(57)【要約】【課題】ラジアル方向及びスラスト方向の双方の負荷がかかるような軸であっても該軸を１個の軸受のみによって安定した状態でケーシングに支持する。【解決手段】ベベルピニオン（第１歯車）６２の設けられたピニオン軸（第１軸）６０を、転動体である一対のころ列６８Ａ、６８Ｂを背面組み合わせで組み込んだアンギュラころ軸受Ｂ１にて支持すると共に、該アンギュラころ軸受Ｂ１の前記ころ列６８Ａ、６８Ｂの各ころの作用点Ｐ１、Ｐ２のピニオン軸６０上のスパンＬ１の中に、ベベルピニオン６２とベベルギヤ（第２歯車）６４とが噛合する範囲Ｅ１のピニオン軸６０上での投影範囲Ｒ１の中点Ｐ３を存在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸の先端に設けられた第１歯車と第２軸に設けられた第２歯車との噛合によって構成される減速機構をケーシング内に有する減速装置の軸の支持構造であって、
前記第１歯車の設けられた第１軸を、転動体である一対のころ列が背面組み合わせで組み込まれたアンギュラころ軸受にて支持すると共に、
該アンギュラころ軸受の前記一対のころ列の作用点の前記第１軸上のスパンの中に、前記第１歯車と第２歯車とが噛合する範囲の前記第１軸上での投影範囲の中点を存在させた
ことを特徴とする減速装置の軸の支持構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１、第２歯車が、直交歯車である
ことを特徴とする減速装置の軸の支持構造。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記アンギュラころ軸受の接触角が４５度に設定されている
ことを特徴とする減速装置の軸の支持構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記減速装置が前記減速機構の前段に前段減速機構を備え、該前段減速機構の出力部材が前記アンギュラころ軸受の内輪に固定され、且つ、前記第１軸が、この出力部材または該内輪に固定されている
ことを特徴とする減速装置の軸の支持構造。
【請求項５】
請求項４において、
前記アンギュラころ軸受が、前記一対のころ列を複列式に有する単一の軸受で構成されている
ことを特徴とする減速装置の軸の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速装置の軸の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、図４に示されるような、減速装置１０において先端にベベルピニオン１２が形成されたピニオン軸１４を支持する構造が開示されている。この減速装置１０は、前段に内接噛合遊星歯車構造の減速機構（一部のみ図示）１３を備え、前記ピニオン軸１４は、この前段の減速機構１３の出力軸であるキャリヤ１６にスプライン１８を介して連結されている。また、ピニオン軸１４は、該ピニオン軸１４のほぼ中央に配置された円すいころ軸受を２４と、キャリヤ１６を介して該キャリヤ１６の円筒部１６Ａに配置された円すいころ軸受２６とによってケーシング２７に支持されている。即ち、ピニオン軸２４に掛かるラジアル方向の負荷及びスラスト方向の負荷を、両円すいころ軸受２４、２６によって分担して受け持っている。
【０００３】
一方、特許文献２においては、図５に示されるような、継軸３０と一体化されたベベルピニオン３２を、１対の玉軸受３４、３６にて支持する減速装置２８が開示されている。１対の玉軸受３４、３６はそれぞれの軸方向移動が、ケーシング３８の段差部３８Ａ、継軸３０の段部３０Ａ、及び止め輪４０によって拘束されている。この減速装置２８においては、ベベルピニオン３２に発生するＡ方向及びＢ方向のスラスト負荷を、この軸方向移動の拘束された１対の玉軸受３４、３６によって受けるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０７８２８号公報（図２）
【特許文献２】特開２００７−２１１９２０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、例えば、ベベルピニオンを備えた軸のように、とりわけ運転時にスラスト負荷が発生するような軸を減速装置のケーシングに支持する場合、ラジアル方向の負荷とスラスト方向の負荷に対して同時に対応できるような支持構造が必要とされる。
【０００６】
