特開 2023-119927 歯車装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023119927

(43)【公開日】2023-08-29

(54)【発明の名称】歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20230822BHJP

   F16H 57/023 20120101ALI20230822BHJP

   F16C 19/24 20060101ALI20230822BHJP

   F16C 35/067 20060101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16H57/023

F16C19/24

F16C35/067

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022023063

(22)【出願日】2022-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003115

【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100213333

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿山 昌代

(72)【発明者】

【氏名】白土 大悟

【テーマコード（参考）】

3J063

3J117

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J063AA40

3J063AB02

3J063AC01

3J063BB48

3J063CB17

3J063CD02

3J063CD42

3J117AA01

3J117CA04

3J117DA01

3J117DA02

3J117DB01

3J701AA02

3J701AA13

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA56

3J701DA11

3J701FA44

3J701FA46

3J701GA11

(57)【要約】

【課題】性能を維持しつつコストを抑えた歯車装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る歯車装置１００は、小歯車４０が取り付けられた小歯車軸６０に嵌合する軸受構造体１０を備える歯車装置１００であって、軸受構造体１０は、内輪１３と、外輪１１１および軸受蓋１１２が一体化された一体化構造体１１と、一体化構造体１１および内輪１３の間に、周方向において、所定の間隔を空けて均等に配置されているコロ１２と、を備え、外輪１１１は、周方向における内周面から内輪１３側へ突出し、軸方向における一端に設けられた第１鍔部１１１ａを有し、軸受蓋１１２は、第１鍔部１１１ａとコロ１２を介して対面し、軸方向における外輪１１１の他端に接して設けられた第２鍔部１１２ａを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

小歯車が取り付けられた小歯車軸に嵌合する軸受構造体を備える歯車装置であって、
前記軸受構造体は、
内輪と、
外輪および軸受蓋が一体化された一体化構造体と、
前記一体化構造体および内輪の間に、周方向において、所定の間隔を空けて均等に配置されているコロと、
を備え、
前記外輪は、周方向における内周面から前記内輪側へ突出し、軸方向における一端に設けられた第１鍔部を有し、
前記軸受蓋は、前記第１鍔部と前記コロを介して対面し、軸方向における前記外輪の他端に接して設けられた第２鍔部を有する、歯車装置。

【請求項2】

前記一体化構造体は、前記第１鍔部における前記コロとの相対面、および前記第２鍔部における前記コロとの相対面が、研磨されている、請求項１に記載の歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、周方向における内周面から内輪側へ突出し、軸方向における一端に設けられた鍔部を有する外輪と、該鍔部とコロを介して対面し、軸方向における外輪の他端に接して設けられた鍔輪と、を備える円筒コロ軸受により、歯車軸を回転自在に支持する歯車装置が知られている。例えば、特許文献１には、両鍔付円筒コロ軸受および片鍔付円筒コロ軸受を備え、片鍔付円筒コロ軸受の鍔部におけるコロとの相対面を研磨することで、スラスト荷重による両鍔付円筒ころ軸受の内輪の軸方向への抜け出しを防止した歯車装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－１５１１０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の歯車装置では、円筒コロ軸受の鍔輪および外輪、並びに、該外輪を歯車箱に固定する軸受蓋が、それぞれ別体で設けられていた。このため、部品点数および組み立て工数が多くなり、コストが増大してしまうという問題があった。

【0005】

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、性能を維持しつつコストを抑えた歯車装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る歯車装置は、小歯車が取り付けられた小歯車軸に嵌合する軸受構造体を備える歯車装置であって、前記軸受構造体は、内輪と、外輪および軸受蓋が一体化された一体化構造体と、前記一体化構造体および内輪の間に、周方向において、所定の間隔を空けて均等に配置されているコロと、を備え、前記外輪は、周方向における内周面から前記内輪側へ突出し、軸方向における一端に設けられた第１鍔部を有し、前記軸受蓋は、前記第１鍔部と前記コロを介して対面し、軸方向における前記外輪の他端に接して設けられた第２鍔部を有する。

【0007】

さらに、本発明に係る歯車装置において、前記一体化構造体は、前記第１鍔部における前記コロとの相対面、前記第２鍔部における前記コロとの相対面が、研磨されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

