member is provided between an inner peripheral portion fitted into the small diameter portion, an outer peripheral portion positioned radially outward from the inner peripheral portion, and between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion as viewed from the radial direction. A center part, and
The outer peripheral portion has an extending portion that extends to face the large diameter portion in the radial direction,
The oil seal is disposed on the outer periphery of the outer peripheral portion, and the extending portion is opposed to the retaining ring in the radial direction,
The oil seal overlaps with the large diameter portion when viewed from the radial direction,
The axial width of the center portion is larger than the axial width of the inner peripheral portion and smaller than the axial width of the outer peripheral portion,
A support structure for a shaft member, wherein the center portion faces the retaining ring in the axial direction .
前記止め輪と前記軸受の内輪との間にスペーサが配置され、
前記スペーサは、メインスペーサと、該メインスペーサよりも軸方向幅の狭いサブスペーサと、を有し、
前記メインスペーサが前記止め輪側に配置される
ことを特徴とする軸部材の支持構造。 In claim 1,
A spacer is disposed between the retaining ring and the inner ring of the bearing;
The spacer includes a main spacer and a sub-spacer having a narrower axial width than the main spacer,
The shaft support supporting structure, wherein the main spacer is disposed on the retaining ring side.
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