そのため、ラジアル負荷を受けるために１対の軸受によって該軸を両持ち支持する構成と、スラスト負荷を受けるために、軸受の内輪あるいは外輪の軸方向の移動を拘束するような構成の双方を必要とし、また、安定した支持を確保するためには、一対の軸受のスパンを長くとる必要があって、軸方向長が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、減速装置の軸の支持にあたって、当該軸が、たとえラジアル方向及びスラスト方向の双方の負荷が掛かるような軸であっても、軸受の負担を小さくすることによって減速装置の軸方向長を長くすることなく安定した状態でケーシングに支持することができるようにすることをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１軸の先端に設けられた第１歯車と第２軸に設けられた第２歯車との噛合によって構成される減速機構をケーシング内に有する減速装置の軸の支持構造であって、前記第１歯車の設けられた第１軸を、転動体である一対のころ列が背面組み合わせで組み込まれたアンギュラころ軸受にて支持すると共に、該アンギュラころ軸受の前記一対のころ列の作用点の前記第１軸上のスパンの中に、前記第１歯車と第２歯車とが噛合する範囲の前記第１軸上での投影範囲の中点を存在させたことにより、上記課題を解決するものである。
【０００９】
本発明の減速装置は、第１軸の先端に設けられた第１歯車と第２軸に設けられた第２歯車との噛合によって構成される減速機構を有している。本発明では、この減速機構の第１軸を、転動体である「ころ列」が背面組み合わせで組み込まれたアンギュラころ軸受にて支持する。なお、アンギュラころ軸受自体は、該一対のころ列を複列式で有する単一の軸受でも、また、該一対のころ列を別々に有する２個の軸受でもよい。本発明では、このアンギュラころ軸受の一対のころ列の作用点の第１軸上のスパンの中に、第１歯車と第２歯車とが噛合する範囲の第１軸上での投影範囲の中点、要するにこの第１軸に対して第１歯車からの荷重がかかる「基点（作用点）」を存在させるようにしている。これにより、この第１歯車からの荷重がかかる基点をアンギュラころ軸受の一対のころ列の作用線のスパンの中に収めることにより軸受の負担を軽くでき、（たとえこの一対のころ列の軸方向スパンが小さくても）第１軸を極めて安定した状態で支持することができる。
【００１０】
なお本発明は、ベベルピニオン、あるいはハイポイドピニオン等の直交歯車を組み込んだ軸のように、ラジアル方向及びスラスト方向の双方に負荷のかかる軸の支持に適用すると特に顕著な効果が得られるが、本発明を適用すべき軸は、必ずしもこの双方の負荷が常に掛かるような軸でなければならないということはない。  
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、たとえラジアル方向及びスラスト方向の双方の負荷がかかるような軸であっても、軸受の負担を小さくすることにより減速装置の軸方向長を長くすることなく該軸を安定した状態でケーシングに支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る減速装置の軸の支持構造の一例が適用された減速装置の断面図、図２は、その要部拡大図である。
【００１４】
減速装置ＧＭ１は、減速機Ｇ１と、この減速機Ｇ１と連結されるモータＭ１とを有している。
【００１５】
減速機Ｇ１は、前段に内接噛合遊星歯車構造の減速機構４２、後段にベベルギヤセットからなる直交減速機構４４を備えている。したがって、減速装置ＧＭ１は、モータＭ１の軸心に対して減速機Ｇ１の出力軸の軸心が直交する直交型の減速装置を構成している。
【００１６】
前段の内接噛合遊星歯車構造の減速機構４２は、モータＭ１のモータ軸４３の外周にキー４５を介して組み込まれた偏心体４６、４７、該偏心体４６、４７の外周にころ４８、４９を介して揺動回転自在に組み込まれた外歯歯車５０、５１、該外歯歯車５０、５１が内接噛合する内歯歯車５２を備える。内歯歯車５２は前段ケーシング５４Ａと一体化されており、その内歯はピン５２Ａによって構成されている。外歯歯車５０、５１と内歯歯車５２は例えば１〜４程度の僅少の歯数差を有している。この内接噛合遊星歯車構造の減速機構４２は、外歯歯車５０、５１と内歯歯車５２との相対回転を内ピン５５を介して出力部材であるキャリヤ５６を介して後段の直交減速機構４４側に出力する。
【００１７】
後段の直交減速機構４４は、その入力軸に相当するピニオン軸（第１軸）６０を備える。ピニオン軸６０の先端にはベベルピニオン（第１歯車）６２が直切りされている。ベベルピニオン６２は、ベベルギヤ（第２歯車）６４と噛合している。ベベルギヤ６４は、出力軸（第２軸）７６に組み込まれている。