性能を維持しつつコストを抑えた歯車装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る歯車装置の構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る歯車装置における軸受構造体の構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

＜歯車装置１００の構成＞
図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る歯車装置１００の構成の一例について説明する。

【0012】

歯車装置１００は、軸受構造体１０と、円筒コロ軸受２０と、軸受蓋３０と、小歯車４０と、大歯車５０と、小歯車軸６０と、車軸７０と、歯車箱８０と、を備える。なお、図１および図２において、小歯車軸６０の軸方向をｚ方向、小歯車４０の径方向をｒ方向、小歯車４０の周方向をθ方向、と表記している。

【0013】

軸受構造体１０は、一体化構造体１１と、複数のコロ１２と、内輪１３と、を備える。軸受構造体１０は、小歯車４０が取り付けられた小歯車軸６０に嵌合し、小歯車４０の一端側に配置される。小歯車４０が回転することで、軸受構造体１０には、＋ｚ方向又は－ｚ方向にスラスト荷重が作用する。

【0014】

一体化構造体１１は、外輪１１１と、軸受蓋１１２と、が一体化された構造体である（図２参照）。外輪１１１は、周方向（θ方向）における内周面Ｓ１から内輪１３側へ突出し、軸方向（ｚ方向）における一端Ｘに設けられた鍔部（第１鍔部）１１１ａを有する。軸受蓋１１２は、鍔部１１１ａとコロ１２を介して対面し、軸方向（ｚ方向）における外輪１１１の他端Ｙに接して設けられた鍔部（第２鍔部）１１２ａを有する。鍔部１１１ａおよび鍔部１１２ａは、一体化構造体１１に作用するスラスト荷重を規制するために設けられる。

【0015】

一体化構造体１１の鍔部１１１ａにおける複数のコロ１２との相対面、および、一体化構造体１１の鍔部１１２ａにおける複数のコロ１２との相対面は、公知の研磨方法により、研磨されている。鍔部１１１ａにおける複数のコロ１２との相対面、および、鍔部１１２ａにおける複数のコロ１２との相対面が研磨されることで、スラスト荷重により軸受構造体１０に発生するコロの焼付きなどを抑制し、内輪１３の軸方向（ｚ方向）への抜け出しを防止することができる。

【0016】

また、軸受構造体１０が、外輪１１１と、軸受蓋１１２と、が一体化された一体化構造体１１を備えることで、従来の技術と比較して、研磨工程および製造工程を改善することが可能である。従来の円筒コロ軸受に対する研磨工程および製造工程では、外輪の鍔部における複数のコロとの相対面を研磨する研磨工程の他、鍔輪の製造工程と、鍔輪単体に対する研磨工程とを、それぞれ別の工程で行わなければならず、研磨工程および製造工程が煩雑になるという問題があった。また、サイズの小さい鍔輪単体への研磨工程は、非常に手間がかかるという問題もあった。一方で、本実施形態に係る軸受構造体１０に対する研磨工程および製造工程では、外輪１１１と軸受蓋１１２とを一体化する前に、外輪１１１の鍔部１１１ａにおける複数のコロ１２との相対面を研磨する研磨工程は従来の研磨工程と同様であるが、軸受蓋１１２の製造工程における鍔部１１２ａの切削工程と、該鍔部１１２ａにおける複数のコロ１２との相対面の研磨工程とを、１度の工程で連続加工することができる。すなわち、本実施形態に係る軸受構造体１０に対する研磨工程および製造工程は、従来の技術と比較して、簡略化されている。

【0017】

複数のコロ１２は、一体化構造体１１と内輪１３との間に、周方向（θ方向）において、所定の間隔を空けて均等に配置されている。また、複数のコロ１２は、例えば、内輪１３に取り付けられており、保持器などにより、転動自在に保持されている。複数のコロ１２は、その形状が特に限定されるものではなく、例えば、玉状であってよい。

【0018】

内輪１３は、例えば、両鍔付内輪である。内輪１３は、ｒｚ平面における断面形状が、例えば、Ｕ字形状である。内輪１３は、周方向（θ方向）における内周面Ｓ２から一体化構造体１１側へ突出し、軸方向（ｚ方向）における両端に設けられた鍔部１３ａ，１３ｂを有する。鍔部１３ａ，１３ｂは、一体化構造体１１に作用するスラスト荷重を規制するために設けられる。

【0019】

軸受構造体１０において、鍔部１１１ａと複数のコロ１２との隙間、鍔部１１２ａと複数のコロ１２との隙間、鍔部１３ａ，１３ｂと複数のコロ１２との隙間は、適宜調整されている。

【0020】

軸受構造体１０が、外輪１１１と、軸受蓋１１２と、が一体化された一体化構造体１１を備えることで、従来の技術と比較して、組み立て工数を少なくし、且つ、分解の手間を省くことが可能である。従来の円筒コロ軸受における組み立て工程では、軸受蓋に外輪をプレス機などで圧入する工程、鍔輪をプレス機などで圧入する工程を、２度の工程で行わなければならなかった。このため、組み立て工数が多く、且つ、分解の手間がかかるという問題があった。また、鍔輪をプレス機などで圧入する際には、鍔輪の研磨された面を、外輪の鍔部と対面させる必要があるため、鍔輪の表と裏とを誤らないように、組み立て方向に留意しなければならないという問題もあった。一方で、本実施形態に係る軸受構造体１０における組み立て工程では鍔輪を必要としないため、外輪を軸受蓋に嵌め込むという１度の組み立て工程のみで、従来における円筒コロ軸受の鍔輪および外輪、並びに、軸受蓋に相当する部品を、組み立てることができる。このため、組み立て工数を少なくし、且つ、分解の手間を省くことができる。また、特に、組み立て方向に留意せずとも、研磨された鍔部１１１ａにおけるコロ１２との相対面と、研磨された鍔部１１２ａにおけるコロ１２との相対面と、が対面した状態となっているため、組み立て方向を誤る可能性を低減できる。すなわち、本実施形態に係る組み立て工程は、従来の技術と比較して、工数の低減、およびメンテナンス性の向上を図ることができる。

【0021】

円筒コロ軸受２０は、公知の片鍔付円筒コロ軸受である。円筒コロ軸受２０は、外輪２１と、複数のコロ２２と、内輪２３と、を備える。円筒コロ軸受２０は、小歯車４０が取り付けられた小歯車軸６０に嵌合し、小歯車４０の他端側に配置される。小歯車４０が回転することで、円筒コロ軸受２０には、＋ｚ方向又は－ｚ方向にスラスト荷重が作用する。

【0022】

外輪２１は、例えば、両鍔付外輪である。外輪２１は、ｒｚ平面における断面形状が、例えば、Ｕ字形状である。外輪２１は、周方向（θ方向）における内周面から内輪２３側へ突出し、軸方向（ｚ方向）における両端に設けられた鍔部２１ａ，２１ｂを有する。鍔部２１ａ，２１ｂは、円筒コロ軸受２０に作用するスラスト荷重を規制するために設けられる。

【0023】

複数のコロ２２は、外輪２１と内輪２３との間に、周方向（θ方向）において、所定の間隔を空けて均等に配置されている。また、複数のコロ２２は、例えば、内輪２３に取り付けられており、保持器などにより、転動自在に保持されている。複数のコロ２２は、その形状が特に限定されるものではなく、例えば、玉状であってよい。

【0024】

内輪２３は、例えば、片鍔付内輪である。内輪２３は、ｒｚ平面における断面形状が、例えば、Ｌ字形状である。内輪２３は、周方向（θ方向）における内周面から外輪２１側へ突出し、軸方向（ｚ方向）における一端に設けられた鍔部２３ａを有する。鍔部２３ａは、円筒コロ軸受２０に作用するスラスト荷重を規制するために設けられる。

【0025】

円筒コロ軸受２０において、鍔部２１ａ，２１ｂと複数のコロ２２との隙間、および鍔部２３ａ，２３ｂと複数のコロ２２との隙間は、適宜調整されている。

【0026】

軸受蓋３０は、円筒コロ軸受２０の外輪２１に外嵌して、外輪２１を保持し、円筒コロ軸受２０を歯車箱８０に固定する。軸受蓋３０は、例えば、アルミニウム、鉄などで形成される。