【００１８】
ピニオン軸６０は複列式のアンギュラころ軸受Ｂ１によって回転自在にケーシング５４（５４Ｃ）に支持されている。複列式のアンギュラころ軸受Ｂ１は、内輪６６、同一平面上に配置された第１のアンギュラころ列６８Ａ、第２のアンギュラころ列６８Ｂ、及び外輪７０からなる。
【００１９】
アンギュラころ軸受Ｂ１の外輪７０はボルト７１を介して後段ケーシング５４Ｃに固定されている。この外輪７０の内周には角度９０°の外輪側第１、第２Ｖ溝（外輪側第１、第２転送面）７０Ａ、７０Ｂが穿設されている。アンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６の外周には、角度９０°の内輪側第１、第２Ｖ溝（内輪側第１、第２転送面）６６Ａ、６６Ｂが穿設されている。アンギュラころ軸受Ｂ１の第１のアンギュラころ列（転動体列）６８Ａは、外輪７０に設けたポケット７２Ａを介して、１個ずつ第１転送面６６Ａ、７０Ａ上の空間に組み込まれている。アンギュラころ軸受Ｂ１の第２のアンギュラころ列（転動体列）６８Ｂは、外輪７０に設けたポケット７２Ｂを介して、１個ずつ第２転送面６６Ｂ、７０Ｂ上の空間に組み込まれている。第１、第２アンギュラころ列６８Ａ、６８Ｂの組み込み態様は、いわゆる背面組み合わせである。この実施形態では、第１、第２のアンギュラころ列６８Ａ、６８Ｂは、それぞれ接触角θ１、θ２が４５度に設定されているため、図１において２点鎖線で示すように第１のアンギュラころ列６８Ａから（各ころの中心を通る）作用線Ｌｉ１、Ｌｉ２が、第２のアンギュラころ列６８Ｂから（各ころの中心を通る）作用線Ｌｉ３、Ｌｉ４が、それぞれ約９０度の角度を以て形成されている。接触角θ１、θ２を４５度としたのは、クロスローラのころを転用使用することができること、及びラジアル方向、スラスト方向の応力バランスもよいこと、等を考慮したためである。図示では、それぞれ２本ずつの作用線Ｌｉ１、Ｌｉ２、作用線Ｌｉ３、Ｌｉ４が代表して描写されているが、作用線は第１、第２アンギュラころ列６８Ａ、６８Ｂの各ころについて、それぞれ存在している。この作用線Ｌｉ１〜Ｌｉ４がピニオン軸６０の軸線Ｏ１と交わる点（作用点）Ｐ１、Ｐ２の間の距離（作用点Ｐ１、Ｐ２のピニオン軸６０上のスパン）をＬ１としたときに、該Ｌ１内にベベルピニオン６２とベベルギヤ６４との噛合範囲Ｅ１のピニオン軸６０上での投影範囲Ｒ１の中点（噛合の荷重が掛かる基点）Ｐ３が存在するように設計されている。第１、第２アンギュラころ列６８Ａ、６８Ｂが背面組み合わせで組み込まれており、かつその接触角θ１、θ２が４５度に設定されているため、作用点Ｐ１、Ｐ２はアンギュラころ軸受Ｂ１の外輪７０の位置をほぼ対角の頂点とする正方形のもう一方の対角の頂点に位置することになる。図の符号Ｌ１が作用点Ｐ１、Ｐ２間のスパンに相当する。
【００２０】
なお、後段の直交減速機構４４のピニオン軸６０のベベルピニオン６２側への軸方向移動は、ピニオン軸６０の外周に形成された溝部６０Ａと該溝部６０Ａに嵌め込まれた止め輪７４によって規制されている。止め輪７４自体は、内輪６６とキャリヤ５６との間に挟まれることにより、その軸方向移動が規制されている。なお、ピニオン軸６０の反ピニオン側への軸方向移動はベベルピニオン６２の端部６２Ａが内輪６６に当接することによって規制されている。また、精度良く隙間を積めることができれば、止め輪７４のみによって双方向の軸方向移動を規制するようにしても良い。
【００２１】
ピニオン軸６０は、その前段減速機構側にローレット加工部６０Ｂを有し、該ローレット加工部６０Ｂが前段のキャリヤ５６の円筒部５６Ａの内周に圧入されている。このキャリヤ５６は、ピニオン軸（第１軸）６０と同軸で且つ同一回転速度で回転する回転部材（前段減速機構の出力部材）であり、ボルト７２を介してアンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６とも直接固定されている。なお、キャリヤ５６の一部は軸受６９を介してモータ軸４３に支持されている。この実施形態では、前述したように、ピニオン軸６０はアンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６にも圧入されているため、結局、キャリヤ５６、ピニオン軸６０、及び内輪６６は、全体として大きな回転部材として一体化されていることになる。なお、もし、組付けの容易性を優先する場合には、ローレット加工部６０Ｂのみでも動力の伝達は十分可能であるため、ピニオン軸６０と内輪６６との嵌合は必ずしも圧入でなくともよい。この場合には、ピニオン軸６０に掛かるラジアル荷重及びスラスト荷重は、ローレット６０Ｂ→キャリヤ５６→ボルト７２の経路でアンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６に伝達され、該内輪６６によって受け止められる。これにより、ピニオン軸６０の内輪に対向する部分の精度を緩くすることができ、加工コストを低減することができる。
【００２２】
直交減速機構４４の出力軸７６は、前記クロスローラ軸受Ｂ２によって支持されている。クロスローラ軸受Ｂ２は、内輪８０、外輪８２、及びこの内輪８０と外輪８２との間に配置されたクロスローラ（転動体）８４とで主に構成されている。
【００２３】
クロスローラ軸受Ｂ２の内輪８０には、その軸方向端部８０Ａに前記ベベルギヤ６４がボルト８６を介して連結され、反対側の軸方向端部８０Ｂに出力軸７６がボルト８８を介して固定されている。クロスローラ軸受Ｂ２の外輪８２は、ケーシング５４（５４Ｃ）にボルト９０を介して連結・支持されている。クロスローラ軸受Ｂ２のクロスローラ（転動体）８４は、外輪８２の半径方向に設けたポケット９２を介して交互にその回転軸が９０°変えられた状態で組み込まれている。
【００２４】
なお、図の符号９３Ａ、９３Ｂは、オイルシール、符号９４Ａ、９４Ｂは、Ｏリングである。
【００２５】
次に、この実施形態に係る減速装置ＧＭ１の作用を説明する。
【００２６】
モータ軸Ｍ１の回転によって偏心体４６、４７が回転すると、該偏心体４６、４７の外周に（ころ４８、４９を介して）案内されて外歯歯車５０、５１が内歯歯車５２に内接しながら揺動回転する。この実施形態では、内歯歯車５２がケーシング５４（５４Ａ）に固定されているため、外歯歯車５０、５１はその自由な自転が拘束され、内歯歯車５２の内側でほとんど揺動のみを行う。この結果、該内歯歯車５２と外歯歯車５０、５１との間に両者の歯数差に起因した相対回転が生じる。この相対回転成分が内ピン５５を介して当該減速機構４２の出力軸に相当するキャリヤ５６に伝達される。
【００２７】
キャリヤ５６が回転すると、ピニオン軸６０のローレット加工部６０Ｂとキャリヤ５６の円筒部５６Ａの内周との圧入嵌合、ボルト７２を介したキャリヤ５６とアンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６との連結、及び該内輪６６とピニオン軸６０との圧入とにより、キャリヤ５６、内輪６６、ピニオン軸６０は大きな塊として一体回転する。これによりピニオン軸６０が回転すると、該ピニオン軸６０の先端に直切り形成されたベベルピニオン６２が回転し、該ベベルピニオン６２と噛合しているベベルギヤ６４が回転する。
【００２８】
ベベルギヤ６４は、クロスローラ軸受Ｂ２の内輪８０の軸方向内側にボルト８６を介して直接固定されている。このため、該内輪８０がベベルギヤ６４と同一の回転速度で回転する。一方、内輪８０は、ボルト８８を介して出力軸７６と固定されているため、該ベベルギヤ６４の回転はそのまま出力軸７６に伝達される。
【００２９】
ここで、後段のピニオン軸６０は、接触角θ１、θ２が４５度の背面組合せとしたアンギュラころ軸受Ｂ１によって支持されており、且つベベルピニオン６２とベベルギヤ６４とが噛合する範囲Ｅ１のピニオン軸６０上での投影範囲Ｒ１の中点Ｐ３が、該背面組合せとしたアンギュラころ軸受Ｂ１の作用点Ｐ１、Ｐ２のスパンＬ１内に存在している。また、アンギュラころ軸受Ｂ１は軸方向に距離Ｌｓ１を有して第１のアンギュラころ列６８Ａの第１転送面６６Ａ、７０Ａ、及び第２のアンギュラころ列６８Ｂの第２転送面６６Ｂ、７０Ｂを有している（複列式）。したがって、軸受自体は１個でありながら、前記中点Ｐ３を基点としてピニオン軸６０に掛かるラジアル方向の負荷及びスラスト方向の負荷の双方をこのアンギュラころ軸受Ｂ１で安定して受けることができる。
【００３０】
さらに、この実施形態においては、Ａ）前段の出力軸であるキャリヤ５６が当該アンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６にボルト７２を介して直接固定されており、Ｂ）該キャリヤ５６の一部が軸受６９を介してモータ軸４３に支持されており、Ｃ）ピニオン軸６０のローレット加工部６０Ｂがキャリヤ５６の円筒部５６Ａの内周に圧入されており、且つ、Ｄ）ピニオン軸６０がアンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６に圧入されている。このため、キャリヤ５６、ピニオン軸６０、及びアンギュラころ軸受Ｂ１の内輪６６は全体として大きな塊となって安定回転するようになることになり、ピニオン軸６０を非常に安定した状態で回転させることができる。