【0027】

小歯車４０は、大歯車５０と噛合するように構成される。小歯車４０は、小歯車軸６０の軸心Ｏ１を中心として、小歯車軸６０と共に回転する。小歯車４０は、小歯車軸６０と一体として形成され、回転自在となるように、歯車箱８０に収容されている。

【0028】

大歯車５０は、小歯車４０と噛合するように構成される。大歯車５０は、小歯車４０との噛合により小歯車軸６０の回転が伝達され、車軸７０の軸心Ｏ２を中心として、車軸７０と共に回転する。大歯車５０は、車軸７０に固定されて、回転自在となるように、歯車箱８０に収容されている。大歯車５０は、小歯車４０の径より大きい径で構成される。また、大歯車５０は、その一部が、歯車箱８０の下部に存在する潤滑油に浸漬されている。大歯車５０が回転すると、潤滑油がかき上げられて、小歯車４０と大歯車５０との噛み合い面などの潤滑が行われる。

【0029】

小歯車軸６０および車軸７０は、互いに間隔を空けて平行に設けられる。小歯車軸６０および車軸７０は、小歯車４０および大歯車５０を収容する歯車箱８０を貫通して設けられる。小歯車軸６０は、外部電動機等に接続されており、外部電動機等の駆動により、回転するように構成される。

【0030】

歯車箱８０は、小歯車４０、大歯車５０などを収容する。歯車箱８０には、軸受構造体１０、軸受蓋３０などが嵌め込まれており、これらが固定されている。歯車箱８０は、内部に潤滑油を貯溜し、潤滑油面の高さは、大歯車５０の一部が潤滑油に浸漬するように、例えば、油面計などによって管理されている。

【0031】

本実施形態に係る歯車装置１００は、従来における円筒コロ軸受の鍔輪および外輪、並びに、該外輪を歯車箱に固定する軸受蓋に相当する部品が一体化された一体化構造体１１を備える。これにより、部品点数および組み立て工数を減らし、分解の手間を省略することができる。したがって、性能を維持しつつ、部品コスト、製造コスト、およびメンテナンスコストを低減させた歯車装置１００を実現できる。

【0032】

また、本実施形態に係る歯車装置１００は、鍔部１１１ａにおける複数のコロ１２との相対面、鍔部１１２ａにおける複数のコロ１２との相対面が、研磨されている。これにより、スラスト荷重による軸受構造体１０の内輪１３の軸方向への抜け出しを防止することができる。したがって、性能を維持しつつコストを抑えた歯車装置１００を実現できる。

【0033】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。例えば、本実施形態では、小歯車側の電動機側軸受を一体化構造としたが、反電動機側（車輪側）としてもよく、また、大歯車側の電動機側軸受または反電動機側（車輪側）としてもよい。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。

【0034】

例えば、本実施形態では、円筒コロ軸受２０が、片鍔付内輪および両鍔付外輪を備える構成を一例に挙げて説明したが、円筒コロ軸受２０は、両鍔付内輪および両鍔付外輪を備える構成であってもよい。

【0035】

また本実施形態に係る歯車装置は、歯車として、例えば、はすば歯車、平歯車、やまば歯車などを採用することが可能である。

【0036】

また本実施形態に係る歯車装置は、鉄道車両、自動車その他の車両に適用可能である。

【符号の説明】

【0037】

１０ 軸受構造体
１１ 一体化構造体
１２ コロ
１３ 内輪
１３ａ，１３ｂ 鍔部
２０ 円筒コロ軸受
２１ 外輪
２１ａ，２１ｂ 鍔部
２２ コロ
２３ 内輪
２３ａ 鍔部
３０ 軸受蓋
４０ 小歯車
５０ 大歯車
６０ 小歯車軸
７０ 車軸
８０ 歯車箱
１００ 歯車装置
１１１ 外輪
１１２ 軸受蓋
１１１ａ 鍔部（第１鍔部）
１１２ａ 鍔部（第２鍔部）

【図1】

【図2】