【００３１】
図３に本発明の他の実施形態の一例を示す。
【００３２】
この実施形態に係る減速装置ＧＭ２では、ピニオン軸９５の先端にスパーピニオン９６が形成されており、このスパーピニオン９６がスパーギヤ９８と噛合している。
【００３３】
この実施形態においても、後段の入力軸に相当するピニオン軸９５は、既に説明した接触角４５度の背面組合せとしたアンギュラころ軸受Ｂ１によって支持されている。アンギュラころ軸受Ｂ１自体の構成は先の実施形態と同様である。この実施形態では、スパーピニオン９６とスパーギヤ９８との噛合範囲Ｅ２のピニオン軸９５上での投影範囲Ｒ２の中点Ｐ４が、前記背面組合せとしたアンギュラころ軸受Ｂ１の作用点Ｐ１、Ｐ２のスパンＬ１内に存在している。
【００３４】
そのため、スパーピニオン９６側から大きなラジアル荷重が掛かったとしても、あるいは、何らかの理由で、ピニオン軸９５にスラスト荷重が掛かったとしても、これらのラジアル方向の負荷及びスラスト方向の負荷の双方を当該アンギュラころ軸受Ｂ１で受けることができ、ピニオン軸９５を非常に安定した状態で回転させることができる。なお、減速機Ｇ１の前段の内接噛合遊星歯車減速機構４２、ピニオン軸６０を支持する構成、及び、後段減速機構４４の出力軸９９を支持する構成は、基本的に先の実施形態と同様である。従って、図中で主な構成部位に先の実施形態と同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。
【００３５】
なお、本発明に係るアンギュラころ軸受の接触角は４５度に限定されない。ラジアル荷重とスラスト荷重のバランス、及びアンギュラころ軸受から第１、第２歯車の噛合点までの距離等を考慮して設定してもよい。例えば、ラジアル荷重の掛かる比重が高いときには接触角を４５度より小さめに設定し、逆に、スラスト荷重が掛かる比重が高いときには、接触角を４５度以上に設定することも可能である。但し、作用線の第１軸上のスパン内に第１、第２歯車の噛合する範囲の第１軸上での投影範囲の中点が存在する必要がある。
【００３６】
また、上記実施形態では、複列式の単一のアンギュラころ軸受が採用されていたが、本発明でのアンギュラころ軸受は、要は一対のころ列が（背面組み合わせで）組み込まれていれば良く、必ずしも複列式の単一の軸受とする必要はない。軸受自体が２個であっても、本発明により、各軸受の負担を小さくすることができるため、軸受のスパンを小さくでき、減速機の軸方向長を短縮できるという効果を相応に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
減速機内の所定の軸を一個の軸受で該軸に掛かるラジアル方向の負荷及びスラスト方向の負荷の双方を受け止めながら安定した状態で回転・支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る減速装置の断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】本発明の第２実施形態に係る減速装置の断面図
【図４】従来の減速装置の軸の支持構造の例を示す断面図
【図５】従来の減速装置の軸の支持構造の他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
Ｇ１…減速機
ＧＭ１…減速装置
Ｂ１…アンギュラころ軸受
５４…ケーシング
６０…ピニオン軸
６２…ベベルピニオン
６４…ベベルギヤ
６６…内輪
６８Ａ、６８Ｂ…ころ（転動体）
６９…軸受
７０…外輪
Ｌｉ１〜Ｌｉ４…作用線
Ｐ１、Ｐ２…作用点
Ｅ１…噛合範囲
Ｒ１…投影範囲
Ｐ３…中点
【図１】
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【図２】
2010091013.tif 000004
【図３】
2010091013.tif 000005
【図４】
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【図５】
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